油层物理学
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1、泡点是指温度(或压力)一定时,开始从液相中分离出第一批气泡时的压力(或温度)。
2、油气分离:当油气压力降低到油藏饱和压力时,油气体系就出现气液两相。
天然气从石油中分离的方式通常有接触分离、多级分力、微分分离。
接触分离(又称闪蒸分离、一次脱气)是指使油藏烃类体系从油藏状态瞬时变到某一特定温度、压力,引起油气分离并迅速达到相平衡的过程。
多级分力(又称多级脱气)是指在脱气过程中分几次降低压力,最后达到指定的压力的脱气方法。
5微分分离(又称微分脱气)在微分分离过程中随着气体的分离,不断地将气体放掉,即脱气是在系统组成不断变化的条件下进行的。
微分分离的级数远大于多级分离的级数。
3、压缩因子:物理意义为在给定温度和压力条件下,实际气体所占有的体积与理想气体所占有的体积之比,反映了相对理想气体,实际气体压缩的难易程度。
4、底层油体积系数:(又称原油地下体积系数)是指原有在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比。
5、等温压缩系数:是指在等温条件下单位体积地层油体积随压力的变化率,表示地层油的弹性大小。
6、相对渗透率:是指岩石空隙中饱和多相流体时,岩石对每一相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。
7、平衡常数:是指在一定压力和温度条件下,气液两相处于平衡时,体系中某组分的气相和液相中的分配比例,也称平衡比。
8、两相体积系数:是指油藏压力低于泡点压力时,在给定压力下地层油和其释放出气体的总体积与它在地面脱气后的体积之比。
9、残余油饱和度:残余油是指被工作剂趋洗过的地层中被滞留或闭锁在岩石空隙中的油。
储层岩石孔隙中残余油的体积与孔隙体积的比值称为残余油饱和度。
10、一次采油,是指依靠天然能量开采原油的方法。
天然能量驱有:弹性驱(主要驱油能量为含油区岩石及液体的弹性能)、天然水驱(主要驱油能量为露头水柱压力)、气驱(主要驱油能量为气顶的膨胀能)、溶解气驱(主要驱油能量为溶解气的膨胀能)和重力驱(原油自身重力)11、二次采油,是指用注水的方法弥补采油的亏空体积,补充地层能量进行采油的方法。
油层物理学1、泡点是指温度(或压力)一定时,开始从液相中分离出第一批气泡时的压力(或温度)。
2、油气分离:当油气压力降低到油藏饱和压力时,油气体系就出现气液两相。
天然气从石油中分离的方式通常有接触分离、多级分力、微分分离。
接触分离(又称闪蒸分离、一次脱气)是指使油藏烃类体系从油藏状态瞬时变到某一特定温度、压力,引起油气分离并迅速达到相平衡的过程。
多级分力(又称多级脱气)是指在脱气过程中分几次降低压力,最后达到指定的压力的脱气方法。
5微分分离(又称微分脱气)在微分分离过程中随着气体的分离,不断地将气体放掉,即脱气是在系统组成不断变化的条件下进行的。
微分分离的级数远大于多级分离的级数。
3、压缩因子:物理意义为在给定温度和压力条件下,实际气体所占有的体积与理想气体所占有的体积之比,反映了相对理想气体,实际气体压缩的难易程度。
4、底层油体积系数:(又称原油地下体积系数)是指原有在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比。
5、等温压缩系数:是指在等温条件下单位体积地层油体积随压力的变化率,表示地层油的弹性大小。
6、相对渗透率:是指岩石空隙中饱和多相流体时,岩石对每一相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。
7、平衡常数:是指在一定压力和温度条件下,气液两相处于平衡时,体系中某组分的气相和液相中的分配比例,也称平衡比。
8、两相体积系数:是指油藏压力低于泡点压力时,在给定压力下地层油和其释放出气体的总体积与它在地面脱气后的体积之比。
9、残余油饱和度:残余油是指被工作剂趋洗过的地层中被滞留或闭锁在岩石空隙中的油。
储层岩石孔隙中残余油的体积与孔隙体积的比值称为残余油饱和度。
10、一次采油,是指依靠天然能量开采原油的方法。
天然能量驱有:弹性驱(主要驱油能量为含油区岩石及液体的弹性能)、天然水驱(主要驱油能量为露头水柱压力)、气驱(主要驱油能量为气顶的膨胀能)、溶解气驱(主要驱油能量为溶解气的膨胀能)和重力驱(原油自身重力)11、二次采油,是指用注水的方法弥补采油的亏空体积,补充地层能量进行采油的方法。
油层物理学
油层物理学是一门研究地球内油气勘探开发的专业科学,是油气勘探前期重要科学基础,具有技术指导作用。
油层物理学侧重于研究地球深层物理现象以及影响油气勘探开发的构造岩性、地层、地层变形、岩石物理性质等自然因素,注重考虑构造活动的影响,在物理、化学、地质等科学知识的基础上阐述作用规律,以及油藏建立等等,是油气勘探开发科学的很重要的一种技术和技术理论相结合的独特科学。
从事油层物理学研究的人们,要掌握地球构造、地层类型及性质、岩石圈变形运动等构造相关的变形地质地球物理理论,对构造活动的影响进行正确认识与估计;要掌握岩石物理学与化学学的一些基本理论,研究油气的意外现象、油气的流动性特征及控制因素、油层失效破裂等油层物理学现象;要掌握地球电磁学、地热学等技术,运用地球物理方法研究油藏类型、油气主控等方面的知识;还要掌握地质调查技术与钻探技术等等方面的工作,可以在实际油气勘探开发中灵活运用。
为提高实际油气勘探开发的效益,还需要结合现代计算机、大数据等技术,按照定性和定量的方法,学习和研究不容忽视的油层物理学的力学特征上的影响,研究资源有限的油层物理学研究方法,更好的帮助人们解决产油难题。
(完整版)油层物理油层物理第⼀章()⼀、掌握下述基本概念及基本定律1. 粒度组成:构成砂岩的各种⼤⼩不同颗粒的重量占岩⽯总重量的百分数。
2. 不均匀系数:累积分布曲线上累积质量60%所对应的颗粒直径d60 与累积质量10%所对应的颗粒直径d10。
3. 分选系数:⽤累积质量20%、50%、75%三个特征点将累积曲线划分为4 段,分选系数S=(d75/d 25)^(1/2)4. 岩⽯的⽐⾯(S、S p、S s):S:单位外表体积岩⽯内孔隙总内表⾯积。
Ss:单位外表体积岩⽯内颗粒⾻架体积。
Sp:单位外表体积岩⽯内孔隙体积。
5. 岩⽯孔隙度(φa、φe、φf):φa:岩⽯总孔隙体积与岩⽯总体积之⽐。
φe:岩⽯中烃类体积与岩⽯总体积之⽐。
φf:在含油岩中,流体能在其内流动的空隙体积与岩⽯总体积之⽐。
6. 储层岩⽯的压缩系数:油层压⼒每降低单位压⼒,单位体积岩⽯中孔隙体积的缩⼩值。
7. 地层综合弹性压缩系数:地层压⼒每降低单位压降时,单位体积岩⽯中孔隙及液体总的体积变化。
8. 储层岩⽯的饱和度(S0、S w、S g):S0:岩⽯孔隙体积中油所占体积百分数。
S g;孔隙体积中⽓所占体积百分数。
S w:孔隙体积中⽔所占体积百分数9.原始含油、含⽔饱和度(束缚⽔饱和度)S pi、S wi :s p i :在油藏储层岩⽯微观孔隙空间中原始含油、⽓、⽔体积与对应岩⽯孔隙体积的⽐值。
S wi: 油层过渡带上部产纯油或纯⽓部分岩⽯孔隙中的⽔饱和度。
10. 残余油饱和度:经过注⽔后还会在地层孔隙中存在的尚未驱尽的原油在岩⽯孔隙中所占的体积百分数。
11. 岩⽯的绝对渗透率:在压⼒作⽤下,岩⽯允许流体通过的能⼒。
12. ⽓体滑脱效应:⽓体在岩⽯孔道壁处不产⽣吸附薄层,且相邻层的⽓体分⼦存在动量交换,导致⽓体分⼦的流速在孔道中⼼和孔道壁处⽆明显差别13. 克⽒渗透率:经滑脱效应校正后获得的岩样渗透率。
14. 达西定律:描述饱和多孔介质中⽔的渗流速度与⽔⼒坡降之间的线性关系的规律。
油层物理学:是研究油气层物理和物理化学现象的学科,主要内容包括:(1)油气藏中流体的物理性质(包括油气水的高压物理性质及油气相态变化规律);(2)储油(气)岩石的物理性质(包括孔隙度、渗透性、饱和度、储层敏感性等);(3)饱和多相流体的油气层物理性质及多相渗流机理
石油中的烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三种饱和烃构成。
C1~C4为气态,他们是构成天然气的主要成分。
石油中主要含有碳、氢元素,也含有硫、氮、氧以及一些微量元素。
石油可以分为两大类,即烃类和非烃类。
在石油中带有直链或支链,但没有任何环状结构的饱和烃称之为烷烃。
烷烃包括正构烷烃和异构烷烃。
环烷烃是环状的饱和烃,其性质也比较稳定,是石油主要的组成之一。
胶质是指原油中分子量较大,含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物,通常呈半固态分散状溶于原油中。
原油的物理性质:
颜色:一般呈棕褐色、黑褐色、黑绿色,也有黄色、棕黄色和浅红色石油,胶质、沥青质含量高则原油颜色变深
相对密度:1amt、20℃时原油与1amt、4℃纯水的密度之比。
用d420表示
凝固点:原油冷却过程中由流动态到失去流动性的临界温度点
粘度:是粘性流体流动时内部摩擦而引起的阻力大小的量度
闪点。
荧光性。
旋光性。
导电率
天然气是以甲烷为主的烷烃,含有非烃气体:二氧化碳、氮气、硫化氢、水汽,偶尔含有稀有气体。
第一章1、 储层流体是指储存于油(气)藏中的石油、天然气和地层水。
2、在石油中带有直链或支链,但没有任何环结构的饱和烃,称之为烷烃(或链烃)。
在石油中大量存在的却只有含五碳环的环戊烷系和六碳环的环己烷系。
3、 含蜡量:含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。
4、 胶质含量:胶质是指原油中分子量较大(约300~1000)的、含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物,通常呈半固态分散状溶解于原油中。
5、 沥青质含量:沥青质是一种高分子量(1000以上)、具有多环结构的、呈黑色固态的烃类化合物。
6、 含硫量:指原油中所含硫(硫化物或单质硫)的百分数。
第二章 天然气的高压物理性质按照矿藏特点,天然气可分为伴生气和非伴生气按天然气的组成分类,可分为干气和湿气或贫气和富气干气(dry gas ):井口流出物中,C 5以上重烃液体含量低于13.5cm 3/(标)m 3的天然气。
湿气(wet gas ) :井口流出物中,C 5以上重烃液体含量超过13.5cm 3/(标)m 3的天然气。
贫气(Lean gas):井口流出物中,C 3以上烃类液体含量低于94cm 3/(标)m 3的天然气。
富气(Rich gas):井口流出物中,C 3以上重烃液体含量超过94cm 3/(标)m 3的天然气。
按天然气中H 2S 和CO 2等酸性气体含量:分为酸性天然气和洁气等。
所谓视分子量是在0℃、760mmHg 下,体积为22.4L 的天然气所具有的质量。
天然气相对密度定义为:在标准状况下(293K 、0.101MPa ),天然气的密度与干空气密度之比。
相对密度是一无因次量,常用符号γg 表示,即:因为干空气的分子量为28.96≈29,故:γg =M /29理想气体是指气体分子无体积、气体分子之间无相互作用力的这样一种假想气体。
理想气体状态方程为:压缩因子物理意义为:给定压力和温度下,一定量真实气体所占的体积与相同温度、压力下等量理想气体所占有的体积之比。
油层:能储集油气、并能让油气在其中流动的多孔介质。
油藏:深埋在地下的油气聚集的场所。
油田:一个地区地下所有的油藏构成油田。
露点:温度一定,压力增加,开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。
泡点:温度一定,压力降低,开始从液相中分离出第一批气泡的压力。
低收缩原油(常规重质油藏) :指在地下溶有的气量少,采到地面后体积收缩较小的原油。
高收缩原油(轻质油藏) :产出的液体数量明显的减少。
平衡常数:在一定的温度、压力下,油、气系统的气液两相达到平衡时,i 组分在气相、液相中的分配比 例(mol 浓度比) 。
质量组成 Wi:天然气中各组分的质量占气体总质量的百分数。
体积组成 Vi:相同 T、P 下,各组分的体积 Vi 占天然气总体积的百分数。
摩尔组成 yi:各组分的 mol 数 ni 与气体总的 mol 数的比例 在等温条件下,单位体积地层油体积随压力的变化率。
地层油体积随压力的变化率 地层油的等温压缩系数 Co:在等温条件下,单位体积地层油体积随压力的变化率。
在等温条件下,单位体积天然气气体的体积随压力的变化率。
天然气的等温压缩系数 Cg:在等温条件下,单位体积天然气气体的体积随压力的变化率。
一定质量天然气在地下的体积与其在地面标准状态 (20℃, 0.1MPa) 下的体积之比。
天然气的体积系数 Bg: 矿化度:表示地层水中含盐量的多少,mg/L。
粒度组成:指构成砂岩的各种大小不同的颗粒的含量.通常用质量百分数表示. 岩石的比面 S:单位体积(外表)岩石内所有孔隙的内表面积。
孔隙(pore) :指岩石固相骨架间的一切空隙。
孔隙的类型有:粒间孔隙、裂缝、溶洞。
有效孔隙:直径大于 0.0002mm,可以让流体通过的孔隙。
孔隙度的定义:岩石的孔隙体积与岩石外表体积之比。
绝对孔隙度:岩石总孔隙(有效+无效孔隙)与岩石外表体积之比。
有效孔隙度:有效孔隙体积与岩石外表体积之比。
油层物理知识点总结一、油气储层的物理性质1. 储层岩石的物理性质储层岩石的物理性质是指岩石在外部作用下表现出来的物理特征,主要包括孔隙度、渗透率、孔隙结构、孔隙连通性等。
储层岩石的物理性质直接影响着岩石的储集能力和渗流性能。
孔隙度是指储层岩石中孔隙空间所占的比例,其大小直接影响着岩石的储集能力。
渗透率是指流体在岩石中运移的能力,它受孔隙度、孔隙连通性和岩石孔隙结构的影响。
孔隙结构是指储层岩石中孔隙的形态和大小分布特征,它直接影响着岩石对流体的储集和运移能力。
孔隙连通性是指储层岩石孔隙之间的互相连接程度,对于流体的渗流性能具有重要影响。
2. 储层流体的物理性质储层流体的物理性质包括油气的密度、粘度、饱和度、渗透率等。
油气的密度是指油气的质量与体积的比值,它直接影响着油气在地下的运移和驱替过程。
粘度是指液体的内摩擦力,它直接影响着油气在储层中的流动能力。
饱和度是指储层岩石中的孔隙空间中含有流体的比例,它直接影响着储层中的流体储集能力。
渗透率是指储层流体在岩石孔隙中渗流的能力,它受孔隙度、孔隙连通性和流体的物理性质的影响。
3. 储层的物理模型储层的物理模型是指将储层岩石和流体的物理性质用数学模型来描述,以便进行评价和预测储层的性质和行为。
常见的储层物理模型包括孔隙模型、细观模型、孔隙介质模型等。
这些模型可以帮助地质学家和工程师更好地理解和分析储层的物理性质,为油气田的勘探和开发提供科学依据。
二、油层物理测井技术1. 测井装备和工具油层物理测井是研究储层的物理性质和流体性质的一种技术,主要通过在井孔中使用测井装备和工具来获取储层的物理数据。
常见的测井装备和工具包括γ射线测井仪、自感应测井仪、声波测井仪、电阻率测井仪等。
这些测井装备和工具可以在井孔中获取储层的物理数据,并通过数据处理和解释来分析和评价储层的性质。
2. 测井曲线及解释测井曲线是指通过测井仪器在井孔中获取的物理数据所绘制出来的曲线,主要包括γ射线曲线、自感应曲线、声波曲线、电阻率曲线等。
摘要油层物理是研究储层岩石、岩石中的流体(油、气、水)以及流体在岩石中渗流机理的一门学科。
它表述的是油层的物理性质,储层的岩石骨架和储存于岩石骨架孔隙中的流体。
钻探一口油井,取心测得的孔隙度、渗透率等物性参数,反映的是这口井及井筒周围的油层物性参数,即所谓的“一孔之见”,从平面上看,如果这口井位于湖相水道砂微相中间,它的孔隙度、渗透率偏高,用此计算的储量偏大,因为向水道砂微相两侧的孔、渗参数肯定要小;如位于水道间的薄砂层中,那计算的储量可能偏小,要想真正控制就得还油层以本来面目。
早期资料较少是难以达到的,而随井网的不断完善,获取的动、静态信息的不断增加,新技术、新方法不断出现,就能还油层以真面目。
精细油藏描述是指油田投入开发后,随着开采程度的加深和动、静态资料增加,所进行的精细地质特征研究和剩余油分布描述,并不断完善储层预测的地质模型,称为精细油藏描述。
可以细分为开发初期、开发中期和开发后期精细油藏描述。
不同时期的精细油藏描述因资料占有程度不同而描述的精度不同。
而目前在开发后期(指综合含水>85%可采储量采出程度在75%以上)的精细油藏描述由于资料占有量相对较多,所以描述的精度要高,加上相关新技术、新方法的应用,才能达到精细描述的程度。
油层物理学科在提高采收率的研究的过程中,对油层的非均质性、流体粘度及流度比和油藏润湿性等对采收率的影响进行了研目录一、引言 ---------------(1)二、精细油藏描述实例 ----------------(2)1.概况 ---------------(2)2.精细油藏描述对策及思路 ---------------(3)3.精细构造研究 ---------------(4)4.测井多井评价 ---------------(6)5.沉积微相及砂体展布规律 --------------(10)6.储层非均质性 --------------(14)7.储层流动单元研究 --------------(20)8.三维建模及油藏工程评价 --------------(23)三、结论及认识 --------------(24)四、结束语 --------------(25)油层物理与精细油藏描述――结合板桥油田板北板一油组实例分析一、引言油层物理表述的是油层的物理性质,储层的岩石骨架和储存于岩石骨架孔隙中的流体。
第一章油气藏流体得化学组成与性质储层流体:储存于油(气)藏中得石油、天然气与地层水。
石油中得烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃与芳香烃三种饱与烃类构成,原油中一般未发现非饱与烃类。
烷烃又称石蜡族烃,化学通式Cn H2n+2,在常温常压(20℃,0、1MPa)下,C1~C4为气态,它们就是天然气得主要成分;C5~C16就是液态,它们就是石油得主要成分;C17以上得烷烃为固态,即所谓石蜡。
烷烃:带有直链或支链,但没有任何环结构得饱与烃。
石油得化学组成石油中主要含碳、氢元素,也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素,一般碳、氢元素含量为95%~99%,硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。
石油中得化合物可分为烃类化合物与非烃类化合物;烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃;非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧得胶质与沥青质。
含蜡量:指在常温常压条件下原油中所含石蜡与地蜡得百分比。
胶质:指原油中分子量较大(约300~1000),含有氧、氮、硫等元素得多环芳香烃化合物,通常呈半固态分散状溶解于原油中。
胶质含量:原油中所含胶质得质量分数。
沥青质含量:原油中所含沥青质得质量分数。
含硫量:原油中所含硫(硫化物或硫单质)得百分数。
原油得物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。
原油颜色得不同,主要与原油中轻、重组分及胶质与沥青质含量有关,胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。
凝固点与原油中得含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关,轻质组分含量高,则凝固点低;重质组分含量高,尤其就是石蜡含量高,则凝固点高。
原油得密度:单位体积原油得质量。
原油得相对密度:原油得密度(ρo )与某一温度与压力下得水得密度(ρw)之比。
我国与前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水得密度之比,欧美国家则以1atm、60℉(15、6℃)时得原油与纯水得密度之比,γo欧美国家还使用API度凝固点:原油冷却过程中由流动态到失去流动性得临界温度点。
第一章油气藏流体的化学组成与性质储层流体:储存于油(气)藏中的石油、天然气和地层水。
石油中的烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃三种饱和烃类构成,原油中一般未发现非饱和烃类。
烷烃又称石蜡族烃,化学通式C n H2n+2,在常温常压(20℃,0.1MPa)下,C1~C4为气态,它们是天然气的主要成分;C5~C16是液态,它们是石油的主要成分;C17以上的烷烃为固态,即所谓石蜡。
烷烃:带有直链或支链,但没有任何环结构的饱和烃。
石油的化学组成石油中主要含碳、氢元素,也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素,一般碳、氢元素含量为95%~99%,硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。
石油中的化合物可分为烃类化合物和非烃类化合物;烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃;非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧的胶质和沥青质。
含蜡量:指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。
胶质:指原油中分子量较大(约300~1000),含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物,通常呈半固态分散状溶解于原油中。
胶质含量:原油中所含胶质的质量分数。
沥青质含量:原油中所含沥青质的质量分数。
含硫量:原油中所含硫(硫化物或硫单质)的百分数。
原油的物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。
原油颜色的不同,主要与原油中轻、重组分及胶质和沥青质含量有关,胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。
凝固点与原油中的含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关,轻质组分含量高,则凝固点低;重质组分含量高,尤其是石蜡含量高,则凝固点高。
原油的密度:单位体积原油的质量。
原油的相对密度:原油的密度(ρo)与某一温度和压力下的水的密度(ρw)之比。
我国和前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水的密度之比,欧美国家则以1atm、60℉(15.6℃)时的原油与纯水的密度之比,γo欧美国家还使用API度凝固点:原油冷却过程中由流动态到失去流动性的临界温度点。
粘度:流体中任意一点上单位面积的剪应力与速度梯度的比值,是粘性流体流动时内部摩擦而引起的阻力大小的量度,表明流体流动的难易程度。
μ—流体粘度,又称动力粘度或绝对粘度,Pa·s,1mPa·s =1cPF/A—单位面积上的剪应力或内摩擦阻力,N/m2或Padv/dy—速度梯度,s-1运动粘度:相同状态(p、T)下绝对粘度与密度之比。
单位:m2/s闪点(闪火点):指可燃液体的蒸气同空气的混合物在临近火焰时能短暂闪火时的温度。
荧光性:原油在紫外光照射下发出一种特殊光亮的特征。
旋光性:偏光通过原油时,偏光面对其原来的位置旋转一定角度的光学特性。
地面原油的分类(1)根据原油中硫的含量可分为:低硫原油、含硫原油、高硫原油(2)根据原油中胶质—沥青质的含量可分为:少胶原油、胶质原油、多胶原油(3)根据原油中的含蜡量可分为:少蜡原油、含蜡原油、高含蜡原油(4)按原油的关键组分可分为:凝析油、石蜡基原油、混合基原油、环烷基原油(5)根据地面脱气原油相对密度可分为:轻质油、中质油、重质油地层原油的分类按粘度分为:低粘油、中粘油、高粘油、稠油。
还有凝析油、挥发油、高凝油天然气的化学组成天然气是以甲烷为主的烷烃,甲烷含量可高达70%~98%,乙烷含量约为10%,仅含少量的丙烷、丁烷、戊烷等。
非烃类气体有二氧化碳、氮气、硫化氢(一般不超过5%~6%)、水汽,偶尔含稀有气体如氦(He)、氖(Ar)等,还含有毒的有机硫化物,如硫醇RSH、硫醚RSR等。
油气藏的分类及特点(根据流体特性)(1)气藏以甲烷为主,含少量乙烷、丙烷和丁烷。
(2)凝析气藏含有甲烷到辛烷(C8)的烃类,它们在地下原始条件是气态,随着流体压力下降,会凝析出液态烃。
液态烃(地面)相对密度0.72~0.80,颜色浅,称为凝析油。
(3)挥发性油藏(临界油气藏)特点是含有比C8重的烃类,构造上部接近于气,下部接近于油,但油气无明显分界面,原油具挥发性,相对密度0.7~0.8。
(4)油藏油藏流体以液态烃为主,油中都溶解有一定量天然气,地面相对密度0.8~0.94。
(5)重质油藏(稠油油藏)原油粘度高、相对密度大,地面脱气原油相对密度0.934~1.0,地层温度条件下脱气原油粘度为100~10000mPa·s。
地层水的特点(1)地层水在地层中长期与岩石和原油接触,常含有相当多的金属盐类,故称为盐水。
地层水含盐是它有别于地面水的最大特点,总矿化度高。
常见的阳离子为Na+、K+、Ca2+、Mg2+,偶尔含Ba2+、Fe2+、Sr2+、Li+;常见的阴离子为Cl-、SO42-、HCO3-及CO32-、NO3-、Br-、I-。
(2)地层水中还常存在多种微生物,其中最常见的是非常顽固的厌氧硫酸还原菌,它们助长了油井套管的腐蚀,在注水过程中导致地层堵塞。
(3)地层水中还溶解有某些微量有机物,如环烷酸、脂肪酸、胺酸、腐植酸和其他比较复杂的有机化合物,这些有机酸对注入水洗油能力有直接影响。
矿化度:水中矿物盐的总浓度,地层水的总矿化度表示水中正、负离子含量之总和。
离子毫克当量浓度:等于某离子的浓度除以该离子的当量。
硬度:地层水中钙、镁等二价阳离子含量的大小。
苏林分类法离子毫克当量溶度[Na++ K+]=23.00,[Mg2+]=12.15,[Cl-]=35.45,[SO42-]=48.03(1)硫酸钠(Na2SO4)水型:代表大陆冲刷环境条件下形成的水。
一般此水型是环境封闭性差的反映,该环境不利于油气聚集和保存。
地面水多为该水型。
(2)重碳酸钠(NaHCO3)水型:代表陆相沉积环境下形成的水型。
该水型在油田中分布很广,它的出现可作为含油良好的标志。
(3)氯化镁(MgCl2)水型:代表海相沉积环境下形成的水。
该水型一般存在于油、气田内部。
(4)氯化钙(CaCl2)水型:代表深层封闭构造环境下形成的水。
环境封闭性好,有利于油、气聚集和保存,是含油良好的标志。
水型分类的意义水型是以水中某种化合物的出现趋势而定名的。
苏林分类将地下水的化学成分与其所处的自然环境条件联系起来,用不同的水型来代表不同的地质环境,用以判断沉积环境。
第二章天然气的高压物理性质天然气:从地下采出的、在常温常压下呈气态的可燃与不可燃气体的统称,是以烃类为主并含少量非烃气体的混合物。
天然气的组成表示方法摩尔组成体积组成质量组成天然气的视分子量:在0℃、760mmHg下,体积为22.4L的天然气所具有的质量。
天然气的密度:单位体积天然气的质量。
天然气的相对密度:在石油行业标准状况下(293K、0.101MPa),天然气的密度与干空气密度之比。
干空气的分子量为28.96≈29,所以,一般天然气的相对密度0.55~0.8 理想气体:气体无分子体积、气体分子之间无相互作用力的假想气体。
R=8.314 J/(mol·K)压缩因子(偏差因子,偏差系数):一定压力和温度下,一定量真实气体所占的体积与相同温度、压力下等量理想气体所占有的体积之比。
由于真实气体分子本身具有体积,故较理想气体难于压缩;另一方面分子间的相互引力又使真实气体较理想气体易于压缩。
压缩因子Z的大小恰恰反映了这两个相反作用的综合效果:当Z=1时,真实气体则相当于理想气体;当Z>1时,表明真实气体较理想气体难以压缩;当Z<1时,表明真实气体较理想气体更易于压缩,体积比理想气体小。
对比状态原理:如果以临界状态作为描述气体状态的基准点,则在相同的对比压力p r、对比温度T r下,所有纯烃气体具有相同的压缩因子。
当两种气体处于相同对比状态时,气体的许多内涵性质如压缩因子Z、粘度μ也近似相同。
对比压力对比温度视对比压力视对比温度天然气的体积系数:一定量的天然气在油气层条件(某一p、T)下的体积V R与其在地面标准状态下(20℃,0.1MPa)所占体积V sc之比。
单位:m3/m3地面标准状况下,天然气近似理想气体,Z=1,则在油气藏条件下,天然气等温压缩率(弹性系数):在等温条件下,天然气随压力变化的体积变化率。
由(Z为p的函数),得代入得对理想气体,Z=1.0,所以,则低压时,压缩因子Z随压力的增加而减小,故为负,所以C g比理想气体的C g大;高压时,Z随p的增加而增大,故为正,所以C g比理想气体的C g小。
影响天然气粘度的因素及其特点气体的粘度取决于气体的组成、压力和温度。
在高压和低压下,其变化规律不同。
(1)在接近大气压时,气体的粘度几乎与压力无关。
烃类气体的粘度随分子量的增加而减小;随温度增加而增大。
(2)气体在高压下的粘度随压力的增加而增大,随温度的增加而减小,随分子量的增加而增大,即具有类似于液体粘度的特性。
在高压下,气体分子间的相互作用力成为主导作用,气体层间产生单位速度梯度所需的层面剪切应力大,因而粘度增加。
影响天然气含水量的因素及其特点(1)含水蒸气量随体系压力增加而降低;随温度增加而增加。
(2)与地层水中盐溶解度有关,随含盐量的增加,天然气含水量降低。
(3)天然气的相对密度越大,含水量越少。
绝对湿度:单位体积湿天然气所含水蒸气的质量。
相对湿度:在同样的温度下,绝对湿度与饱和绝对湿度之比。
天然气水合物:由水和低分子量烃或非烃组分所形成的结晶状笼形化合物,其中水分子借助氢键形成主体结晶网络,晶格中孔穴内充满轻烃或非烃气体分子。
石油工业中研究水合物的工程意义(1)水合物作为一种资源,可能储存在一定条件的地层中;(2)天然气开采过程中,井筒和气嘴后出现的水合物,对天然气流动有重要影响;(3)在地面上,气态的天然气可转化为水合物状态,从而实现高效的储运。
天然气水和物的形成条件除甲烷、氮和惰性气体以外的所有其他气体,都具有高于某一温度就不在形成水合物的临界温度。
形成气体水合物,必须具备一定的温度、压力,在低温、高压条件下易形成天然气水合物。
在地层条件下,大陆冻结层或海洋底部沉积岩层具有生成气体水合物的热力学条件。
第三章油气藏烃类的相态和汽液平衡体系:是人为划分出来、用于研究的对象,体系可以看作是由边界包围起来的空间。
边界可以是客观存在的固体表面,也可以是假设的概念界面。
边界可以是运动的,也可以是静止的。
相:体系中某一均质的部分。
组分:每一个相中可以含有多种成分,每一种成分称为一种组分。
拟组分:一般情况下每一种组分由一种分子组成,有时也可将性质相近、含量较少的若干化学成分人为合并为一种拟组分。
组成:体系中所含组分以及各组分在总体系中所占的比例。
泡点压力:温度一定时、压力降低过程中开始从液相中分离出第一批气泡时的压力。
露点压力:温度一定时、压力升高过程中从汽相中凝结出第一批液滴时的压力。