1、2020/11/261第四章储层流体的高压物性第四章储层流体的高压物性1第一节第一节 地层油的高压物性地层油的高压物性1第二节第二节 地层水的高压物性地层水的高压物性第四章第四章 储层流体的高压物性储层流体的高压物性本节内容本节内容l地层原油溶解气油比地层原油溶解气油比l地层原油密度和相对密度地层原油密度和相对密度l地层原油体积系数地层原油体积系数l地层原油压缩系数地层原油压缩系数l地层原油粘度地层原油粘度本节重点本节重点地层油高压物性参数定义、影响因素及确定地层油高压物性参数定义、影响因素及确定方法方法本节难点本节难点两相体积系数的定义及计算公式推导两相体积系数的定义及计算公式推导各高压物性
2、参数的影响因素分析各高压物性参数的影响因素分析第一节第一节 地层油的高压物性地层油的高压物性地层原油的特点：处于地层的高温高压下，且溶解有地层原油的特点：处于地层的高温高压下，且溶解有 大量的天然气大量的天然气oooVmosof地层油的密度是指单位体积地层油的质量地层油的密度是指单位体积地层油的质量1.地层油密度地层油密度 o为地层油密度，为地层油密度，kg/m3mo为地层油质量，为地层油质量，kg;Vf为地层油体积，为地层油体积，m3由于溶解气的关系，地层油密度比地面脱气油密度小由于溶解气的关系，地层油密度比地面脱气油密度小定义定义二、地层油的密度和相对密度二、地层油的密度和相对密度l溶解气
3、油比：溶解气油比：Rs ，o ；l温度温度:l组成组成:轻组分轻组分 ，o l压力压力:PPb：P ，o T ，o ；1.地层油密度地层油密度 影响因素影响因素二、地层油的密度和相对密度二、地层油的密度和相对密度2.地层油的相对密度地层油的相对密度 矿场上习惯使用地面油相对密度：矿场上习惯使用地面油相对密度：20时的地面油密度与时的地面油密度与4时水密度之比时水密度之比,用符号用符号204()od或当压力高于饱和压力时当压力高于饱和压力时,地层油相对密度与地层油体积系数有较好的比例关系：地层油相对密度与地层油体积系数有较好的比例关系：oioboboiBB5.1315.141oAPI420woo
4、二、地层油的密度和相对密度二、地层油的密度和相对密度1.定义定义单位体积地面原油在地层条件下所溶有的天然气在标准状态下的体积单位体积地面原油在地层条件下所溶有的天然气在标准状态下的体积osgssVVR 1 m3 Rs溶解气油比，标溶解气油比，标m3/m3Vgs原油在地面脱出气量，标原油在地面脱出气量，标m3Vos地面脱气油体积，地面脱气油体积，m3Rs表示单位体积地面原油在地层条件下所溶解表示单位体积地面原油在地层条件下所溶解 的天然气量；度量了地层原油中溶解气量的多少的天然气量；度量了地层原油中溶解气量的多少二、地层原油的溶解气油比二、地层原油的溶解气油比 例：一油藏原油储量为例：一油藏原油
5、储量为N(地面地面)m3,原始溶解气油比原始溶解气油比Rsi(标标m3/m3),求储气量求储气量G(标标m3)？解：解：G=NRsi(标标m3)1 m3 原始溶解气油比原始溶解气油比Rsi:原始状态下的溶解气油比原始状态下的溶解气油比平均生产气油比平均生产气油比Rp:累积产气量累积产气量(标标m3)与累积产油与累积产油量的比值量的比值二、地层原油的溶解气油比二、地层原油的溶解气油比2.地层油溶解气油比地层油溶解气油比RsP曲线特点曲线特点u油藏原始条件下的油藏原始条件下的Rs称原始溶解气油比称原始溶解气油比RsiuPPb：RsRsiuPPb：PRs二、地层原油的溶解气油比二、地层原油的溶解气油
6、比3.溶解油气比溶解油气比Rs 与溶解度与溶解度Rs 的区别的区别l表达式不同表达式不同 油气比油气比Rs=分出气分出气V(标标)脱气油脱气油V(标标)溶解度溶解度Rs=能溶解的气能溶解的气V(标标)油油V(标标)l物理意义不同物理意义不同 油气比油气比反映地层油溶解气的能力大小反映地层油溶解气的能力大小 溶解度溶解度反应气在油中溶解的难易程度反应气在油中溶解的难易程度二、地层原油的溶解气油比二、地层原油的溶解气油比l曲线的形态不同：曲线的形态不同：u油气比曲线有最大值平缓段油气比曲线有最大值平缓段u溶解度曲线无最大值溶解度曲线无最大值uPPb时，两者数值上相等：时，两者数值上相等：油气比油气
7、比Rs溶解度溶解度RsuPPb时，数值上气油比时，数值上气油比Rs Rs(多级脱气多级脱气)4.影响溶解气油比的因素影响溶解气油比的因素二、地层原油的溶解气油比二、地层原油的溶解气油比原油在地下体积原油在地下体积Vof与其在地面脱气后的体积与其在地面脱气后的体积Vos之比之比 1 m3 1.定义定义Bo反映了地层油反映了地层油地面后的体积变化幅度地面后的体积变化幅度在高压下，原油会受到压缩，但地层原油在高压下，原油会受到压缩，但地层原油Bo1Vof地层油体积，地层油体积，m3Vos地面脱气油体积，地面脱气油体积，(标标)m3Bo地层油体积系数，地层油体积系数，(标标)m3m3(溶解气溶解气 热
8、膨胀热膨胀 弹性压缩的影响弹性压缩的影响)osofoVVB 三、地层原油的体积系数三、地层原油的体积系数压力大于饱和压力时，压力降低，体积膨胀，可以发挥弹性作用采油压力大于饱和压力时，压力降低，体积膨胀，可以发挥弹性作用采油降压降压2.影响原油体积系数的因素影响原油体积系数的因素溶解气量：油气比溶解气量：油气比RsBo地层温度：地层温度：TBo(热膨胀热膨胀)地层压力：地层压力：lPPb：PBo（Rs）lPPb：Bo=Bomax最大最大lPPb：PBo （Rs=Rsi，P,油受到压缩）油受到压缩）三、地层原油的体积系数三、地层原油的体积系数VoiVfVgfVosVgsPPb当当PPb时时,在给
9、定压力下地层油和析出气体的总体积在给定压力下地层油和析出气体的总体积(两相体积两相体积)与它在地面脱气后的体积之比，常用符号与它在地面脱气后的体积之比，常用符号Bt表示表示Voi油藏原始条件下地层油体积油藏原始条件下地层油体积Vof P时，地层油中分离出的时，地层油中分离出的 油的体积油的体积Vgf PPb时时,从从Voi中分离出的气体体积中分离出的气体体积Vgs为为Vf体积地层油在地面分离出来气体体积体积地层油在地面分离出来气体体积Vos为为Vf体积地层油在地面脱气后体积体积地层油在地面脱气后体积osgfoftVVVB(1)定义定义三、地层原油的体积系数三、地层原油的体积系数3.地层油气两相
10、体积系数地层油气两相体积系数Bt sgfosgfsofsgfoftVVBVVVVVVVBVoiVfVgfVosVgsPPbPiPbVgf（地层油在原始（地层油在原始Pi下溶解的气量下溶解的气量 -目前目前P下溶解的气量下溶解的气量)折算到目前地层折算到目前地层P RsVgsVosBg=VgfVgsRsVs（RsiRs）VsBgRsiVsgssiotBRRBB)(u将将Vgf 带入带入Bt 式中有：式中有：u地层油气两相体积系数地层油气两相体积系数sgsssiotVBVRRBB)(2)Bt 的求取的求取三、地层原油的体积系数三、地层原油的体积系数(3)BtP 曲线特点曲线特点uBt 在在PPb时
11、才存在时才存在uPBt 快速快速uPPb时，时，Rs=Rsi Bt 最小：最小：BtminBob两相体积系数最小值等于单相体积系数最大值两相体积系数最小值等于单相体积系数最大值uP=1atm，Rs=0，Bg=1，Bo=1gssiotBRRBB)(Bt=Bo+Rsi=1+Rsi（最大）（最大）三、地层原油的体积系数三、地层原油的体积系数TofofoPVVC)(1Co压缩系数，压缩系数，1MPaVf地层原油体积地层原油体积Co表示每降低单位压力，单位体积原油膨胀具有的驱油能力；定量描述了地层油的弹性能大表示每降低单位压力，单位体积原油膨胀具有的驱油能力；定量描述了地层油的弹性能大小小在地层在地层P
12、Pb时，时，Co才有意义才有意义1.定义定义Co：温度一定时，当压力改变单位压力时，单位体积地层原油的体积变化率：温度一定时，当压力改变单位压力时，单位体积地层原油的体积变化率四、地层原油的压缩系数四、地层原油的压缩系数PPBBBCbooboo12.压缩系数压缩系数Co 的求取的求取据据Co 定义：定义：l据据BoVofVos 得：得：PVVPVVCofofTofofo1)(1lPPb 时，时，VfVb 为最大：为最大：PPVVVCobofobofo1实验测定实验测定Co公式公式用用Bo计算计算Co公式公式四、地层原油的压缩系数四、地层原油的压缩系数PPb时，时，Co-P曲线才存在曲线才存在P
13、CoPPb，Co最大最大掌握掌握CoP 曲线特点曲线特点3.影响影响Co 的因素的因素l溶解气量：气油比溶解气量：气油比RsCo l地层温度：地层温度：T Co l地层压力：地层压力：地层的等温压缩系数不是定值地层的等温压缩系数不是定值,在不同压力区间上其数值不同在不同压力区间上其数值不同Co(脱气原油脱气原油)=4710-4/MPa Co(地层原油地层原油)=(10140)10-4/MPa四、地层原油的压缩系数四、地层原油的压缩系数1.定义定义o：地层原油流动时，原油分子层间的内摩擦阻力：地层原油流动时，原油分子层间的内摩擦阻力地层油粘度反映原油流动的难易程度地层油粘度反映原油流动的难易程度
14、2.影响地层原油粘度的因素影响地层原油粘度的因素(1)原油组成的影响原油组成的影响 重组分重组分o胶质、沥青胶质、沥青o五、地层原油的粘度五、地层原油的粘度(2)温度的影响：温度温度的影响：温度 粘度粘度 l温度增加，液体分子运动速度增大，液体分子温度增加，液体分子运动速度增大，液体分子间引力减小，粘度降低间引力减小，粘度降低l据实验结果统计据实验结果统计,在一定的温度范围内在一定的温度范围内,温度每升温度每升高高10，原油粘度约下降一半，原油粘度约下降一半l热力采油方法提高石油采收率的主要机理就是热力采油方法提高石油采收率的主要机理就是以提高温度大幅度降低原油粘度为基础的以提高温度大幅度降低
15、原油粘度为基础的原油粘度与温度的关系近似对原油粘度与温度的关系近似对数曲线数曲线 五、地层原油的粘度五、地层原油的粘度(3)溶解气的影响溶解气的影响Rs 液层的内摩擦力液层的内摩擦力o(4)压力的影响压力的影响9PPb：PoPPb：o最小最小PPb：Po五、地层原油的粘度五、地层原油的粘度参数参数密度密度Rs体积系数体积系数等温压缩系等温压缩系数数o组成组成(轻组分轻组分 )溶解气油比溶解气油比 温度温度 压力压力 PPb 地层油的高压物性总结表地层油的高压物性总结表习习 题题 某实验室进行储层流体高压物性分析，在地层温度某实验室进行储层流体高压物性分析，在地层温度93.3和原始地层压力和原始
16、地层压力20MPa下，下，PVT筒内有筒内有316cm3的油样。当筒内压力降到饱和压力的油样。当筒内压力降到饱和压力17MPa时，筒内油样的体积为时，筒内油样的体积为320cm3。当筒内压力降到。当筒内压力降到13.6MPa时，样品体积增加到时，样品体积增加到335.2cm3，放出，放出 4.1L气体后，筒内只剩单相原油气体后，筒内只剩单相原油303cm3。再将压力。再将压力降到降到 0.1MPa，温度降到，温度降到20，排出，排出16.4升气体升气体,筒内原油体积为筒内原油体积为230cm3。试计算：试计算：(1)原始溶解油气比原始溶解油气比(2)压力压力13.6MPa时原油两相体积系数时原
17、油两相体积系数(3)压力在压力在2017MPaMPa区间原油平均压缩系数区间原油平均压缩系数(4)原油原始单相体积系数原油原始单相体积系数(5)压力压力13.6MPaMPa时溶解油气比时溶解油气比(6)压力压力13.6MPaMPa时原油单相体积系数时原油单相体积系数(7)压力压力13.6MPaMPa时气体体积系数时气体体积系数(8)压力压力13.6MPaMPa时气体压缩因子时气体压缩因子(9)压力压力17MPaMPa时溶解油气比时溶解油气比(10)压力压力17MPaMPa时原油单相体积系数时原油单相体积系数习习 题题1、概念、概念 体积系数、压缩系数、溶解气油比、相对密度、两相体积系数体积系数
18、、压缩系数、溶解气油比、相对密度、两相体积系数2、掌握溶解气油比随压力的变化规律；、掌握溶解气油比随压力的变化规律；3、掌握体积系数的变化规律、掌握体积系数的变化规律4、掌握影响原油粘度的因素和机理、掌握影响原油粘度的因素和机理掌握内容（全部）掌握内容（全部）地层水的特点：处于地层的高温、高压下，溶解有大量的地层水的特点：处于地层的高温、高压下，溶解有大量的无机盐无机盐及少量烃类及少量烃类本节内容本节内容l地层水的高压物性地层水的高压物性本节重点本节重点l地层水各高压物性参数的定义、影响因素及确定地层水各高压物性参数的定义、影响因素及确定方法方法第二节第二节 地层水的高压物性地层水的高压物性w
19、sgwVVR/标1.定义定义 Rw：单位地面体积水在地层温度、压力下溶解的气量在标态下的体积：单位地面体积水在地层温度、压力下溶解的气量在标态下的体积式中：式中：Rw地层水中天然气溶解量，（标）地层水中天然气溶解量，（标）m3m3 Vg标标地层水中气量，（标）地层水中气量，（标）m3 Vws地面水的体积；（标）地面水的体积；（标）m3一、天然气在地层水中的溶解度一、天然气在地层水中的溶解度l压力压力 PRwl温度：不明显温度：不明显 T50,T Rw l矿化度矿化度 矿化度矿化度Rw2.影响影响Rw因素因素天然气在地层水中的溶解度极低天然气在地层水中的溶解度极低一、天然气在地层水中的溶解度一、
20、天然气在地层水中的溶解度一、天然气在地层水中的溶解度一、天然气在地层水中的溶解度wwRR溶解度随含盐量上升天然气在水中的溶解能力下降 l用图用图(a)图版确定纯水中天然气的溶解度图版确定纯水中天然气的溶解度l用图用图(b)图版进行含盐量校正图版进行含盐量校正3.Rw的求取的求取即使很小，也可能形成水溶性气藏即使很小，也可能形成水溶性气藏溶解度主要取决于压力,随压力的升高而升高，随温度变化不大wswfwVVB gwoBBB一般一般Bw=0.971.06，取，取Bw1.0Bw地层水体积系数地层水体积系数,(标标)m3m3Vwf地层水体积，地层水体积，m3Vws地面水的体积地面水的体积,(标标)m3
21、1.定义定义Bw：地层水在地下压力温度条件下的体积与其在地面条件下的体积之比值：地层水在地下压力温度条件下的体积与其在地面条件下的体积之比值。二、地层水的体积系数二、地层水的体积系数l压力压力 PBwl温度温度 TBwl天然气溶解度天然气溶解度 RwBwl矿化度：矿化度矿化度：矿化度Bw2.影响影响Bw 因素因素二、地层水的体积系数二、地层水的体积系数TwwwpVVC1gowCCCCw一般为一般为3.7510-4/MPa1.定义定义Cw：当：当T=const时，单位体积地层水当压力改变单位压力时其体积的变化率时，单位体积地层水当压力改变单位压力时其体积的变化率三、地层水的压缩系数三、地层水的压
22、缩系数2.影响影响Cw因素：因素：l压力压力 PCwl温度温度 T50,T Cw l天然气溶解度天然气溶解度 RwCwl矿化度矿化度 矿化度矿化度Cw三、地层水的压缩系数三、地层水的压缩系数3.Cw求取：图版法求取：图版法查图版确定无溶解气时查图版确定无溶解气时Cw；查图版确定溶解气量查图版确定溶解气量Rw；对对Cw校正校正根据溶解气量根据溶解气量Rw查图版确定查图版确定Cw的校正系数，对的校正系数，对Cw校校正正wwCC三、地层水的压缩系数三、地层水的压缩系数地层水粘度随压力增加,几乎不变 1-0.1Mpa；2-50Mpa 主要受温度影响：主要受温度影响：T粘度粘度 压力对影响不大压力对影响不大 矿化度矿化度，粘度略有，粘度略有 一般取地层水的粘度一般取地层水的粘度=1mPa.s(20-30)owgw 反映地层水流动的难易程度反映地层水流动的难易程度1-1-纯水纯水2-2-矿化度矿化度60000mg/L60000mg/L四、地层水的粘度四、地层水的粘度38谢谢
