油藏及流体物理性质省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

上节复习岩石孔隙度、压缩系数、渗透率、饱和度概念岩石孔隙度、压缩系数、渗透率、饱和度概念孔隙度：岩石孔隙度：岩石绝对孔隙体积绝对孔隙体积与岩石与岩石表观体积表观体积比值比值依据达西定律计算渗透率依据达西定律计算渗透率岩石受压缩使孔隙体积减小数值，用压缩系数岩石受压缩使孔隙体积减小数值，用压缩系数 表示表示储量计算储量计算第1页1.3 油藏流体物理性质天然气组成天然气组成l烷烃(alkane)（主要）CH47098C2H6C3H8C4H10l 非烃气体（少许）H2SH2ON2COCO2C5l惰性气体(inert gas):He、Ar第2页1.3 油藏流体物理性质 油藏流体油藏流体(reservoir fluid)(reservoir fluid)石油石油(petroleum)(petroleum)天然气天然气(gas)(gas)地层水地层水(stratumtous water)(stratumtous water)油藏流体特点油藏流体特点(the characteristic of reservoir fluid)(the characteristic of reservoir fluid)：储层烃类：储层烃类：C C、H Hl高温高压，且石油中溶解有大量烃类气体；l随温度、压力改变，油藏流体物理性质也会发生改变。l烃类流体密度小，比水轻。油藏(reservoir）储集流体岩石(rock)储集其中流体(fluid)第3页石油组成石油组成l烷烃(alkane):C5C161.3 油藏流体物理性质蒸馏蒸馏分馏塔分馏塔 塔顶：炼厂气(C1C4)上部：汽油(C5C9)中部：煤油(C10C15)下部：柴油(C11C20)底部：重油（C16C45）热热裂裂法法第4页1.3 油藏流体物理性质一、天然气高压物性一、天然气高压物性 天然气在高温高压下物理特征天然气在高温高压下物理特征 天然气摩尔质量天然气摩尔质量 组分组分组分组分i i i i摩尔质量摩尔质量摩尔质量摩尔质量组分组分组分组分i i i i摩尔分数摩尔分数摩尔分数摩尔分数第5页1.3 油藏流体物理性质理想气体状态方程理想气体状态方程 1.1.天然气状态方程天然气状态方程 P-P-气体压力，气体压力，Pa;Pa;V-V-在压力在压力P P下气体体积，下气体体积，m;m;T-T-绝对温度，绝对温度，K;K;n-n-气体摩尔数气体摩尔数;R-R-通用气体常数，通常为通用气体常数，通常为8.314J/8.314J/（molKmolK）第6页1.3 油藏流体物理性质实际气体状态方程实际气体状态方程 2.2.天然气压缩因子天然气压缩因子 一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有体积与一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有体积与在相同条件下理想气体占有体积之比。在相同条件下理想气体占有体积之比。Z1Z1实际气体较理想气体难压缩实际气体较理想气体难压缩Z=1Z=1实际气体成为理想气体实际气体成为理想气体Z1Z1实际气体较理想气体易压缩实际气体较理想气体易压缩第7页1.3 油藏流体物理性质3.3.粘度：粘度：表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小参数表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小参数低压下低压下1.1.气体粘度随温气体粘度随温度增加而增加；度增加而增加；2.2.气体粘度随气体气体粘度随气体分子摩尔质量增大分子摩尔质量增大而减小；而减小；3.3.低压范围内，气体低压范围内，气体粘度几乎与压力粘度几乎与压力无关无关第8页1.3 油藏流体物理性质在高压下，气体密度变大，气体分子间相互作用力起主在高压下，气体密度变大，气体分子间相互作用力起主要作用，气体层间产生单位速度梯度所需层面剪切应力要作用，气体层间产生单位速度梯度所需层面剪切应力很大很大 高压下高压下 气体粘度随压力增加而增加；气体粘度随压力增加而增加；气体粘度随温度增加而减小；气体粘度随温度增加而减小；气体粘度随气体分子量增加而增加。气体粘度随气体分子量增加而增加。高压下，气体粘度含有类似于液体粘度特点。高压下，气体粘度含有类似于液体粘度特点。第9页-压力为压力为压力为压力为p p p p时单位体积液体中溶解气体量时单位体积液体中溶解气体量时单位体积液体中溶解气体量时单位体积液体中溶解气体量1.3 油藏流体物理性质单组分气体在液体中溶解服从单组分气体在液体中溶解服从亨利定律亨利定律：即温度一定时，：即温度一定时，溶解度和压力成正比溶解度和压力成正比 4.4.天然气溶解天然气溶解-溶解时气体压力溶解时气体压力溶解时气体压力溶解时气体压力-溶解系数，即在一定温度下每增加单位压力溶解系数，即在一定温度下每增加单位压力溶解系数，即在一定温度下每增加单位压力溶解系数，即在一定温度下每增加单位压力时，单位体积液体中溶解气体量时，单位体积液体中溶解气体量时，单位体积液体中溶解气体量时，单位体积液体中溶解气体量外界压力、温度、成份、接触方式、外界压力、温度、成份、接触方式、外界压力、温度、成份、接触方式、外界压力、温度、成份、接触方式、时间等对其都有影响时间等对其都有影响时间等对其都有影响时间等对其都有影响第10页1.3 油藏流体物理性质当油层压力降至泡点压力下，就会有天然气从原油中分当油层压力降至泡点压力下，就会有天然气从原油中分离出来离出来脱气脱气 5.5.天然气分离天然气分离接触分离接触分离接触分离接触分离 微分分离（屡次脱气）微分分离（屡次脱气）微分分离（屡次脱气）微分分离（屡次脱气）一次或几次将系统压力降到指定脱气压力，但油气分离一次或几次将系统压力降到指定脱气压力，但油气分离过程中分离出来气一直与油保持接触，组成不变过程中分离出来气一直与油保持接触，组成不变 屡次将压力降到指定压力下，每一次降压后，气体都从屡次将压力降到指定压力下，每一次降压后，气体都从容器中排出，气液分开容器中排出，气液分开 第11页1.3 油藏流体物理性质1.1.溶解气油比溶解气油比：每立方米地面原油在地下所溶解天然气：每立方米地面原油在地下所溶解天然气在标准情况下立方米数在标准情况下立方米数 二、地层油高压物性二、地层油高压物性 -地层油在地面脱出气量（标准状态）地层油在地面脱出气量（标准状态）mm-地面脱气原油体积，地面脱气原油体积，mm原始溶解气油比原始溶解气油比第12页1.3 油藏流体物理性质溶解气油比溶解气油比油藏原始压力下溶解气油油藏原始压力下溶解气油油藏原始压力下溶解气油油藏原始压力下溶解气油比与泡点压力下溶解气油比与泡点压力下溶解气油比与泡点压力下溶解气油比与泡点压力下溶解气油比相等。比相等。比相等。比相等。当压力降低至泡点压力，当压力降低至泡点压力，当压力降低至泡点压力，当压力降低至泡点压力，伴随压力降低，溶解气油伴随压力降低，溶解气油伴随压力降低，溶解气油伴随压力降低，溶解气油比减小比减小比减小比减小油藏条件下，温度升高，溶解气油比降低油藏条件下，温度升高，溶解气油比降低油藏条件下，温度升高，溶解气油比降低油藏条件下，温度升高，溶解气油比降低第13页1.3 油藏流体物理性质地层油体积系数地层油体积系数原油在地下体积与在地面脱气后体积之比原油在地下体积与在地面脱气后体积之比原油在地下体积与在地面脱气后体积之比原油在地下体积与在地面脱气后体积之比-原油在地下体积原油在地下体积-原油在标准情况下脱气后体积原油在标准情况下脱气后体积普通大于普通大于普通大于普通大于1 1 1 1第14页1.3 油藏流体物理性质两相体积系数：两相体积系数：油藏压力低于饱和压力时，在给定油藏压力低于饱和压力时，在给定压力下地层油和其释放出气体总体积与原油在地面压力下地层油和其释放出气体总体积与原油在地面脱气后体积之比脱气后体积之比第15页1.3 油藏流体物理性质地层油体积系数地层油体积系数0 5 10 15 Pb 20 250 5 10 15 Pb 20 25 1.41.41.31.31.21.21.11.11.01.0压力压力P,MPaP,MPa地层油体积系数地层油体积系数BoBo当压力大于泡点压力，体当压力大于泡点压力，体当压力大于泡点压力，体当压力大于泡点压力，体积系数随压力增加而减小积系数随压力增加而减小积系数随压力增加而减小积系数随压力增加而减小当压力小于泡点压力，体当压力小于泡点压力，体当压力小于泡点压力，体当压力小于泡点压力，体积系数随压力增加而增加积系数随压力增加而增加积系数随压力增加而增加积系数随压力增加而增加当压力等于泡点压力，体当压力等于泡点压力，体当压力等于泡点压力，体当压力等于泡点压力，体积系数到达最大值积系数到达最大值积系数到达最大值积系数到达最大值第16页1.3 油藏流体物理性质地层油压缩系数：地层油压缩系数：压力改变单位值时，单位体积地压力改变单位值时，单位体积地层油体积改变量层油体积改变量-原油等温压缩系数，原油等温压缩系数，MPa-1MPa-1-原油泡点压力，地层压力，原油泡点压力，地层压力，MPaMPa-泡点压力和地层压力下地层油体积，泡点压力和地层压力下地层油体积，mm第17页1.3 油藏流体物理性质地层油粘度：地层油粘度：当速度梯度为当速度梯度为1 1时单位面积上流体内摩擦力，时单位面积上流体内摩擦力，单位：单位：mPa.smPa.so o o o P P P P、T T T T 关系关系关系关系地层油粘度随温度增加地层油粘度随温度增加而降低而降低当压力高于泡点压力，当压力高于泡点压力，随压力增加，粘度增加随压力增加，粘度增加当压力低于泡点压力，当压力低于泡点压力，随压力增加，粘度急剧随压力增加，粘度急剧减小减小第18页1.3 油藏流体物理性质三、地层水高压物性三、地层水高压物性地层水包含：油藏边部和底部边水和底水，另外还包含地层水包含：油藏边部和底部边水和底水，另外还包含层间水及束缚水层间水及束缚水地层水长久与岩石和地层油接触，地层水中含有大量无地层水长久与岩石和地层油接触，地层水中含有大量无机盐，含盐浓度用机盐，含盐浓度用矿化度矿化度表示，表示，mg/Lmg/L，主要为，主要为NaHCO3 NaHCO3 和和CaCl2CaCl2两种水型。两种水型地层水地层水溶解盐类溶解盐类是影响地层水高压物性是影响地层水高压物性根本原因根本原因第19页分类分类：石油工业通常采取石油工业通常采取苏林分类法将苏林分类法将水分为水分为CaClCaCl2 2、MgClMgCl2 2、NaHCONaHCO3 3和和NaNa2 2SOSO4 4四种类型；四种类型；地层水主要为地层水主要为NaHCONaHCO3 3和和CaClCaCl2 2两种类型，而我们两种类型，而我们地面水主要为地面水主要为NaNa2 2SOSO4 4型。型。地层水高压物性对于压力、温度、溶解气等含有地层水高压物性对于压力、温度、溶解气等含有一定稳定性。一定稳定性。1.3 油藏流体物理性质第20页1.3 油藏流体物理性质 体积系数（体积系数（B BW W）指地层水在地层条件下体积与其在地面条件下体积之比。地指地层水在地层条件下体积与其在地面条件下体积之比。地层水体积系数改变比较小，普通在层水体积系数改变比较小，普通在1.011.011.021.02之间。之间。地层水硬度地层水硬度地层水硬度是指地层水中所含地层水硬度是指地层水中所含CaCa2+2+、MgMg2+2+量。通常以量。通常以1L1L地层水中含地层水中含10mg10mgCaOCaO或或7.2mg7.2mgMgOMgO为一度。为一度。第21页1.3 油藏流体物理性质 压缩系数（压缩系数（C Cw w）等温条件下单位体积地层水随压力改变率。等温条件下单位体积地层水随压力改变率。粘度（粘度（）地层水粘度：指地层水流动时内摩擦阻力大小，单位：地层水粘度：指地层水流动时内摩擦阻力大小，单位：mPa.smPa.s。第22页小结二、地层原油高压物性二、地层原油高压物性二、地层原油高压物性二、地层原油高压物性一、天然气高压物性一、天然气高压物性一、天然气高压物性一、天然气高压物性1 1 1 1、压缩因子（、压缩因子（、压缩因子（、压缩因子（Z Z Z Z）2 2、体积系数（、体积系数（BgBg）3 3、天然气压缩系数（、天然气压缩系数（CgCg）4 4、粘度（、粘度（）1.1.地层水矿化度地层水矿化度三、地层水高压物性三、地层水高压物性三、地层水高压物性三、地层水高压物性2 2、体积系数（、体积系数（B Bo o）3 3、压缩系数（、压缩系数（C Co o）4 4、粘度（、粘度（）1 1、溶解气油比（、溶解气油比（RsRs）2 2、体积系数（、体积系数（B Bw w）3 3、压缩系数（、压缩系数（C Cw w）4 4、粘度（、粘度（）第23页