第16讲储层流体的物理性质
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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。
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。
流体的物理性质流体是指物质在外力作用下可以流动并且没有固定形状的物质。
流体的物理性质涉及密度、压力、浮力、粘滞力等方面。
了解和掌握流体的物理性质对于科学研究和工程应用都具有重要的意义。
一、密度密度是指物质的质量与体积之比,常用符号为ρ。
在国际单位制中,密度的单位是千克每立方米(kg/m³)。
密度的大小与物质的分子结构和温度有关。
通常情况下,固体的密度比液体的密度大,液体的密度又比气体的密度大。
二、压力压力是指单位面积上的力的大小,常用符号为P。
压力的单位有帕斯卡(Pa)、毫巴(mbar)、标准大气压等。
根据帕斯卡定律,压力在液体或气体中的传播是均匀的。
在静止的液体中,压力随深度的增加而增加。
在流体中,压力差是产生流动的驱动力。
三、浮力浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的力,大小等于被物体排开的液体或气体的重量。
根据阿基米德原理,物体浸没在液体中会受到向上的浮力。
当物体的密度大于液体时,物体会下沉;当物体的密度小于液体时,物体会浮起。
四、粘滞力粘滞力是指流体在内部流动过程中,由于内部分子间的相互作用而产生的阻力。
粘滞力可以通过粘滞系数来描述,通常用符号η表示。
粘滞系数与流体的性质以及温度有关。
黏稠的流体具有较大的粘滞系数,而稀薄的流体具有较小的粘滞系数。
五、表面张力表面张力是指液体表面上分子由于相互作用而形成的一种表面弹力。
表面张力使得液体在接触线附近形成平衡状态,并且使液体表面呈现出一定的弹性。
表面张力可以通过表面张力系数来描述,通常用符号σ表示。
表面张力系数与液体的种类和温度有关。
六、流体的流动流体的流动分为层流和湍流两种形式。
层流是指当流体在管道或河道中流动时,流线是平行且相互不交叉的。
湍流是指当流体在管道或河道中流动时,流线是混乱的、交叉的并且存在涡流现象。
流体的流动受到物体形状、流速、粘滞力等因素的影响。
流体的物理性质在自然界和工程领域中都发挥着重要的作用。
例如,在气象学中,研究大气中流体的运动可以预测天气变化;在航空航天工程中,了解流体的物理性质可以优化飞机的设计和提高燃油效率;在药物传输和生物领域,掌握流体的物理性质可以帮助研究人员理解血液和细胞的运动机制。