第三章-油气藏流体-西南石油油藏工程课件.ppt

1、。地面地面?地下性质地下性质?地面性质地面性质?GasCondensatePetroleum(pf,Tf)(psc,Tsc)Stock OilOil Solution GasNatural GasNatural GasStock OilCrude Oil Solution GasCondensateNatural Gas3.1 3.1 天然气性质天然气性质1.1.组成组成组份组份x xi i(%)(%)组份组份x xi i(%)(%)C C1 188.2288.22C C6 60.150.15C C2 25.085.08C C7 7+0.130.13C C3 32.482.48N N2 20.

2、040.04C C4 41.451.45COCO2 22.042.04C C5 50.410.41总计总计100.0100.0色谱仪色谱仪天然气主要是指干气气藏气体、凝析气藏气体和煤层气气体，其高天然气主要是指干气气藏气体、凝析气藏气体和煤层气气体，其高压物性参数包括天然气的偏差因子、压缩系数、体积系数和粘度等压物性参数包括天然气的偏差因子、压缩系数、体积系数和粘度等。N2天然气天然气烃类烃类(主主)C C1 1H H4 4(主主)非烃类非烃类C2-C6C C7 7+(微微)CO2H2S天然气的颜色、气味来自于非烃物质天然气的颜色、气味来自于非烃物质特征组分特征组分xC185%xC1=75-8

3、5%xC1=55-75%xC11 真实气体比理想气体难压缩，真实气体比理想气体难压缩，i)起主要作用；起主要作用；Z 1.0MC2 30MC3 44MCO2 44 g g降低降低天然气的常见组分：天然气的常见组分：4.4.体积系数体积系数ZnRTpV pZnRTV/g地下体积地下体积scscscgs/pnRTZV地面体积地面体积gsggVVB 体积系数体积系数pZTTZpscscscpZTTZpBscscscgpTTpscsc=10=10-2-2-10-10-3-3 定义：等质量的天然气在地层条件下的体积与其在地面定义：等质量的天然气在地层条件下的体积与其在地面标准条件下的体积之比。标准条件下

4、的体积之比。PZTTZPBscscscgiiscscscgiPTZTZPB piBg15.5.压缩系数压缩系数ZnRTpV TpVVc1gpc1g1001000 10-4MPa-1定义：恒温条件下，单位压力下的体积变化率。定义：恒温条件下，单位压力下的体积变化率。代入气体状态方程：代入气体状态方程：TgPzzPC11理想气体或压力不大的情况：理想气体或压力不大的情况：6.6.粘度粘度剪切应力剪切应力FAyAF/剪切速率（速度梯度）剪切速率（速度梯度）yddvv内摩擦力内摩擦力接触面积（圆环）接触面积（圆环）粘度物理意义：当速度梯度为粘度物理意义：当速度梯度为1 1时，两个接触的液层间单位面积时

5、，两个接触的液层间单位面积上的内摩擦力。内摩擦力大小的上的内摩擦力。内摩擦力大小的度量参数。粘度反映了流体的流度量参数。粘度反映了流体的流动性，越小，流动性越好。动性，越小，流动性越好。毛细管粘度计毛细管粘度计p2p1qqCp天然气的粘度一般很低，天然气的粘度一般很低，为为101102 mPa s，矿场，矿场一般不作测量。一般不作测量。)exp(10g4gYXKLee和和Gonzalez的经验公式的经验公式ZRTpMgair3g10TMTMKg5.1g25556.10111.116)470(106832.2)78.54777350(01.0gMTX)12(2.0XYl组成组成l原油比重原油比重

6、l饱和压力饱和压力Pbl体积系数体积系数Bol溶解油气比溶解油气比Rsl原油密度原油密度l粘度粘度ol原油压缩系数原油压缩系数col原油相图原油相图3.2 3.2 原油性质原油性质地层原油的高压物性参数包括：地层原油的高压物性参数包括：3.2 3.2 原油性质原油性质1.1.组成组成组份组份xi(%)组份组份xi(%)C148.83C51.15C22.75C61.59C31.93C7+42.15C41.60总计总计100.0色谱仪色谱仪原油原油胶质胶质+沥青质沥青质烃类烃类(主主)C1H4非烃类非烃类C2-C6C7+(主主)硫硫杂质杂质 蜡蜡原油的颜色、气味来自于非烃物质原油的颜色、气味来自于

7、非烃物质xC7+:42.15%重烃含量重烃含量(C(C7+7+)干气干气凝析气凝析气轻质油轻质油黑油黑油井下取样井下取样Well Oil SampleGas SampleSeparator地面取样地面取样常规物性分析常规物性分析高压物性分析高压物性分析含砂、含水含砂、含水溶解气油比、体积系数、压缩系数、粘度等溶解气油比、体积系数、压缩系数、粘度等脱气后的油样脱气后的油样2.2.比重比重Vmo)(scscosTpf，wsoso地下密度地下密度地面密度地面密度比重比重)(Tpf，os地面标准条件下，脱气原油密度与水密度之比。地面标准条件下，脱气原油密度与水密度之比。o=API=34轻质油轻质油0.

8、850.95中质油中质油0.95重质油重质油203420中质油中质油重质油重质油西方国家：西方国家：API比重越大，越轻比重越大，越轻osgsoso/)(BRAPIo5.1315.141obsbgsosob/)(BR地下密度地下密度泡点密度泡点密度特征密度特征密度 os obpbpo ob o osobos3.3.饱和压力与泡点压力饱和压力与泡点压力饱和压力Pb：指原油饱和气体时的压力。低压，气体难以完全溶解，增大压力，原油溶解气量增大，当所有气体全部溶解到原油中时的压力。继续增大压力，原油体积收缩。gsVosVscPgVoVPobVbPoiViPpiVoipbVob VospscVgs泡点压

9、力泡点压力P Pb b：原油中的溶解气开始分离出来时的压力。当压力高，原油原油中的溶解气开始分离出来时的压力。当压力高，原油单相，降低压力，体积膨胀，当气体开始脱出时的压力。继续降压，更单相，降低压力，体积膨胀，当气体开始脱出时的压力。继续降压，更多气体脱出，原油体积减小，压力降到地面，溶解气全部脱出，地面脱多气体脱出，原油体积减小，压力降到地面，溶解气全部脱出，地面脱气原油。气原油。饱和压力与泡点压力概念上不同（升压、降压），但数值相同。饱和压力与泡点压力概念上不同（升压、降压），但数值相同。3.3.饱和压力与泡点压力饱和压力与泡点压力VoiVospbpipscVtVoVobVgotVVV定

10、义：定义：PbBobP0.1osBPscoboBB 0.1某个压力下的原油体积与地面脱气原油体积的比值某个压力下的原油体积与地面脱气原油体积的比值。4.4.体积系数体积系数osooVVB)(pfBoBo随压力变化：二段随压力变化：二段地面地面osB0.1obB泡点泡点pi两相体积系数：两相体积系数：BtpbBobPpscoboBB 0.1obtbBB sitobRBB1为某个压力下，脱气原油体积与脱出气体体积之和为某个压力下，脱气原油体积与脱出气体体积之和与地面脱气原油体积的比值。与地面脱气原油体积的比值。4.4.体积系数体积系数osgotVVVBBoBoi=BtipiBos1.0Bo)(ss

11、igotRRBBB5.5.溶解气油比溶解气油比osgssVVR 定义定义ssRsbR地面泡点siR原始压力=0)(pf VospscVgs某个压力下，原油所溶解气量在地面标态下的体积某个压力下，原油所溶解气量在地面标态下的体积与地面脱气原油体积的比值与地面脱气原油体积的比值，单位，单位m3/m3 00pppb bTpVVcooo1pBBcooo1pcooo114MPa10Bo oT=const时，压力改变单位压力时，原油的体积变化率。时，压力改变单位压力时，原油的体积变化率。由由Bo曲线计算曲线计算Co。由由o曲线计算曲线计算Co。pb)(1 iooioppcBB)(1 booboppcBB)

12、(1 iooioppc)(1 booboppc若求得了若求得了Co，则可计算任意压力下的，则可计算任意压力下的Bo和和o：7.7.原油粘度原油粘度落球粘度计落球粘度计(10-1-103)mPa.s o=f(t,)内摩擦力大小的度量参数内摩擦力大小的度量参数原油粘度与原油性质有关，如组成、溶气量、温原油粘度与原油性质有关，如组成、溶气量、温度、压力等有关度、压力等有关7.7.原油粘度原油粘度牛顿流体本构方程牛顿流体本构方程剪 切剪 切应 力应 力剪切速率剪切速率 os1000mPa.s超粘原油(稠油)地面脱气原油粘度对原油分类地面脱气原油粘度对原油分类粘度-压力曲线pbp o ob ospsc

13、ob o Cl-的的当量摩尔浓度当量摩尔浓度 一级分类一级分类二级分类：一级分类下的细分类二级分类：一级分类下的细分类Na+（包括（包括K+）的当量摩尔浓）的当量摩尔浓度度 Cl-的的当量摩尔浓度当量摩尔浓度 大陆环境大陆环境海洋环境海洋环境SulinSulin分类：分类：不同环境下沉积的地层，不同环境下沉积的地层，地层水的矿物质组成不同。地层水的矿物质组成不同。ClCl-含量少含量少ClCl-含量多含量多大陆大陆环境环境Na+-Cl-SO4=Na2SO4陆地陆地地面水地面水NaHCO3陆地陆地地下地下水水二级分类：一级分类下的细分类二级分类：一级分类下的细分类多余多余NaNa+全部全部与与S

14、OSO4 4=结合结合多余多余NaNa+与与SOSO4 4=结结合后，还与合后，还与HCO-3Na+（包括（包括K+）的）的当量摩尔浓度当量摩尔浓度 Cl-的的当量摩尔浓度当量摩尔浓度 海洋海洋环境环境Cl-Na+Mg+MgCl2海洋海洋地面水地面水CaCl2海洋海洋地下水地下水二级分类：一级分类下的细分类二级分类：一级分类下的细分类多余多余ClCl-全部全部与与Mg+结合结合多余多余ClCl-与与Mg+结合结合后，还与后，还与Ca+结合结合ClCl-的的当量摩尔浓度当量摩尔浓度 NaNa+（包括（包括K+）的当量摩尔浓度的当量摩尔浓度地表（面）水：开放水体，与地面连通地表（面）水：开放水体，与地面连通地下水：封闭水体，与地面不连通地下水：封闭水体，与地面不连通