第二章-第二節(jié)

第二節(jié)地層原油的高壓物性

physicspropertyofreservoiroil

athighpressure

張玄奇西安石油大學石油工程學院

油藏物理學——地層原油的高壓物性講課提綱一.地層油隨壓力，溫度的變化情況，研究的內容，意義；二.原油的物理性質和分類；三.地層油的溶解油氣比（定義，規(guī)律）；四.體積系數（單相，兩相）；五.壓縮系數（定義，常規(guī)油的之值）；六.粘度（定義，變化規(guī)律，應用情況）；

油藏物理學——地層原油的高壓物性第二節(jié)地層原油的高壓物性地層油在高溫、高壓下溶解有大量的天然氣，其高壓物性與地面原油有很大的區(qū)別，如粘度、比重、壓縮率等都不同。隨著油藏的開發(fā)，壓力、溫度的不斷降低，油中的溶解氣不斷釋出，地層油的性質也在不斷變化。因此有必要了解地層油物理性質的變化及其影響因素。這對分析油藏動態(tài)、滲流計算及工藝計算都是不可缺少的。

油藏物理學——地層原油的高壓物性一.原油的物理性質和分類原油是石蠟族烷烴﹑環(huán)烷烴和芳香烴等不同烴類及各種氧﹑硫﹑氮的化合物組成的混合物。

1.按膠質—瀝青質含量分類gum-asphalt膠質—瀝青質在原油中形成膠體結構，對原油的流動性有很大影響，可形成高粘度的原油。

少膠原油：原油中膠質—瀝青質含量在8%以下；

膠質原油：原油中膠質—瀝青質含量在8~25%；

多膠原油：原油中膠質—瀝青質含量>25%。（一）.地面原油的分類classification

油藏物理學——地層原油的高壓物性2.按含蠟量分paraffin/wax：含蠟量影響其凝固點:含蠟量越高,則其凝固點越高.它對原油的開采和集輸帶來麻煩.

少蠟原油:含蠟量<1%

含蠟原油：含蠟量1~2%

高含蠟原油:含蠟量大于2%

油藏物理學——地層原油的高壓物性3﹑按含硫量分sulphur：硫對人畜有害，腐蝕鋼材，對煉油不利，經燃燒而生成的二氧化硫對環(huán)境有污染。

低硫原油：S<0.5%

含硫原油：S:0.5%~2%

高硫原油:S＞2%。

油藏物理學——地層原油的高壓物性4﹑按原油關鍵組分劃分keycomposition：

凝析油：密度小于0.82g/cm3(20℃)的原油；

石蠟基原油：密度在0.82~0.89g/cm3(20℃)的原油；

混合原油:密度在0.89~0.93g/cm3(20℃)的原油；

環(huán)烷基原油：密度大于0.93g/cm3(20℃)的原油。

油藏物理學——地層原油的高壓物性5﹑按地面脫氣原油相對密度分類relativedensityofgasfreeoil：

輕質油：相對密度＜0.855，API度＞34；

中質油：相對密度在0.855～0.934，API度在34～20；

重質油：相對密度＞0.934，API度＜20；

油藏物理學——地層原油的高壓物性(二)地層原油的分類formationoil：

低粘油:在油藏條件下原油粘度低于5mPa.s；中粘油:在油藏條件下原油粘度在5~20mPa.s；高粘油：在油藏條件下原油粘度在20~50mPa.s；稠油：在油藏條件下原油粘度高于50mPa.s。

油藏物理學——地層原油的高壓物性(三)原油的物理性質physicsproperty:1.顏色：呈棕褐色、黑褐色、黑綠色、黃色、棕黃色、淺紅色等；2.原油的密度和相對密度：

油藏物理學——地層原油的高壓物性

相對密度：某一溫度和壓力下原油的密度與水的密度之比。

API度（AmericaPetroleumInstitute）：歐美等各國表示相對密度的方法。它與60F（15.6℃）原油相對密度的關系為：

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3.凝固點settingtemperature：原油的凝固點是指原油冷卻過程中由流動態(tài)到失去流動性的臨界溫度點。與原油中的含蠟量、瀝青膠質含量及輕油含量等有關。原油的凝固點在－56～50℃，高于40℃的原油稱為高凝油。

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4.

原油的粘度viscosity：粘度是指粘性流體流動時內部摩擦而引起的阻力大小的量度。

5.

閃點flashpoint：是指可燃液體的蒸汽同空氣的混合物在臨近火焰時能短暫閃火時的溫度。大氣壓對閃點也有一定的影響。原油的閃點一般在30～180℃。

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6.熒光性fluorescence：原油在紫外光照射下發(fā)出一種特殊光亮的特征稱為原油的熒光性。這是一種冷發(fā)光現(xiàn)象，與原油的組分有關。

密度／g/cm3熒光顏色＞0.9659棕色0.9659～0.9042桔紅色0.9042～0.8498黃－乳白色0.8498～0.8251白色＜0.8251白色－紫色

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7.旋光性opticalrotation/activity：是指偏光通過原油時，偏光面對其原來的位置旋轉一定角度的光學特征。偏光面旋轉的角度叫旋光角。原油的旋光角一般小于1，極個別的可以大于1。

8.導電率electricconductivity：原油為非導體，原油的導電率為1011～1018Ω.m。

油藏物理學——地層原油的高壓物性二.地層油的溶解油氣比（oil-gasRatio）1.R=Vg/VoS

定義：單位體積或單位質量的地面原油在地層條件下所溶解的天然氣的體積。其中：Vg：地層油在地面脫出的氣量，m3；Vos：地面脫氣原油體積，m3；Rsi：在地層條件下原油的溶解油氣比，m3/m3。

油藏物理學——地層原油的高壓物性2.R（P）（見右圖）P>Pb時，R不變；P<Pb時，P↓R↓

3.R（T、組成）

T↑，R↓；γg

↑，R↑；γo↓，R↑

油藏物理學——地層原油的高壓物性三.地層油的體積系數(coefficientofvolumetricexpansion)

1.定義：原油在地層條件下的體積與其在地面的體積之比。（對3000米左右的井，Bo>1，對5000~7000米的井，Bo>5）

油藏物理學——地層原油的高壓物性2.影響因素P<Pb時，P↑Bo↑；T↑Bo↓P=Pb時，Bo=BoiT對Bo無影響；P>Pb時，P↑Bo↓

T對Bo無影響。

油藏物理學——地層原油的高壓物性3.地層油的兩相體積系數

定義:當油藏壓力低于飽和壓力時,在某一壓力下,地層油的體積與釋放出的氣體的體積之和與地面條件下脫氣油的體積之比。在壓力P下,分離出的氣體體積為:(R-Ro)VSBg則：

油藏物理學——地層原油的高壓物性討論：

1.P≥Pb時，u=Bo

2.P<Pb時，u=Bo+(Ro-R)Bg

3.P=0.101MPa時，u=Bo+Ro(R=0,Bg=1)

油藏物理學——地層原油的高壓物性三.地層油的壓縮系數(compressibilityfactorofreservoiroil)定義：在等溫過程中，在壓力變化單位壓力時，原油體積的變化率。

油藏物理學——地層原油的高壓物性對高于泡點壓力下,地層油的壓縮系數可按對應壓力下的體積系數求出。R↑，Co↑脫氣油：(4~7)×10-4/MPa溶氣油：(10~140)×10-4/MPa2.Co不是常數，是壓力的函數。

油藏物理學——地層原油的高壓物性四.地層油的粘度viscosity地層油的粘度是壓力、溫度及組成的函數。１.T↑μ↓；2.T一定，瀝青含量是越高，μ↑。

３.P<Pb，P↑，μ↓↓P>Pb，P↑，μ↑（不多）４.R↑，μ↓；

油藏物理學——地層原油的高壓物性五.超深地層油氣性質的特點

對超過5000米～7000米的油氣藏，通常不會