储层流体的物理特性课件.ppt

1、储层流体的物理特性储层流体的物理特性1 1 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征2 2 天然气的高压物性天然气的高压物性3 3 地层原油的高压物性地层原油的高压物性4 4 地层水的高压物性地层水的高压物性5 5 地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法储层流体的物理特性储层流体的物理特性第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征l1.油气藏烃类的化学组成和分类l2.单组分烃类体系的相图l3.双组分烃类体系的相图l4.多组分烃类系统的相

2、图l5.典型油气藏相图1.1.油气藏烃类的化学组成和分类油气藏烃类的化学组成和分类u石油和天然气石油和天然气是多种烃类和是多种烃类和非烃类所组成非烃类所组成的混合物。的混合物。u就油气藏烃类就油气藏烃类而言，一般是而言，一般是烷烃、环烷烃烷烃、环烷烃和芳香烃。和芳香烃。相态相态化学组成化学组成主要成分主要成分气态气态烷烃烷烃C C1 1C C4 4天然气天然气液态液态烷烃烷烃C C5 5C C1616石油石油固态固态烷烃烷烃C C1616以上以上石腊石腊 各相态的化学组成（常温、常压）各相态的化学组成（常温、常压）u实际上，石油、天然气、石蜡的化学组成，要找出明确实际上，石油、天然气、石蜡的化

3、学组成，要找出明确的界线很困难。的界线很困难。1 1）油气藏烃类体系的相态及化学组成油气藏烃类体系的相态及化学组成2 2）油气藏烃类体系相态的控制因素）油气藏烃类体系相态的控制因素u内因：内因：烃类体系的化学组成烃类体系的化学组成u外因：外因：烃类体系所处的温度、压力环境烃类体系所处的温度、压力环境3 3）相图）相图u相（相（phasephase）：）：某一体系中的某一体系中的均质部分均质部分。一个相中可以。一个相中可以含有多种组分。（如：地层油和气为不同的两相）含有多种组分。（如：地层油和气为不同的两相）u相态方程：相态方程：对于一个组成固定的体系对于一个组成固定的体系，压力、温度和，压力、

4、温度和比容（比容（P.T.VP.T.V）都是该体系相状态的函数。特定体系的）都是该体系相状态的函数。特定体系的状态方程为状态方程为 F F（P.V.TP.V.T）=0=0u相图：相图：将状态方程以图示法表示就是相图。将状态方程以图示法表示就是相图。3 3）相图）相图u立体相图立体相图u平面相图平面相图 P-VP-V图图 P-TP-T图图u石油工业中，常石油工业中，常将将P-TP-T图简称为图简称为相图。相图。2.2.单组分烃类体系的相图单组分烃类体系的相图u泡点压力在温度一定的情况下在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的压力；开始从液相中分离出第一批气泡的压力；或或在压力一定的情况

5、下在压力一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的温度开始从液相中分离出第一批气泡的温度u露点压力温度一定时温度一定时，开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。单组分：P泡=P露v乙烷的饱和蒸汽压线乙烷的饱和蒸汽压线曲线上的各点曲线上的各点即为不同温度下乙即为不同温度下乙烷的饱和蒸汽压。它表示烷的饱和蒸汽压。它表示气、液气、液两相共存两相共存的温度和压力条件；的温度和压力条件；l气、液两相能够共存的区域只气、液两相能够共存的区域只是是一条线（饱和蒸汽压线）一条线（饱和蒸汽压线）；l临界点：临界点：饱和蒸汽压线的终点饱和蒸汽压线的终点（C），它所对应的温度为），

6、它所对应的温度为临界临界温度（温度（Tc），），它所对应的压力为它所对应的压力为临界压力（临界压力（pc）。）。l临界点临界点是两相能够共存的最高是两相能够共存的最高温度点和最高压力点。温度点和最高压力点。2.2.单组分烃类体系的相图单组分烃类体系的相图一点、一线、两区（三区）一点、一线、两区（三区）34/MPa56单组分烃相图特征：单组分烃相图特征：lP Pa a=P Pb b(某一温度下某一温度下)，在在PV图中，两相共存区为一水平线图中，两相共存区为一水平线段。段。P Pa a、P Pb b是任意温度下的露点、是任意温度下的露点、泡点压力泡点压力l临界点临界点C C为两相共存的最高温为两

7、相共存的最高温度压力点。度压力点。l饱和蒸汽压曲线为一条单调饱和蒸汽压曲线为一条单调的曲线的曲线 段。段。相图应用：相图应用：根据根据，判断单组分烃所处的相态判断单组分烃所处的相态2.2.单组分烃类体系的相图单组分烃类体系的相图.双组分烃类体系的相图P-VP-V相图相图:戊烷正庚烷戊烷正庚烷(占占52%)52%)u某一温度下，较缓段为汽相区，较陡段为液相区，二者之间为两相共同区。u在PV图中，两相共存区为 一条斜线。Pa Pb某一温度下的露点压力不等于泡点压力。3/MPa21双（双（多多）组分）组分烃类体系P PT T相图及测定原理相图及测定原理相图应用：相图应用：根据，判根据，判断双组分烃类

8、所处的相态断双组分烃类所处的相态u临界点：临界点：混合物的临界压力都混合物的临界压力都高于高于各组各组分的临界压力，混合物的临界温度则居于分的临界压力，混合物的临界温度则居于各组分的临界温度之间。各组分的临界温度之间。u两相区：两相区：所有混合物的两相区都位于两所有混合物的两相区都位于两纯组分的蒸汽压线之间。纯组分的蒸汽压线之间。P PT T相图相图:乙烷乙烷正正庚烷具不同含量庚烷具不同含量 组分组分比例比例包络线包络线位置位置包络线形态包络线形态大致大致相同相同正中间正中间两相区最大两相区最大相差相差越大越大与含量高的组与含量高的组分的饱和蒸汽分的饱和蒸汽线越靠近线越靠近形态越细长形态越细长

9、,两相区越小两相区越小组分性质相差越大组分性质相差越大（如分子大小）（如分子大小）两相区越大两相区越大临界点位置越临界点位置越高高.双组分烃类体系的相图.多组分烃类系统的相图多组分烃类系统的相图实际地下油气藏是复杂的多组分烃类体系实际地下油气藏是复杂的多组分烃类体系。拟组分拟组分：为了便于研究，：为了便于研究，常把几种化学成分合并为常把几种化学成分合并为一种拟组分。例如一种拟组分。例如C2-6视为视为轻烃组分（或中间组分）轻烃组分（或中间组分），C7+视为液烃组分。视为液烃组分。泡点线泡点线（饱和压力线）；（饱和压力线）；aCpC，液相区和两相区的，液相区和两相区的分界线。分界线。露点线；露点

10、线；CCTb，气相区和，气相区和两相区的分界线。两相区的分界线。临界点：临界点：C点，泡点线和点，泡点线和露点线的汇合点。露点线的汇合点。等温逆行区（等温反凝析区）等温逆行区（等温反凝析区）逆行就是逆道而行，与正常相反。逆行就是逆道而行，与正常相反。lABD从从B到到D，随压力降低，体，随压力降低，体系中液量含量由系中液量含量由0%增加增加到到40%。反常现象（逆行反常现象（逆行现象）现象）lDEF从从D到到E，随压力降低，体，随压力降低，体系中液量含量由系中液量含量由40%降低降低到到0%。正常现象正常现象CDCCDCT TBCBC即为反凝析区，反凝析现象只发生在靠近临界即为反凝析区，反凝析

11、现象只发生在靠近临界点附近区域的特定温度、压力条件下。点附近区域的特定温度、压力条件下。两个逆行区两个逆行区：CBCTDC为等温逆行区，CGCpHC为等压逆行区。？相图的应用：判断油气藏类型.典型油气藏相图不同油气藏，其相图不同：不同油气藏，其相图不同：u相图的宽窄、大小、区内相图的宽窄、大小、区内等液量线的分布间隔；等液量线的分布间隔；u包络线上临界点的位置。包络线上临界点的位置。1 1）干气气藏相图干气气藏相图干气气藏：干气气藏：甲烷含量占甲烷含量占70%98%并无液相烃析出的气并无液相烃析出的气藏，重质含量极少。藏，重质含量极少。干气相态图干气相态图2 2）湿气气藏相图湿气气藏相图湿气相

12、态图湿气相态图干气相态图干气相态图uC C点位于点位于临界凝析压临界凝析压力力点的左下侧，更加靠点的左下侧，更加靠近临界近临界凝析压力凝析压力点。点。u环形区较窄；等液量环形区较窄；等液量线较密集。线较密集。u气藏地层温度（气藏地层温度（A点）点）介于临界温度与临界凝介于临界温度与临界凝析温度之间。从析温度之间。从B点到点到D点随着气藏压力降低，点随着气藏压力降低，液态烃析出达到最大液态烃析出达到最大3 3）凝析气藏相凝析气藏相图图反凝析气的相态图反凝析气的相态图uC C点位于临界凝析压力点点位于临界凝析压力点的右下侧，且比较接近临的右下侧，且比较接近临界凝析压力点。界凝析压力点。u两相环形区

13、更宽；等液两相环形区更宽；等液量线较稀疏且向着露点线量线较稀疏且向着露点线较靠近。较靠近。u油藏条件（油藏条件（A A点）常位于点）常位于泡点线上方，油藏中烃类泡点线上方，油藏中烃类以单相液态存在。以单相液态存在。u随着油气采出，油层压随着油气采出，油层压力逐渐降低至泡点压力以力逐渐降低至泡点压力以下时，分出的气越来越多下时，分出的气越来越多4 4）轻质油藏（高收缩油藏）相图轻质油藏（高收缩油藏）相图高收缩原油的相态图高收缩原油的相态图uC点位于临界凝析压力点点位于临界凝析压力点的右下侧且离临界凝析压的右下侧且离临界凝析压力点较远力点较远。u 环形区最宽环形区最宽；u当油藏压力降低至泡点当油藏

14、压力降低至泡点压力之后，虽有气体分离压力之后，虽有气体分离出来，但气量不大。这类出来，但气量不大。这类油藏的气油比为上述几种油藏的气油比为上述几种油气藏的最低者。油气藏的最低者。5 5）重质油藏（低收缩油藏）相图重质油藏（低收缩油藏）相图低收缩原油的相态图低收缩原油的相态图凝析气田开采。那么对。那么对于凝析气田，人们希望液体烃的凝析是在地面，而不于凝析气田，人们希望液体烃的凝析是在地面，而不是在地下或井中。是在地下或井中。故现在油气藏，特别是故现在油气藏，特别是凝析气藏在开采中应特别注意压力的控制，使液态烃凝析气藏在开采中应特别注意压力的控制，使液态烃在地面发生凝析，而不是在地下。在地面发生凝

15、析，而不是在地下。：(1)(1)回注干气；回注干气；(2)(2)注空气；注空气；(3)(3)注水法。注水法。储层流体的物理特性储层流体的物理特性1 1 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征2 2 天然气的高压物性天然气的高压物性3 3 地层水的高压物性地层水的高压物性4 4 地层原油的高压物性地层原油的高压物性5 5 地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法2 天然气的高压物性天然气的高压物性 2 天然气的高压物性l天然气的组成天然气的组成l天然气的分子量和相对密度天然气的分子量和相对密度l天然气的状态方程和压缩因子天然气的状态方程和压缩因子l天然气的体积系数天然气的体积系数l天然

16、气的压缩系数天然气的压缩系数l天然气的粘度天然气的粘度一、天然气的组成一、天然气的组成井号井号天然气天然气相对相对密度密度天天 然然 气气 组组 分分 （%）甲烷甲烷乙烷乙烷丙丙烷烷异丁异丁烷烷正丁正丁烷烷异异戊戊烷烷正正戊戊烷烷氮氮二氧二氧化碳化碳榆榆29290.6031 91.370 7.35 1.03 0.110.13000.012 0.000 榆榆30300.5957 94.280 3.09 0.68 0.140.16000.013 1.619 榆榆43430.572197.1201.96 0.210.020.02000.072 0.599榆榆44440.573796.9502.06

17、0.290.030.04000.024 0.616榆榆45450.583396.7000.56 0.670.110.08000.139 1.742榆榆48480.560298.7901.08 0.100.010.01000.011 0.000榆榆53530.587095.5002.26 0.410.050.07000.030 1.681榆榆55550.570598.0700.34 0.020.030.02000.130 1.393天然气分析数据表天然气分析数据表按矿藏特点来分：可分为油藏伴生气和非伴生气按矿藏特点来分：可分为油藏伴生气和非伴生气 油藏伴生气油藏伴生气：是伴随原油共生，与原油同时

18、被采出：是伴随原油共生，与原油同时被采出 非伴生气非伴生气：包括纯气藏气和凝析气藏气。：包括纯气藏气和凝析气藏气。按组成来分：天然气可分为干气、湿气、富气、贫气按组成来分：天然气可分为干气、湿气、富气、贫气 干气：干气：井口流出物中，在标准状态下井口流出物中，在标准状态下C C5 5以上重烃液体以上重烃液体含量低于含量低于13.5cm13.5cm3 3/m/m3 3。湿气：湿气：井口流出物中，在标准状态下井口流出物中，在标准状态下C C5 5以上重烃液体以上重烃液体含量超过含量超过13.5cm13.5cm3 3/m/m3 3。据据H H2 2S S和和COCO2 2含量：含量：酸性天然气和洁气

19、（甜气，酸性天然气和洁气（甜气，sweet gassweet gas）全世界已探明的含硫油气田约400个。我国相继发现了一些含硫气田(藏):华北的赵兰庄气田，天然气中的硫化氢含量高达华北的赵兰庄气田，天然气中的硫化氢含量高达92，是世界高含硫气藏，是世界高含硫气藏之一。之一。1976年试采时因严重的元素琉沉积而被迫关井，至今未能投产。年试采时因严重的元素琉沉积而被迫关井，至今未能投产。四川盆地中的卧龙河气田硫化氢含量四川盆地中的卧龙河气田硫化氢含量5.0-7.82；中坝气田硫化氢含量；中坝气田硫化氢含量6.75-13.3，这些气田已经得到了成功的开采。，这些气田已经得到了成功的开采。近年来在川

20、东北地区相继发现了一系列中近年来在川东北地区相继发现了一系列中-高含硫气藏，如罗家寨飞仙关气高含硫气藏，如罗家寨飞仙关气藏，其硫化氢含量藏，其硫化氢含量7.13-10.49；滚子坪飞仙关气藏，其硫化氢含量；滚子坪飞仙关气藏，其硫化氢含量13.74-14.25；铁山坡飞仙关气藏，其硫化氢含量；铁山坡飞仙关气藏，其硫化氢含量14.19-14.51等，目前正在加等，目前正在加速开采当中。速开采当中。普光气田硫化氢平均含量为普光气田硫化氢平均含量为11.95%。新疆、华北和胜利油田也有零星的。新疆、华北和胜利油田也有零星的H2S分布。分布。我国探明的含硫天然气占全国天然气探明储量的我国探明的含硫天然气

21、占全国天然气探明储量的l4，高，高H2S区块主要分布在区块主要分布在四川盆地。该盆地四川盆地。该盆地23的气田含的气田含H 2S，“十五十五”期间探明的天然气中有期间探明的天然气中有990108m3为高含为高含H2S。一、天然气的组成一、天然气的组成另外还有：体积组成和质量组成等niiiiNNy1二、天然气的分子量和相对密度1.1.天然气的分子量天然气的分子量niiiMyM1)(Density:the mass of natural gas of a unit volume:，（g/cm3，Kg/m3）Vmg Relative density:the ratio of the density

22、of natural gas to the density of dry air at standard condition(20,1atm):agg 9628.Mg 三、天然气的状态方程和压缩因子1.理想气体的状态方程 2.天然气的状态方程及压缩因子（压缩系数）（1）真实气体的状态方程）真实气体的状态方程.)1(22VCVBVRTPVabVRTp压压 缩缩 因因 子子uZ Z是在相同的温压条件下，相同摩尔数的真实是在相同的温压条件下，相同摩尔数的真实(实实际际)气体与理想气体体积之比值。气体与理想气体体积之比值。nZ Z1 1 表示真实气体较理想气体难于压缩表示真实气体较理想气体难于压缩nZ

23、 Z1 1 表示真实气体较理想气体易于压缩表示真实气体较理想气体易于压缩nZ=1 Z=1 表示真实气体与理想气体性质相近表示真实气体与理想气体性质相近u上述结果的原因在于真实气体上述结果的原因在于真实气体Z Z由于由于引力因素引力因素（使真实气体较理想气体易于压缩）和（使真实气体较理想气体易于压缩）和体积因素体积因素（使真实气体较理想气体难于压缩）综合作用的（使真实气体较理想气体难于压缩）综合作用的结果。结果。压缩因子的确定压缩因子的确定-单组分气体单组分气体甲烷的压缩因子图版甲烷的压缩因子图版压缩因子的确定压缩因子的确定多组分气体多组分气体Single component gasMixed

24、gas（natural gas）crTTT crPPP crVVV pcprTTT pcprPPP pcprVVV gas deviation factor（Z）pseudo correspondence temperaturepseudo correspondence pressuregas pseudo critical temperaturegas pseudo critical pressuregas compressibilitygas viscositybubble-point相关专业英语词汇：相关专业英语词汇：天然气的压缩因子图版天然气的压缩因子图版天然气相对密度与视临界参数的关

25、系图天然气相对密度与视临界参数的关系图例题：已知天然气的组成，求它在例题：已知天然气的组成，求它在6565和和12MPa12MPa下的下的Z Z值。值。组分组分摩尔分数摩尔分数临界温度临界温度（K K）临界压力临界压力（MPaMPa）CHCH4 40.850.85190.5 190.5 4.64084.6408C C2 2H H6 60.090.09306.0 306.0 4.88354.8835C C3 3H H8 80.040.04369.6 369.6 4.25684.2568n-Cn-C4 4H H10100.020.02425.0 425.0 3.79283.7928解：（解：（1）

26、计算视临界参数：）计算视临界参数：Tpc=212.8，ppc=4.6303 （2）计算视对比参数：）计算视对比参数：Tpr=1.59，ppr=2.59 （3）查图版得出：）查图版得出：Z=0.849四、天然气的体积系数（Bg）SCgVVB scscSCpnRTVpZnRTV pptZpTZTpVVBscSCSCSCg2932732.2.求取求取BgBgpp关系曲线关系曲线五、天然气的压缩系数TgpVVC)(1TgpVVC)(1pZnRTV 2)(pZpZpnRTpVTpZZppVVCTg11)(1)11(1prprpCgpZZppCpCgprpCC天然气的对比等温压缩系数天然气的对比等温压缩系

27、数六、天然气的粘度1.定义dzdvAFdzdvAFdzdvAF/2.求取高压区高压区低压区低压区分界线对比压力对比压力对比温度对比温度大气压下单组分烃的绝对粘度大气压下单组分烃的绝对粘度大气压下天然气的粘度大气压下天然气的粘度储层流体的物理特性储层流体的物理特性1 1 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征2 2 天然气的高压物性天然气的高压物性3 3 地层原油的高压物性地层原油的高压物性4 4 地层水的高压物性地层水的高压物性5 5 地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法第三节第三节 地层原油的高压物性地层原油的高压物性l3.1 天然气在原油中的天然气在原油中的溶解与分离溶解与分

28、离l3.2 地层原油的地层原油的体积系数体积系数l3.3 地层原油的地层原油的压缩系数压缩系数l3.4 地层原油的地层原油的密度密度l3.5 地层原油的地层原油的粘度粘度3.1天然气在原油中的溶解与分离天然气在原油中的溶解与分离（1 1）天然气在原油中溶解量的度量）天然气在原油中溶解量的度量n溶解度：溶解度：也就是单位体积也就是单位体积的地面油在地下的地面油在地下(一定一定T T下下)所能溶解天然气最大量所能溶解天然气最大量在地面标准状况下气体的体积。在地面标准状况下气体的体积。3.1天然气在原油中的溶解与分离天然气在原油中的溶解与分离V Vg g地层油在地面脱出的气量，（标）地层油在地面脱出

29、的气量，（标）m m3 3；V Vosos地面脱气原油，地面脱气原油，m m3 3。sgsVVR Rs（2 2）天然气在石油中的溶解规律）天然气在石油中的溶解规律地层原油的饱和压力（地层原油的饱和压力（Pb）Rs单组分气体的溶解曲线单组分气体的溶解曲线溶溶 解解 量量T1T2T3T2T3溶溶 解解 量量天然气在石油中的溶解规律天然气在石油中的溶解规律l压力的影响：压力的影响：当压力小于当压力小于P Pb b当压力等于饱和压力当压力等于饱和压力当压力大于当压力大于P Pb bRs天然气在石油中的溶解规律天然气在石油中的溶解规律T1T2T3T1T3溶溶 解解 量量T2p溶溶 解解 量量pp（1 1

30、）天然气与石油分离的方式）天然气与石油分离的方式天然气与油分离的方式有天然气与油分离的方式有两种两种：一次脱气：一次脱气：闪蒸分离，接触分离。闪蒸分离，接触分离。多级脱气：多级脱气：微分分离，差异分离。微分分离，差异分离。u一次脱气：一次脱气：就在原油脱气过程中，就在原油脱气过程中，将压力一次降到指将压力一次降到指定压力。定压力。并测量分离出来天然气的量。在并测量分离出来天然气的量。在这个过程中，这个过程中，分离出来的气始终与油接触，系统组成不变。分离出来的气始终与油接触，系统组成不变。u多级脱气：多级脱气：在原油脱气过程中，在原油脱气过程中，多次降压，多次脱气，多次降压，多次脱气，每次降压脱

31、气都将脱出的气排出体系之外。每次降压脱气都将脱出的气排出体系之外。P P0 0两种分离方式两种分离方式之差别：之差别：l气体成份气体成份：一次脱气的脱气过程中天然气的成份没有：一次脱气的脱气过程中天然气的成份没有发生变化；多次脱气过程中天然气的成份发生了变化。发生变化；多次脱气过程中天然气的成份发生了变化。l脱气量不同脱气量不同：一次脱气量：一次脱气量大于大于多级脱气量多级脱气量。（2 2）影响油气分离的因素（油气分离规律）影响油气分离的因素（油气分离规律）l温度：温度：温度越高越易于油气分离温度越高越易于油气分离l压力：压力：压力越低越易油气分离压力越低越易油气分离(只有只有PPbPPb才开

32、始才开始分离分离)；l组分：组分：与石油组分越接近与石油组分越接近的那部分天然气组分越的那部分天然气组分越难分离出来，轻烃的分离比重烃的分离容易。难分离出来，轻烃的分离比重烃的分离容易。分离能力分离能力：甲烷：甲烷 乙烷乙烷 丙烷丙烷 丁烷丁烷l相同条件下相同条件下(P(P、T T同，组分相同的原油）：同，组分相同的原油）：一次脱气量多次脱气量一次脱气量多次脱气量3.2 地层原油的体积系数地层原油的体积系数1 1）地层原油体积系数）地层原油体积系数B Bo o2 2）原油体积系数的）原油体积系数的影响因素影响因素3 3）地层油气两相体积系数）地层油气两相体积系数B Bt tV Vf f（V V

33、oRoR）在地层某一压力、温度下原油的体积，米在地层某一压力、温度下原油的体积，米3 3；V Vosos地层地层V Vf f原油在地面（原油在地面（0.1MPa0.1MPa，2020）脱气后的原油体积。）脱气后的原油体积。sfoVVB 原油体积系数和压力的关系原油体积系数和压力的关系gV地层oV地层ogotVVVB地面地层地层gV地层oV地层Vgf=（RsiRs）VosBg ogotVVVB地面地层地层googooBRRBVBVRRB)()(目原地面地面目原原油体积系数和压力的关系原油体积系数和压力的关系gotBRRBB)(目原3.3 地层原油的压缩系数地层原油的压缩系数1）定义 地层原油的压

34、缩系数是指随压力的变化地层油体积的变化率。在等温条件下原油的压缩率为同除以地面脱气原油体积同除以地面脱气原油体积Vos：ppVVV1pVV1pVV1CbbffTfofffppBBB1Cbooboo 原油压缩系数原油压缩系数Co表示每降低单位大表示每降低单位大气压，单位体积原油膨胀具有的驱油气压，单位体积原油膨胀具有的驱油能力；能力；Co定量描述了地层油弹性能的定量描述了地层油弹性能的大小。大小。bBy definition of Co：pVVpVVCffTffo 11bBy Bop curve,ppVVVCbfbfo 1 formula to measure CobBy BoVfVos:ppB

35、BBCbooboo 1 formula to calculate Co by Bo curveVf is max when ppb:Vf maxVb,then:压力区间，压力区间，MpaMpa平均压缩系数，平均压缩系数，1010-4-4MPaMPa-1-1pbpb=19=1919.019.019.419.438.938.919.419.424.224.236.0 36.0 24.224.229.229.230.230.229.229.234.434.424.724.7不同压力区间的平均压缩系数不同压力区间的平均压缩系数3.4 地层原油的密度地层原油的密度 1.我国和前苏联：原油的相对密度（d2

36、0）：20时原油的密度与4时水的密度之比。42.欧美国家(o)：1atm、60oF（15.6oC）原油与纯水的密度之比。3.API=(141.5/o)-131.5水的API值是10，随气体在原油中溶解度的增加，API3.5 地层原油的粘度地层原油的粘度1 1）定义）定义6 6dzdvAFdzdvAF/石蜡族烃类粘度与分子量的关系石蜡族烃类粘度与分子量的关系分子量分子量粘度粘度/厘泊厘泊n原油的原油的化学组成化学组成 Composition：heavy componento Dissolved gas：Rso Reservoir T：To 油层油层原始溶解油气比原始溶解油气比m m3 3/m/m

37、3 3地层原油粘度地层原油粘度mpampa.s s孤岛孤岛G G层渤层渤26-1826-18井井27.527.514.20 14.20 大岗大岗M M层西区层西区4444井井37.337.313.30 13.30 大庆油田大庆油田P P层层48.248.29.30 9.30 玉门油田玉门油田L L层层68.568.53.20 3.20 胜利油田营胜利油田营4 4井井70.170.11.88 1.88 溶解气油比与地层油粘度关系溶解气油比与地层油粘度关系分子量分子量粘度粘度/厘泊厘泊 Reservoir Reservoir p：储层流体的物理特性储层流体的物理特性1 1 油气藏烃类的相态特征油气

38、藏烃类的相态特征2 2 天然气的高压物性天然气的高压物性3 3 地层原油的高压物性地层原油的高压物性4 4 地层水的高压物性地层水的高压物性5 5 地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法4.地层水的高压物性地层水的高压物性第四节第四节 地层水的高压物性地层水的高压物性l4.1 4.1 什么是地层水什么是地层水l4.2 4.2 地层水的矿化度地层水的矿化度l4.3 4.3 地层水的分类地层水的分类l4.4 4.4 地层水的高压物性地层水的高压物性4.1 什么是地层水？什么是地层水？4.2 4.2 地层水的矿化度地层水的矿化度/井号井号总矿化度总矿化度（g/lg/l）钠离子钠离子+钾钾离

39、子离子（mg/l）钙离子钙离子（mg/l）镁离子镁离子（mg/l）氯根氯根（mg/l）硫酸根硫酸根（mg/l）碳酸氢根碳酸氢根（mg/l）靖靖5 580.82 80.82 109371093718832188321791795036350363236236269269塞塞15715797.54 97.54 263742637494529452953953584945849421612161101101塞塞17517557.13 57.13 15731157315907590719419435207352070 09292塞塞41341372.35 72.35 78787878183031830

40、33453454475044750961961113113塞塞45045090.71 90.71 15146151461833018330199199546595465919611961418418沿沿171782.94 82.94 1283612836171841718469569552184521840 04343沿沿252561.76 61.76 105361053612111121112982983785037850784784177177沿沿343468.61 68.61 86768676164641646423823843134431340 099994.2 4.2 地层水的矿化度

41、地层水的矿化度4.3 4.3 地层水的分类地层水的分类uNaNa2 2SOSO4 4水型：水型：代表代表大陆冲刷环境大陆冲刷环境条件下形成的水，条件下形成的水，环境封闭性差的反映。环境封闭性差的反映。uNaHCONaHCO3 3水型：水型：代表代表大陆环境大陆环境条件下形成的水型。条件下形成的水型。uMgClMgCl2 2水型：水型：代表代表海洋环境海洋环境下形成的水。一般多存下形成的水。一般多存在于油、气田的内部。在于油、气田的内部。uCaClCaCl2 2水型水型：代表代表深层封闭构造环境深层封闭构造环境下形成的水。下形成的水。它所代表的环境封闭性好。它所代表的环境封闭性好。很有利于油、气

42、聚集和很有利于油、气聚集和保存。保存。离子化合物顺序简图离子化合物顺序简图 1rSOrClrNa41rMgrNarCl1rMgrNarCl14rSOrClrNauNaNa2 2SOSO4 4水型水型uNaHCONaHCO3 3水型水型uMgClMgCl2 2水型水型uCaClCaCl2 2水型水型1rClrNa1rClrNa井号井号总矿化度总矿化度（g/lg/l）钠离子钠离子+钾钾离子离子（mg/l）钙离子钙离子（mg/l）镁离子镁离子（mg/l）氯根氯根（mg/l）硫酸根硫酸根（mg/l）碳酸氢根碳酸氢根（mg/l）靖靖5 580.82 80.82 109371093718832188321

43、791795036350363236236269269塞塞15715797.54 97.54 263742637494529452953953584945849421612161101101塞塞41341372.35 72.35 7878787818303183033453454475044750961961113113塞塞45045090.71 90.71 15146151461833018330199199546595465919611961418418沿沿252561.76 61.76 105361053612111121112982983785037850784784177177判断水

44、型判断水型4.4 4.4 地层水的高压物性（地层水的高压物性（87-9087-90页）页）天然气在地层水中的溶解度：天然气在地层水中的溶解度：概念；概念；影响影响因素因素地层水的体积系数：地层水的体积系数：概念概念；影响因素；影响因素地层水的压缩系数：地层水的压缩系数：概念概念；影响因素；影响因素综合弹性压缩系数：综合弹性压缩系数：概念；研究意义概念；研究意义地层水的粘度：地层水的粘度：概念概念；研究意义；研究意义储层流体的物理特性储层流体的物理特性1 1 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征2 2 天然气的高压物性天然气的高压物性3 3 地层原油的高压物性地层原油的高压物性4 4 地层水

45、的高压物性地层水的高压物性5 5 地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法5.地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法5 5 地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法储层中油、气、水的高压物性参数如饱和压力、溶解油气比、体积系数、压缩系数和粘度等对于一系列有关油气的计算（如储量、产量等）都是必不可少的。为了确定上述参数，目前采用的方法主要有：（1）直接用高压物性仪测定；（2）应用已有的参数相关图版计算；（3）应用统计和经验公式计算。方法（2）在前面各节已有介绍，本节主要介绍实验测定方法，有关的经验公式。5 5 地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法5.1 测定

46、高压物性的仪器及样品准备5.2 测定原油的高压物性参数5.1 测定高压物性的仪器及样品准备测定高压物性的仪器及样品准备1 1）高压物性仪（）高压物性仪（PVTPVT仪）仪）uPVTPVT筒筒：用作充装油气的高压容器。用作充装油气的高压容器。u高压计量泵：高压计量泵：加压，测高压下油气烃类体系的体积加压，测高压下油气烃类体系的体积u测试仪器仪表：测试仪器仪表：压力表、油气分离瓶和气量瓶压力表、油气分离瓶和气量瓶u恒温控制系统恒温控制系统 超级恒温水域；超级恒温水域；PVTPVT筒、取样器和高压粘度计等的保筒、取样器和高压粘度计等的保温水套和电加热套温水套和电加热套5.1 测定高压物性的仪器及样品

47、准备测定高压物性的仪器及样品准备1-PVT筒(3)、(5)：这是装置的核心，是油样或气样达到相平衡的高压容器 2-高压计量泵(13)、(14)：可以加压并计量PVT筒油气的体积 3-压力表(11)、(12)：测量高压容器内的压力。4-油气分离器(2)和气量计(1)：差异分离脱气实验时，测量产出的气体体积5-高压粘度计：由毛细管(4)和压差传感器(6)组成 6-恒温箱；保持地层温度 7-外部转样设备：包括取样器(7)、转样器恒温水浴(8)和转样泵(10)以及转样泵的工作液储罐(9)。地层油高压物性地层油高压物性试验装置流程图试验装置流程图5 5 地层流体高压物性研究方法地层流体高压物性研究方法目

48、前，国内外对原油和天然气的分析，从取样开始直至目前，国内外对原油和天然气的分析，从取样开始直至最终完成报告都已形成了比较定型的分析流程。最终完成报告都已形成了比较定型的分析流程。分离器样品地下样品质量检验样品选择井底样品的低温分馏和色谱组分分析压力体积数据分离器的气体组分分析分离器的液体组分分析分离器的液体收缩率测定对试井和取样的数据评价配样气油比校验泡点测定差异脱气粘度分离器试验数据计算与评价最终报告图 原油分析流程高压物性分析流程示意图 地层油高压物性分析流程示意图 u取样取样 代表地层流体的样品。所取样品能近量保持流体代表地层流体的样品。所取样品能近量保持流体在地层中的状态（相态及组成不

49、变）。在地层中的状态（相态及组成不变）。u转样转样 井下取样器所取得的油气样品，在保持取样时的井下取样器所取得的油气样品，在保持取样时的地层压力、温度状况下地层压力、温度状况下转移转移至至PVTPVT筒中的过程。筒中的过程。转入转入PVTPVT筒内的油气样体积筒内的油气样体积V Vf f 可通过泵上的标尺可通过泵上的标尺刻度读得。刻度读得。5.2 测定原油的高压物性参数测定原油的高压物性参数 u逐级降低逐级降低PVTPVT筒中的压力，筒中的压力，分别读出压力值分别读出压力值p p1 1、p p2 2u从泵的标尺刻度读的相应从泵的标尺刻度读的相应压力下的油样体积压力下的油样体积V1 1、V2 2

50、u根据对应的根据对应的p和和V值，可值，可绘出绘出p V关系图。关系图。式中，式中，Co地层油样在某一压力区间地层油样在某一压力区间p内的压缩系数，内的压缩系数，MPa1；Vf转样到转样到pVT筒时石油的体积，筒时石油的体积，mL；p所选取压力区间的压差，所选取压力区间的压差，MPa；Vf对应于对应于p下油样体积变化，下油样体积变化，mL。pVV1ppVVV1pVV1CffffbbfTfouPVTPVT筒中的筒中的油样在油藏油样在油藏温、压温、压条件下，条件下，使原油处于单相使原油处于单相u保持保持PVT筒中的油藏温、压条件，筒中的油藏温、压条件，将将PVTPVT筒中内的油样放出一定筒中内的油