第02章油氣藏流體

地面??地下性質(zhì)?地面性質(zhì)?第二章油氣藏流體第二章油氣藏流體油氣藏中存在油、氣、水三種流體，采到地面之后依然為油、氣、水三種流體，但數(shù)量上有所不同。油和氣性質(zhì)比較接近，是同一種物質(zhì)呈現(xiàn)出的不同相態(tài)。在一定條件下，油、氣之間可以相互溶解，相態(tài)之間也可以相互轉(zhuǎn)換。天然氣和原油合稱為石油。石油有時候也呈固態(tài)形式，如瀝青。地層水與油氣的性質(zhì)相差較遠(yuǎn)，溶解度較低，通常認(rèn)為地層水與油氣為非互溶流體。油氣藏流體的性質(zhì)隨環(huán)境條件的變化而變化。油氣開采過程中不僅存在狀態(tài)的變化，還存在更為復(fù)雜的相態(tài)變化。流體性質(zhì)的變化對油氣開采過程產(chǎn)生重要的影響，為提高開采效率，必須深入研究流體性質(zhì)。第一節(jié)天然氣性質(zhì)一、組成組分xi(%)組分xi(%)C188.22C60.15C25.08C7+0.13C32.48N20.04C41.45CO22.04C50.41總計100.0氣相色譜儀N2天然氣烴類(主)CH4(主)非烴類C2-C6C7+(微)CO2H2S???天然氣的色、味來自于非烴物質(zhì)烴類為主,含少量非烴物質(zhì)的氣體輕質(zhì)中間重質(zhì)特征組分xC1>85%xC1=75~85%xC1=

55~75%xC1<55%甲烷干氣凝析氣輕質(zhì)油黑油OilSampleGasSample地面取樣WellSeparator二、偏差因子理想氣體真實氣體Z偏差因子真實氣體偏離理想氣體的程度pV=nRTpV=ZnRTZ可定義為相同熱力學(xué)（p、T）條件下，真實氣體的體積與理想氣體體積的比值。特定體系實驗測定一般情況圖版確定Standing-Katz圖版Z1.11.00.90.80.7ppr0123456Tpr3.0Standing-Katz圖版1.01.5擬對比壓力擬對比溫度影響儲量計算組分臨界壓力擬臨界壓力擬對比壓力組分臨界溫度擬臨界溫度擬對比溫度pcjTcj(K)組分MjTcj(K)pcj(MPa)C116.0190.674.6408C230.0305.504.8835C344.0370.004.2568N228.0126.113.3936CO244.0304.177.3787教材表2.1.2三、相對密度定義：地面標(biāo)準(zhǔn)條件下，天然氣的密度與空氣密度的比值，即相對密度計或射流等方法測定，更常用的方法是通過氣體組分計算？地面條件地面空氣真實氣體狀態(tài)方程天然氣相對密度空氣千摩爾質(zhì)量天然氣千摩爾質(zhì)量已知天然氣相對密度，可以計算天然氣千摩爾質(zhì)量Mg=ΣxjMjMair=28.97kggMg=gMairMair=28.97MC1=16MN2=28xC1增大天然氣溶解氣Mg=16~44g=0.55~1.52g=0.55~1.0g>1.0MC2=30MC3=44MCO2=44g降低四、體積系數(shù)定義：地層條件下天然氣的體積與等質(zhì)量氣體在地面標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積的比值四、體積系數(shù)地下體積地面體積體積系數(shù)=10-2~10-3理想氣體膨脹因子=102~103理想氣體地下體積開采到地面之后體積膨脹了102~103倍。piBg1psc天然氣的體積系數(shù)隨壓力的升高而降低，隨溫度的升高而升高。

五、壓縮系數(shù)=(100~1000)10-4MPa-1定義：恒溫條件下單位壓力的體積變化率理想氣體六、熱膨脹系數(shù)=(20~30)10-4C-1定義：恒壓條件下單位溫度的體積變化率理想氣體毛細(xì)管粘度計p2p1qg

=10-1~10-3mPa.s七、粘度天然氣在地層中的流動能力特別強(qiáng)第二節(jié)原油性質(zhì)一、組成組分xj(%)組分xj(%)C148.83C51.15C22.75C61.59C31.93C7+42.15C41.60總計100.0液相色譜儀原油膠質(zhì)+瀝青質(zhì)烴類(主)CH4非烴類C2-C6C7+(主)硫雜質(zhì)

???原油的色、味來自于非烴物質(zhì)烴類為主,含少量非烴物質(zhì)的液體原油:未經(jīng)提煉的液態(tài)石油或石油xC7+:0.42%特征組分：影響原油性質(zhì)的主要組分xC7+:3.80%xC7+:14.91%xC7+:42.15%重?zé)N(C7+)干氣凝析氣輕質(zhì)油黑油井下取樣地面取樣含水、含砂、密度等常規(guī)物性分析高壓物性分析等各種復(fù)雜的物性分析二、相對密度地下密度地面密度相對密度地面標(biāo)準(zhǔn)條件下，脫氣原油的密度與水的密度的比值。測量方法：相對密度計、稱重法等o=API=<0.85輕質(zhì)油>32輕質(zhì)油0.85~0.95中質(zhì)油>0.95重質(zhì)油20~32<20中質(zhì)油重質(zhì)油三、飽和壓力原油飽和度氣體時的壓力實驗測定(PVT筒)VoipiVgsVospscVgVoVobpbp飽和原油未飽和原油地面脫氣原油泡點壓力VoipiVgsVospscVgVoVobpbp地層原油原油開始脫出氣體時的壓力四、溶解氣油比定義地面泡點原始=0VgsVospsc<500m3/m300<RsRsb=RsbpbRsRsbpiRsipsc五、體積系數(shù)單相地面泡點VgsVospscVgVop某個地層壓力下的原油體積與地面脫氣原油體積的比值BoiBos=pbpipscBoBob1.01.0<Bo<Bob兩相VgsVospscVgVop某個地層壓力下的原油體積和脫出氣體體積之和（兩相體積或總體積）與地面脫氣原油體積的比值，Boi=BtiBos=1.0pbpipscBtBoBBob1.0<Bo<BobBoi<Bt<1+RsiBo=1.0~2.0收縮率:原油開采到地面后其體積的收縮百分?jǐn)?shù)低收縮原油<1.5高收縮原油>1.5收縮性原油體積變小的性質(zhì)體積系數(shù)越大，原油的收縮性越強(qiáng)。反映地層原油收縮性質(zhì)的強(qiáng)弱地層原油密度泡點密度特征密度osob六、原油密度地面脫氣原油密度os一般不直接測量，通過下式計算pbpoob<o<osobospsc七、壓縮系數(shù)定義p>pbBoo單位壓力的體積變化率有了原油的壓縮系數(shù)，可以計算任意地層壓力下的原油體積系數(shù)和原油密度：原油的壓縮系數(shù)通常不是常數(shù)，隨壓力的增大而減小，但在一定的壓力范圍之內(nèi)，通常將其視為常數(shù)。原油壓縮系數(shù)隨原油性質(zhì)的變化較大，原油密度越小，壓縮系數(shù)越大，一般在（1-100）×10-4MPa-1之間。在低于泡點壓力的情況下，單相體積系數(shù)變成兩相體積系數(shù)，則得到原油的兩相壓縮系數(shù)為：由于存在氣體，原油的兩相壓縮系數(shù)遠(yuǎn)高于單相壓縮系數(shù)。八、熱膨脹系數(shù)通過實驗測定，其值一般小于壓縮系數(shù)；熱力采油中有重要用途，是一種重要的驅(qū)動能量。恒壓條件下單位溫度的體積變化率九、原油粘度原油粘度是原油內(nèi)摩擦力大小的度量參數(shù)。分子越大，分子的極性越強(qiáng)，分子之間的作用力就越強(qiáng)，原油的粘度也就越高。當(dāng)原油受到剪切應(yīng)力的作用時，剪切應(yīng)變速率的響應(yīng)值與原油的粘度有關(guān)。九、原油粘度剪切應(yīng)力FAy剪切速率vv=0九、原油粘度牛頓流體牛頓原油流變曲線大多數(shù)輕質(zhì)原油屬于牛頓原油，一些稠油則往往屬于非牛頓原油。非牛頓原油：剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變速率不呈線性關(guān)系的原油。原油粘度數(shù)據(jù)反映了原油的流動性能，粘度越小，原油的流動性能就越好。原油的粘度隨原油性質(zhì)的變化很大。實際測量地層原油-落球粘度計os<10mPa.so=f(t,)低粘原油os=10~100中粘原油os=100~1000高粘原油os>1000超粘原油地面原油-旋轉(zhuǎn)粘度計粘度-溫度曲線oT為熱力采油打下了理論基礎(chǔ)粘度-壓力曲線pbpioobospscob<o<os降壓開采?十、原油相圖pTC單組分相圖氣液T氣液IIpIIII超臨界區(qū)混相pTC氣液pTC1二組分相圖C2C相變123原油相圖判斷油氣藏類型油氣藏油藏氣藏油環(huán)（底油）氣藏氣頂油藏干氣、濕氣和凝析氣之間的主要區(qū)別在于干氣的凝析油含量少，而凝析氣的凝析油含量多，濕氣的凝析油含量中等。高揮發(fā)性油藏原油相圖第三節(jié)地層水性質(zhì)地層水原生水外來水常規(guī)物性參數(shù)密度體積系數(shù)壓縮系數(shù)利弊？粘度一、礦物質(zhì)組成陽離子Na+,K+陰離子Cl-,HCO3-注水及泥漿的配伍性確定產(chǎn)出水來源Mg2+,Ca2+

SO42-,CO32-

102~105g/m3礦化度：地層水的礦物質(zhì)含量總礦化度1mg/L=1g/m3所有礦物質(zhì)在地層水中的濃度Cl-是地層水的特征礦物質(zhì)組分二、水型(Sulin)Na+>Cl-一級二級Na+<Cl-大陸環(huán)境海洋環(huán)境大陸Na+-Cl-<SO42-海洋Cl--Na+<Mg2-Na+-Cl->SO42-Cl--Na+>Mg2-Na2SO4地面水NaHCO3地下水MgCl2地面水CaCl2地下水地面水型水體大,能量充足地面水型地下水型地下水型水體小,能量不足實際上,水型與能量無關(guān)基本概念1.天然氣組成測量2.ZStanding-Katz圖版pcppcpprTcTpcTpr3.