油層物理基礎(chǔ)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1油層物理油層物理(wl)基礎(chǔ)基礎(chǔ)第一頁，共142頁。第1頁/共142頁第二頁，共142頁。第2頁/共142頁第三頁，共142頁。第3頁/共142頁第四頁，共142頁。第4頁/共142頁第五頁，共142頁。第5頁/共142頁第六頁，共142頁。第6頁/共142頁第七頁，共142頁。 3、獨(dú)立思考+適度練習(xí)+總結(jié).第7頁/共142頁第八頁，共142頁。第8頁/共142頁第九頁，共142頁。第9頁/共142頁第十頁，共142頁。第10頁/共142頁第十一頁，共142頁。第11頁/共142頁第十二頁，共142頁。第12頁/共142頁第十三頁，共142頁。第13頁/共142頁第十四頁，共142頁

2、。第14頁/共142頁第十五頁，共142頁。第15頁/共142頁第十六頁，共142頁。第16頁/共142頁第十七頁，共142頁。第17頁/共142頁第十八頁，共142頁。第18頁/共142頁第十九頁，共142頁。第19頁/共142頁第二十頁，共142頁。第20頁/共142頁第二十一頁，共142頁。第21頁/共142頁第二十二頁，共142頁。第22頁/共142頁第二十三頁，共142頁。第23頁/共142頁第二十四頁，共142頁。第24頁/共142頁第二十五頁，共142頁。第25頁/共142頁第二十六頁，共142頁。第26頁/共142頁第二十七頁，共142頁。第27頁/共142頁第二十八頁，共14

3、2頁。第28頁/共142頁第二十九頁，共142頁。第29頁/共142頁第三十頁，共142頁。第30頁/共142頁第三十一頁，共142頁。第31頁/共142頁第三十二頁，共142頁。第32頁/共142頁第三十三頁，共142頁。第33頁/共142頁第三十四頁，共142頁。第34頁/共142頁第三十五頁，共142頁。第35頁/共142頁第三十六頁，共142頁。第36頁/共142頁第三十七頁，共142頁。第37頁/共142頁第三十八頁，共142頁。第38頁/共142頁第三十九頁，共142頁。第39頁/共142頁第四十頁，共142頁。 PPb PPb PPb PPb PPb第40頁/共142頁第四十一頁

4、，共142頁。Vf地層壓力(yl)，溫度（Pf,Tf)地面(dmin)分離條件（Pa,Ta)地層地面VgVo地層油地面原油第41頁/共142頁第四十二頁，共142頁。C C 多級脫氣的特點多級脫氣的特點: :a a系統(tǒng)的組成不斷系統(tǒng)的組成不斷(bdun)(bdun)變化變化b b脫出的氣量較單級脫脫出的氣量較單級脫 氣少，所以測得的油氣少，所以測得的油 氣比也小。氣比也小。c c分出的氣量較輕，即分出的氣量較輕，即 氣體中量質(zhì)組分（輕氣體中量質(zhì)組分（輕 油）含量少。油）含量少。d d脫氣原油比重小，量脫氣原油比重小，量 較多，質(zhì)量亦好。較多，質(zhì)量亦好。第42頁/共142頁第四十三頁，共142頁

5、。液位控制(kngzh)三級分離(fnl)液位控制壓力控制一級氣二級氣壓力控制井流一級分離器二級分離器分離器儲罐儲罐氣體井流二級分離儲罐氣體儲罐一級分離壓力控制分離器氣體第43頁/共142頁第四十四頁，共142頁。第44頁/共142頁第四十五頁，共142頁。第45頁/共142頁第四十六頁，共142頁。第46頁/共142頁第四十七頁，共142頁。第47頁/共142頁第四十八頁，共142頁。第48頁/共142頁第四十九頁，共142頁。0iiiPxP TiiPyP 第49頁/共142頁第五十頁，共142頁。第50頁/共142頁第五十一頁，共142頁。iLigixNyNnN ioiiTixyPPP 當(dāng)

6、氣液達(dá)到平衡時當(dāng)氣液達(dá)到平衡時,i,i組分在氣相中組分在氣相中的分壓和在液相中的分壓應(yīng)該的分壓和在液相中的分壓應(yīng)該(ynggi)(ynggi)相等相等, ,于是有于是有: :iLToigixNPPNnN 第51頁/共142頁第五十二頁，共142頁。1NPPNnNx1xn1iLToigin1iin1ii LToigiiNPPNnNx 即即：理想溶液相態(tài)理想溶液相態(tài)(xin ti)方程方程第52頁/共142頁第五十三頁，共142頁。同理有同理有: :1NPPNnNyn1iLToigin1ii 當(dāng)當(dāng)N=1N=1時有時有: :1NPPNny1NPPNnxn1iLoiTgin1iin1igT0iLin1

7、ii 理想溶液理想溶液(rngy)相態(tài)方程相態(tài)方程第53頁/共142頁第五十四頁，共142頁。設(shè)定(sh dn)一NL(01之間)根據(jù)(gnj)給定溫度查各組分的飽和蒸汽壓由相態(tài)方程計算Yi(或Xi)計算Yi=1計算Xi計算液相數(shù)量N*NL計算氣相數(shù)量N*Ng設(shè)系統(tǒng)的總摩爾數(shù)為NYesNo第54頁/共142頁第五十五頁，共142頁。在泡點在泡點: Ng=0 NL=1（1mole） P=Pb 由相態(tài)由相態(tài)(xin ti)方程有方程有: n1ioibi1nPP泡點方程(fngchng)在露點在露點: Ng=1 NL=0（1mole） P=Pd n1id0ii1nPP由相態(tài)方程有由相態(tài)方程有: :露

8、點方程第55頁/共142頁第五十六頁，共142頁。第56頁/共142頁第五十七頁，共142頁。ToiiioiiTiPPxyPxPy 在實際溶液中,因飽和(boh)蒸汽壓無法確定,所以引入一個新的物理量-平衡常數(shù)KxyKiii 第57頁/共142頁第五十八頁，共142頁。將Ki=Yi/Xi即Yi=Ki*Xi代入(取N=1mole)iLigixNyNn1 化簡得:第58頁/共142頁第五十九頁，共142頁。 1N1k1kny1N1kknxm1igiiim1iim1iLiiim1ii實際溶液相態(tài)方程式實際溶液相態(tài)方程式. .問題問題(wnt)(wnt)是是KiKi如何求取呢如何求取呢? ?要運(yùn)用(y

9、nyng)該方程就必須首先確定Ki第59頁/共142頁第六十頁，共142頁。收斂點收斂壓力4.2MPa5.6MPa7.0MPa21.0MPa28.5MPa35.0MPa70.0MPa第60頁/共142頁第六十一頁，共142頁。第61頁/共142頁第六十二頁，共142頁。當(dāng)P0.7MPa時,兩組曲(zq)線幾乎重合 當(dāng)P7MPa時，兩組曲線Ki相差較大 組成不同表現(xiàn)為收斂壓力不同第62頁/共142頁第六十三頁，共142頁。 1KnN1K1Knym1iiim1igiiim1ii m1im1iiiLiiim1ii1KnN1KKnx露點露點(ldin)(ldin)方程方程: :在露點在露點(ldin)

10、 Ng1(ldin) Ng1NL0 (N=1)NL0 (N=1)第63頁/共142頁第六十四頁，共142頁。設(shè)定(sh dn)一Pb根據(jù)溫度(wnd)和壓力查Ki計算niki=1輸出PbYesNo設(shè)定一Pd根據(jù)溫度和壓力查Ki計算ni/ki=1輸出PdNoYes第64頁/共142頁第六十五頁，共142頁。第65頁/共142頁第六十六頁，共142頁。LiiiiN)1K(KnX 第66頁/共142頁第六十七頁，共142頁。LiiiiN) 1K(KnX iiiXKY 第67頁/共142頁第六十八頁，共142頁。LiiiiN) 1K(KnX iiiXKY 第68頁/共142頁第六十九頁，共142頁。L

11、iiiiN) 1K(KnX iiiXKY 第69頁/共142頁第七十頁，共142頁。第70頁/共142頁第七十一頁，共142頁。TTcE、F兩點等液量線的確定第71頁/共142頁第七十二頁，共142頁。P PPcPc算算，若，若 =1 =1，則所假定壓力，則所假定壓力即為臨界溫度下的露點壓力，即即為臨界溫度下的露點壓力，即圖中圖中D D點，試算方法與前面介紹點，試算方法與前面介紹的如何用露點方程計算露點壓力的如何用露點方程計算露點壓力相同。相同。 iiKn iiKn第72頁/共142頁第七十三頁，共142頁。第73頁/共142頁第七十四頁，共142頁。第74頁/共142頁第七十五頁，共142頁

12、。第75頁/共142頁第七十六頁，共142頁。第76頁/共142頁第七十七頁，共142頁。第77頁/共142頁第七十八頁，共142頁。 3 3 重量組成重量組成第78頁/共142頁第七十九頁，共142頁。 N1iiiinny N1iiiivvy N1iiiiwwg N1iiiiiimgmgy第79頁/共142頁第八十頁，共142頁。第80頁/共142頁第八十一頁，共142頁。 n1iiin1iiiMyMMyM n1iiiMg1 n1iiiag)(SSys97.28M 第81頁/共142頁第八十二頁，共142頁。地層流向井底，再從井底流到地地層流向井底，再從井底流到地面，這一系列運(yùn)動總是伴隨著有

13、面，這一系列運(yùn)動總是伴隨著有壓力、溫度的變化，也就是說天壓力、溫度的變化，也就是說天然氣的狀態(tài)從下而上無時不在變?nèi)粴獾臓顟B(tài)從下而上無時不在變化著，所以我們?yōu)榱舜_定天然氣化著，所以我們?yōu)榱舜_定天然氣的體積隨油層的體積隨油層(yucng)(yucng)壓力和溫壓力和溫度的變化規(guī)律，就必須討論天然度的變化規(guī)律，就必須討論天然氣的狀態(tài)方程。氣的狀態(tài)方程。第82頁/共142頁第八十三頁，共142頁。nRTPV 第83頁/共142頁第八十四頁，共142頁。 RTbVVaP 2第84頁/共142頁第八十五頁，共142頁。znRTPV 第85頁/共142頁第八十六頁，共142頁。第86頁/共142頁第八十七頁

14、，共142頁。第87頁/共142頁第八十八頁，共142頁。第88頁/共142頁第八十九頁，共142頁。第89頁/共142頁第九十頁，共142頁。氣體氣體分子式分子式分子量分子量 臨界壓力(MPa)臨界溫度(K)甲烷甲烷CH416.04.64190.67乙烷乙烷C2H630.14.88 303.50丙烷丙烷C3H844.14.26 370.00正丁正丁烷烷nC4H1058.13.79 425.39CO2CO2CO244.017.38 304.17H H2 2S SH2S34.09.00373.56N N2 2N228.03.39126.11第90頁/共142頁第九十一頁，共142頁。 n1ici

15、ipcn1iciipcTyTPyP第91頁/共142頁第九十二頁，共142頁。 RTbVVaP2 第92頁/共142頁第九十三頁，共142頁。 0VP0VPTc2m2Tcm 2cccmb27aPR27a8Tb3VVcccVbVPa3132 0Va6bVRT2P0Va2bVRTVP4m3mcTc2m23m2mcTcmv 第93頁/共142頁第九十四頁，共142頁。ccccccTTVPVVVVPP383322 Tr3831VrVr3Pr2 第94頁/共142頁第九十五頁，共142頁。RTPVZm TrVrPrZTTVVPPRTVPTTVPVPRTPVccmcmccmccccmccmccm 第95頁

16、/共142頁第九十六頁，共142頁。375.083RTVPZcccc 氣體氣體PcPcTcTcVcVcZcZc氦氦He He 2.262.265.35.30.05780.05780.300.30氫氫H H2 2 12.812.833.333.30.06500.06500.3050.305氧氧O O2 2 50.1050.10154.8154.80.07800.07800.3070.307氮氮N N2 2 33.533.5126.2126.20.09010.09010.2970.297甲烷甲烷CHCH4 4 45.845.8190.7190.70.9900.9900.2900.290乙烷乙烷C

17、C2 2H H6 6 50.050.0282.4282.40.1240.1240.2680.268苯苯C C6 6H H6 6 48.648.6562.0562.00.2600.2600.2740.274二氧化碳二氧化碳COCO2 2 72.972.9304.2304.20.0940.0940.2740.274氨氨NHNH3 3 111.5111.5405.6405.60.0720.0720.2420.242第96頁/共142頁第九十七頁，共142頁。第97頁/共142頁第九十八頁，共142頁。gNNNZyZyZa2221aZCZ第98頁/共142頁第九十九頁，共142頁。aCZZ 5550.

18、 0TTcc )1 (T8 . 1TP8 . 1PyyS2HS2Hcccc g2COCOCOZ)1 (yZZy22 gNCON2NCOCOaZ)yy1 (ZyyZZ22222 第99頁/共142頁第一百頁，共142頁。第100頁/共142頁第一百零一頁，共142頁。3 3 物理意義物理意義(yy)(yy)：反映了單：反映了單位體積（標(biāo)況）的天然氣地層位體積（標(biāo)況）的天然氣地層條件下所占有的體積。條件下所占有的體積。gogVVB 00nRTPPZnRT 000PP273t273ZPPTTZ 第101頁/共142頁第一百零二頁，共142頁。PZnRTVZnRTPV PVV1Cg第102頁/共142

19、頁第一百零三頁，共142頁。2PZnRTdPdZZPZnRTdpdv dPdZZ1P1VdPdZZ1P1dPdVV1Cg P1dPdZZ1PZnRT dPdZZ1P1PZnRT第103頁/共142頁第一百零四頁，共142頁。第104頁/共142頁第一百零五頁，共142頁。PrPPc PrdPdPc dPdZZ1P1dPdVV1Cg PrdPdZZ1PrP1cc PcPrdZdZPr1P1Cgrc 求法與前同對比(dub)壓縮系數(shù)第105頁/共142頁第一百零六頁，共142頁。第106頁/共142頁第一百零七頁，共142頁。 21ii21iiiMyMy第107頁/共142頁第一百零八頁，共142

20、頁。第108頁/共142頁第一百零九頁，共142頁。1111 第109頁/共142頁第一百一十頁，共142頁。組分組分CHCH4 4C C2 2H H6 6C C3 3H H8 8C C4 4H H1010組成組成90%90%5%5%3%3%2%2%第110頁/共142頁第一百一十一頁，共142頁。第四節(jié) 地層原油(yunyu)的高壓物性第111頁/共142頁第一百一十二頁，共142頁。一、地層原油的溶解一、地層原油的溶解(rngji)(rngji)油氣比油氣比Rs Rs 定義：地層油的溶解定義：地層油的溶解(rngji)(rngji)油氣比油氣比RSRS是指單位體是指單位體積的地面原油在地層

21、條件下所溶解積的地面原油在地層條件下所溶解(rngji)(rngji)的天然氣的天然氣量量(m3(m3（標(biāo)）（標(biāo)）/m3). /m3). 33(/)gsosVRmmV標(biāo)第112頁/共142頁第一百一十三頁，共142頁。第113頁/共142頁第一百一十四頁，共142頁。PPbRs第114頁/共142頁第一百一十五頁，共142頁。foosVBV第115頁/共142頁第一百一十六頁，共142頁。第116頁/共142頁第一百一十七頁，共142頁。2 2 、地層油的兩相體積系數(shù)、地層油的兩相體積系數(shù)(xsh)Bt (xsh)Bt 定義：定義：P P PbPb時，在給定時，在給定P P 、T T條件下，地

22、層油條件下，地層油VfVf和其釋和其釋出氣體的總體積出氣體的總體積( (兩相體積兩相體積) )與地面原油體積與地面原油體積VOSVOS之比。之比。 osgfftVVVB 第117頁/共142頁第一百一十八頁，共142頁。osggsftVBVVB osgossossiftVB)VRVR(VB osgosssiftVBV)RR(VB gssiotB)RR(BB 第118頁/共142頁第一百一十九頁，共142頁。第119頁/共142頁第一百二十頁，共142頁。第120頁/共142頁第一百二十一頁，共142頁。第121頁/共142頁第一百二十二頁，共142頁。第122頁/共142頁第一百二十三頁，共1

23、42頁。 1. 天然氣在地層水中的溶解度 定義：天然氣在地層水中的溶解度是指地面體條件下單位(dnwi)體積地層水在地層壓力、溫度條件下所溶解的天然氣體積。 在高溫高壓地層條件下，地層水中溶有大量的鹽，只溶有少量的天然氣， 10MPa 壓力下溶氣量，一般不超過12m 3/m3 。 天然氣在純水中的溶解度主要取決于壓力與溫度，地層水含鹽量增加，溶解氣量減少。 第五節(jié) 地層水的高壓(goy)物性第123頁/共142頁第一百二十四頁，共142頁。wogCCC2. 地層水的壓縮系數(shù) 定義(dngy)：在等溫條件下，地層水隨壓力變化的體積變化率。 1wwTwVCVP 第124頁/共142頁第一百二十五頁，共142頁。影響影響(yngxing)Cw(yngxing)Cw的因素的因素 i)P = Cw; i)P = Cw; ii)T Cw; ii)T Cw; T50 , T = Cw; T50 , T = Cw; iii)Rs = Cw, Rs iii)Rs = Cw, Rs的影響的影響(yngxing)(yngxing)可以校正可以校正； (1 0.05)wwsCCR純水壓縮系數(shù)第125頁/共142