油层物理1-3-第三节-油气藏烃类的相态省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢您,第三节 油气藏烃类相态,石油和天然气是各种烃类和非烃类所组成混合物。在实际油田开发过程中，经常能够发觉：在同一油气藏结构不一样部位或不一样油气藏结构上同一高度打井时，有只产纯气，有则油气同产。在油气藏条件下，有烃是气相，而成为纯气藏；有是单一液相纯油藏；有是油气两相共存，以带气顶油藏形式出现。在原油从地下到地面采出过程中，还伴随有气体从原油中分离和溶解相态转化等现象。,第1页,1,水,单组分体系,single-component,H,2,O,多组分体系,multi-component,水,H,2,O,C,3,、,C,7,、,C,20,油,一、油藏烃类相态表示方法,1,、基本概念,体系,(,system,),指一定范围内一个或几个定量物质组成整体，又称物系、系统。体系可分为单组分和多组分体系。,第2页,2,相,(,phase,),体系内部物理性质和化学性质完全均匀一部分称为“相”。,不一样相之间有显著相分界面；,同一相物质可成片存在，也能够孤立泡状、滴状等存在；,一相中可含有各种组分。,水,油,C,3,、,C,7,、,C,20,H,2,O,一、油藏烃类相态表示方法,第3页,3,组分,(component),形成体系各种物质称该体系各组分，也即,物系中全部同类分子。,拟组分,(pseudo-component),：,用于工程计算一个假想组分，由物系中几个组分合并成。,比如，油气相态研究中惯用组分：,纯组分,：,C,1,、,C,2,、,C,3,；,拟组分：轻烃组分,C,2,-,6,、,重烃组分,C,7,+,。,水,H,2,O,C,3,、,C,7,、,C,20,油,一、油藏烃类相态表示方法,第4页,4,相平衡,(phase equilibrium),p,、,T,一定时，多相体系中任一组分,A,相分子进入,B,相速度与,B,相分子进入,A,相速度相等时状态,。,组成,(composition),体系中组成某物质各组分所占百分比。定量表示体系或某一相中组分组成情况。,油,C,3,、,C,7,、,C,20,10%,、,20%,、,70%,一、油藏烃类相态表示方法,第5页,5,在一个密闭抽闲容器里，部分充有液体，容器温度保持一定，处于气液相平衡时气相所产生压力称为饱和蒸气压，表达为气相分子对器壁压力。,饱和蒸汽压,(vapor pressure),蒸 汽,p,液 体,一、油藏烃类相态表示方法,第6页,6,一、油藏烃类相态表示方法,泡点,(bubble point),开始从液相分离出第一个气泡气液共存态。,泡点压力,(bubble point pressure),在温度一定情况下，开始从液相中分离出第一个气泡压力。,露点,(dew point),开始从气相中凝结出第一滴液滴气液共存态。,露点压力,(dew point pressure),在温度一定情况下，开始从气相中凝结出第一滴液滴压力。,临界点,(critical point),在临界状态下，共存气、液相全部内涵性质相等。,内涵性质,(intensive property),与物质数量无关性质，如粘度、密度、压缩性等等。,第7页,7,2,、相态表示方法,(1),物系状态与性质之间关系,据热力学观点，物系状态,(state),是用物系全部性质,properties,（,如组成、温度、压力等）进行描述。,物系各性质确定物系有完全确定状态,物系状态确定物系各性质有完全确定值,物系性质又称为“状态函数”,(state function),一、油藏烃类相态表示方法,第8页,8,(2),相态表示方法,相态,相平衡态,(phase equilibrium state),；,相态研究,指体系相平衡状态随组成、温度、压力等状态变量改变而发生改变相关研究。,直观相态研究和表示方法：相图。,相图,(phase diagram),：表示相平衡态与物系组成、温度和压力等状态变量之间关系图，又称为相平衡状态图，或状态图,(state diagram),。,一、油藏烃类相态表示方法,第9页,9,3,、相图类型,油气体系相态不但与体系中烃类物质组成相关，而且还取决于油气体系所处温度、压力和所占体积，可用状态方程表示相态与状态变量关系：,F,（,p,，,T,，,V,或组成）,0,以图解方式表示上述状态变量所描述相态关系，可得：,立体相图：三维相图,平面相图：二维相图,三角相图：三元相图或拟三元相图,一、油藏烃类相态表示方法,第10页,10,(1),立体相图：三维空间中，描述,p,、,V,、,T,三个状态变量与相态改变关系图形。,在油气流体相态研究中，,p-V-T,三维立体相图用于描述油气藏平面区域上和纵向上流体相态改变特征分布规律，很详尽地表示出各参数间改变关系。,一、油藏烃类相态表示方法,第11页,11,在油气烃类流体相态研究中，不一样平面相图用于描述不一样相态参数和相态特征。,p,V,、,p,T,、,pX,(2),平面相图,(,two dimension phase diagram),p,-,T,相图是油气相态研究中最惯用相图。,一、油藏烃类相态表示方法,第12页,12,(3),三角相图（三元或拟三元相图）,（,triangular/ternary/pseudo-ternary),主要用于研究地层条件下,注气混相驱,和非混相驱,提升原油采收率,。,(gas injection,注气,),(miscible flooding,混相驱,),(immiscible flooding,非混相驱,),(enhanced oil recovery,提升原油采收率,),一、油藏烃类相态表示方法,第13页,13,1,、,单组分体系相态特征,(single-component),单组分体系：一个独立组分组成物系,(,1,),相图特征,一点：临界点,C,（,T,c,、,p,c,）,(critical point),一线：饱和蒸汽压线,(vapor-pressure curve),两区：液相区,(liquid),气相区,(vapor or gas),三、单、双、多组分体系相态特征,第14页,14,(2),相态特征,静态特征,临界点,C,：,两相共存最高,T,、,p,；,PPc,时，随,T,升高将不会出现液向气转化；,TTc,时，随,P,升高将不会出现气向液转化；,气、液相无分界面；,气、液性质差异消失。,1,、单组分体系相态特征,第15页,15,饱和蒸汽压曲线,(vapor-pressure curve),由不一样,T,下组分饱和蒸汽压连成曲线。,体系相分界限；,气液两相共存线；,泡点和露点共同轨迹线。,1,、单组分体系相态特征,第16页,16,动态特征,图中任一点代表单组分体系,一个相平衡状态（相态）,改变体系,T,或,p,，相态改变。,如,T,、,p,改变穿越了相分界限，则体系相和相数将发生改变：,从一个单相两相共存另一个单相。,1,、单组分体系相态特征,第17页,17,饱和蒸汽压反应了液体挥发难易程度，蒸汽压越高，说明越轻易挥发。,1,、单组分体系相态特征,第18页,18,2,、,双组分体系相态特征,(binary system),三、单、双、多组分体系相态特征,(,1,),相图特征,三点：临界点,C,临界凝析压力点,C,p,(cricondenbar),临界凝析温度点,C,T,(cricondentherm),两线：相包络线,等液量线,三区：液相区、气相区,气液两相区,第19页,19,(2),相态特征,静态特征,点特征,临界点,C,露、泡点线,、等液量线交点；,非两相共存最高,T,、,p,点。,临界凝析压力点,C,p,：两相共存最高压力点；,临界凝析温度点,C,T,：两相共存最高温度点。,dew-point,bubble-point curve,三、单、双、多组分体系相态特征,第20页,20,任何两组分烃体系相图特点,a.,混合物临界压力都高于各组分临界压力，混合物临界温度介于两纯组分临界温度之间。,b.,伴随混合物中较重组分百分比增加，临界点向右迁移（即向重组分饱和蒸汽压方向偏移）。,d.,两组分性质差异越大，则两相区面积越大。,临界点：,两相区：,a.,全部混合物两相区都位于两纯组分饱和蒸汽压线之间；,b.,两组分分配百分比愈靠近，两相区面积愈大；两组分中只要有一个组分占绝对优势，相图面积就变得狭窄；,c.,混合物中哪一组分含量占优势，泡点线或露点线就靠近哪一组分饱和蒸汽压线；,第21页,21,线特征,包络线：,泡点线,(CF),和,露点线,(CE),组成相分界限。,等液线：体系中液相含量相等点连线。,包络线及包络线内为气液两相共存区；其外为单相区。,包络线位置特征,位于两个纯组分饱和蒸汽压曲线之间；,第22页,22,位置、形态取决于体系组成和组分性质。,三、单、双、多组分体系相态特征,组分百分比,位置,形态,大致相同,正中间,宽，两相区面积最大,相差越大,位置越靠近含量高纯组分饱和蒸气压线,形态越细长,两相区越小,组分性质相差越大,（如分子大小）,包络线内两相区越大,第23页,23,动态特征,T,、,p,改变穿越包络线时体系相平衡状态改变。,如体系可能从一个单相两相共存另一单相。,三、单、双、多组分体系相态特征,第24页,24,(,1,),相图特征,三点：,临界点C、,临界凝析温度CT、临界凝析压力CP,两线：包络线、等液量线；,三区：,液相区 泡点线,ACPC,左上方；,气相区 露点线,BCTC,右下方；,两相区 泡点线与露点线所包围区域,ACPCCTB,。,两特殊相区：,等压逆行区,(,p,C,p,p,Cp,),C,P,CHC,P,炼油中发生,等温逆行区,(,T,C,T,T,CT,),。,C,T,CDC,T,油田开发中发生,3,、,油气体系相态特征,油气体系为经典多组分,(multi-component),复杂物系。,三、单、双、多组分体系相态特征,H,D,A,B,第25页,25,(,2,),相态特征,基本特征,与双组分体系同。,等温反凝析相变特征,(isothermal retrograde condensation),设体系原始态为,A,；,对其等温降压,A,F,A,B,（上露点）,降压：,相变：气相开始出现液相；,三、单、双、多组分体系相态特征,第26页,26,B,D,降压：,相变：,B,B1,B2,B3,D,（反常相变）,；,液相：,0,10,20,30,40,。,CDC,T,BC,为反凝析区,D,E,（下露点）,降压,相变：,D,D,3,D,2,D,1,E,（正常相变）,；,液相：,4,0,30,20,10,0,。,E,F,降压：单一气相,三、单、双、多组分体系相态特征,第27页,27,等温反凝析,(isothermal retrograde condensation),等温反凝析：在温度不变条件下，随压力降低,而从气相中凝析出液体现象。,油气藏开发,等温反凝析,凝析气藏；,研究意义：指导凝析气藏开发，降低凝析油在地层中损失。,结果：气相体系等温降压穿过反凝析区时，体系中液相含量,三、单、双、多组分体系相态特征,第28页,28,对,A,F(T=const),A,B,，单一气相,(,无相变,),BD,，凝析量,(,两相,反常,),DE,，液量,(,两相,蒸发,),EF,，单一气相,(,无相变,),(condensate gas or,retrograde gas,凝析气,),凝析气藏开发过程,(,等温逆行凝析,),三、单、双、多组分体系相态特征,第29页,29,在凝析气藏开发过程中，当,p,地,p,d,后，储层中析出凝析油，但凝析油数量较少，,S,omax,p,b,，,T,地,0.876,，,GOR,p,b,，,T,地,T,c,。在原始,pi,地、,T,地下，流体以单相液体存在。,p,地,低于,p,b,后，气会从油中分出，形成两相。,油呈深色，,o,p,d,，,T,c,T,地,T,CT,，储层,p,时，流体一直为气相，储层内不会有液烃产生；,油气分离器条件点位于两相区内，在地面分离器内会有一些液烃析出；,4,、,湿气气藏,（,wet gas,）,油为透明色浅轻质油，,o,26700,。,四、几个经典油气藏相图,第38页,38,5,、干气气藏相图（,dry gas,）,干气气藏：,C,1,占,70-98%,，,C,5,+,几乎没有，,C,2,-C,4,含量,T,CT,，,地层条件点和油气分离器条件点均在露点线外侧，连线不穿过两相区,；,不产液烃，,气油比,GOR,=V,气,/V,液烃,=,。,四、几个经典油气藏相图,第39页,39,液烃析出,凝析气藏（凝析油损失）,溶解气脱出,油藏（多相流动，采收率）,从干气重油，随,C,7,+,含量，相图改变趋势。,总结：,包络线区,(,两相区,),变宽，位置向右下方偏移；,等液量线由泡点线一边密集向露点线密集转化。,油气藏开采过程穿过两相区时，地层中发生：,第40页,40,第41页,41,