储层流体的物理性质共32页
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第三章储层流体的物理特性所谓储层流体,这里指的是储存于地下的石油、天然气和地层水。
其特点是处于地下的高压、高温下,特别是其中的石油溶解有大量的气体,从而使处于地下的油气藏流体的物理性质与其在地面的性质有着很大的差别。
例如,当储层流体从储层流至井底,再从井底流至地面的过程中,流体压力、温度都会不断降低,此时会引起一系列的变化—原油脱气、体积收缩、原油析蜡;气体体积膨胀、气体凝析出油;油田水析盐—即离析和相态转化过程,而这一系列变化过程对于油藏动态分析、油井管理、提高采收率等都有重要的影响。
又如,进行油田开发设计和数值模拟时,必须掌握有关地下流体的动、静态物理参数,如石油和天然气的体积系数、溶解系数、压缩系数、粘度等;在进行油气田科学预测方面,如在开采初期及开采过程中,油田有无气顶、气体是否会在地层中凝析等,都需要对油气的物理化学特性及相态变化有深刻的认识,才能作出判断。
因此可以毫不夸张地说,不了解石油、天然气和水的性质及其问的相互关系,不掌握它们的高压物性参数,那么,科学地进行油田开发、采油及油气藏数值模拟等便无从讲起。
第一节油气藏烃类的相态特征石油和天然气是多种烃类和非烃类所组成的混合物。
在实际油田开发过程中,常常可以发现:在同一油气藏构造的不同部位或不同油气藏构造上同一高度打井时,其产出物各不相同,有的只产纯气,有的则油气同产。
在油气藏条件下,有的烃是气相,而成为纯气藏;有的是单一液相的纯油藏;也有的油气两相共存,以带气顶的油藏形式出现。
在原油从地下到地面的采出过程中,还伴随有气体从原油中分离和溶解的相态转化等现象。
那么,油藏开采前烃类究竟处于什么相态,为什么会发生一系列相态的变化,其主要原因是什么?用什么方式来描述烃类的相态变化?按照内因是事物变化的根据,外因则是事物变化的条件,可以发现油藏烃类的化学组成是构成相态转化的内因,压力和温度的变化是产生相态转化的外部条件。
因此,我们从研究油藏烃类的化学组成人手,然后再进一步研究压力温度变化时对相态变化的影响。
第二章 储层流体物理性质2-1 地层天然气的物性气体为一种低粘度、低密度的均质流体,这种流体没有特定的体积,但可以扩散并完全充满所处的容器。
天然气是烃类和非烃类气体的混合物。
烃类通常是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和少量的己烷以及己烷以上的重质组分。
非烃类气体包括CO 2、H 2S 、N 2。
要解决气藏工程问题,就必须掌握气体的压力-体积-温度的PVT 之间的关系和气体的物理化学性质。
主要包括:(1) 表观相对分子量Ma ; (2) 相对密度rg ; (3) 压缩因子z ; (4) 密度ρg ; (5) 比容v ;(6) 等温气体压缩系数Cg ; (7) 天然气膨胀系数Eg ; (8) 体积系数Bg (9) 粘度ug 。
以上性质可以通过实验室测定,也可以通过广义数学公式来预测。
一、天然气的偏差系数(压缩因子)及密度 1、偏差系数(压缩因子)理想气体的状态方程:nRT PV = 天然气为实际气体:ZnRT PV =。
Z 为气体的偏差系数(压缩因子),它表示在某一温度和压力下,同一质量的真实气体与假设它在理想状态下的气体体积之比:idealactualV V Z =2、密度由RT M mZZnRT PV ==求得气体的密度:ZRTPM M m g ==ρ 3、表观相对分子量Ma这是天然气的主要性质,同时也是石油工程师感兴趣的性质。
气体混合物中y i 代表组分i 的摩尔分数,表观相对分子质量为:∑==ni i i a M y M 14、相对密度在标准温度Tsc(293K)和标准压力Psc (0.101MPa )条件下,气体密度与干燥空气密度之比,即:(在标准条件下,气体与空气都可以用理想气体表示)97.2897.28/a air air airg g M MM M RTPM RT PM====ρργ 5、比容单位质量气体所占的体积。
ga PM RT m V v ρ1===6、拟对比压力和拟对比温度求Z压力较低时,用理想气体方程处理真实气体是方便的且令人满意的。