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2.4 地层油的高压物性

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油层物理1-6 第六节 地层原油的高压物性

油层物理1-6 第六节 地层原油的高压物性
Rs
●当压力大于饱和压力以 后，溶解油气比与原始溶 解油气比相等，其值与压 力无关。
●当地层压力降至小于饱和
Pb
Pi
P
压力后，地层内原油便有气 体逸出，溶解于原油中的气 量减少，故溶解油气比减少。
● Rsi=Rb
典型地层油接触脱气溶解油气比曲线
4
三、地层油的体积系数
定义: 原油在地下的体积（地层油体积）与其在地面 脱气后的体积之比。 Bo=Vor/Vos
第六节 地层原油的高压物性
一、地层油的密度和相对密度
1.地层油的密度 地层油的密度是指单位体积地层油的质量，kg/m3。
o
1.我国和前苏联：
2.欧州国家(γo)：
• 水的API值是10
mo Vo
• 原油的相对密度（d20）：20℃时原油的密度与4℃时水的密度之比。 • 1atm、60oF（15.6oC）原油与纯水的密度之比。
1 Co Vf
Vf p 1 Vb Vf Vf p b p
1 ΔVf Vf Δp T
同除以地面脱气原油体积Vos：
1 Bob Bo Co Bo p b p
9
四、地层油的压缩系数
地层原油压缩系数的影响因素 溶解气油比（Rs）：地层溶解气油比大，压缩系数也大。 温度（P）：温度越高，石油越轻，密度越小，压缩系数 也越大。 压力（T）：在不同的压力区间，压缩系数不同。 不同压力区间的平均压缩系数
大岗M层西区44井
大庆油田P层 玉门油田L层
37.3
48.2 68.5
13.30
9.30 3.20
胜利油田营4井
70.1
1.88
13

地层原油的高压物性

地层原油的高压物性

§1 地层油的溶解气油比
溶解气油比——通常把地层油在地面进行一次脱气，将分 离出的气体标准体积（20℃，0.101MPa）体积与地面脱气后 原油体积的比值称为溶解气油比，其单位是m3/m3或m3/t。 一般通过实验室或地面分离器进行脱气后得到脱气后原油 体积Vos以及地面脱气气量Vg，则地层油溶解气油比为：
地层油相对密度的计算例题（秦积舜p68）
已知某井地面脱气原油的相对密度为0.876，溶解气油比为138（标） m3/m3，天然气的相对密度为0.75，泡点压力时原油体积系数为1.42，试计算 泡点压力下地层油的相对密度。
§4 油层石油体积系数
地层石油以饱和压力为界，分为单相石油体积系数和两相石油体积系数。
1、与溶解气量有关
表7-4
油田名称
某些油田的溶解气量和体积系数
油层温度 油层压力 饱和压力 溶解气量 体积系数 收缩率（%） （℃） （ata） (ata) (m3/m3) 赫列布诺夫卡（苏） 23 72 72 50.5 1.12 10.7 罗马什金（苏） 40 170 85 50.0 1.15 13.0 阿赫蒂尔卡（苏） 58 162 152 96.7 1.28 21.8 新季米特里耶夫劳动保护克（苏） 103 345 238 216.7 1.68 40.5 爱尔克-茜齐（美） 82 307 238 506.0 2.62 61.9 大庆萨尔图 45 70-120 64-110 45 1.09-1.15 8.3-13.0
饱和压力的影响因素
1、石油的重组分越多，密度越大，其饱和压力就越高；
2、饱和压力随温度升高而升高；
3、天然气的不同组分在同一石油中溶解时，饱和压力是 不同的。 饱和压力是油藏开发的基本参数，必须在第一探批井 中就认真取样分析。 在油田开发时，应注意保持地层压力高于饱和压力，

油层物理-储层流体的物理性质

油层物理-储层流体的物理性质

四、典型油气藏的相图
(108m3)
500 450 400 350 300 250
200 165.4
150 100
50 0
美国
432.44
5.65
加拿大
委内瑞拉
4
前苏联
13
中国
稠油资源（摘自第七届重油及沥青砂国际论文集）
四、典型油气藏的相图
(108m3)
3000
2814
2500
2000
1500
1211
p地,T地 p分,T分
特点：
地层条件点位于露点线外侧，储层 （地下）内不会有液烃产生，为气 体。
油气分离器条件点位于两相区内， 地层条件点和分离器条件点的连线 穿过两相区。
析出的液体油为浅色轻质油， <0.78），RS>26700m3/m3。
四、典型油气藏的相图
（3）凝析气藏
p地,T地
p分,T分
特点：
（b）平面相图
L p
C
V T
固定一个参变量， 改变其它两个参数， 即可得到 平面相图。
二、油藏烃类的相态表示方法
（c）三角相图 适用于温度、压力一定，而组成变化的情况。
C2~C6
2
60
30
60
30
1
3
C1
C
C7+
三、油藏烃类的相态特征 1.单组分体系的相态特征
压力（0.1MPa）
C
液体
F
蒸 汽
G
思考：油气藏开采过程穿过两相区时，地层中流体的相态变化
五、试说明油气藏相图的应用
1.判断油藏的类型； 2.选择合理的开发条件； 3.预测地层油的饱和压力； 4.提出提高原油采收率的方法。

第一章第5节地层油的高压物性

第一章第5节地层油的高压物性
4
2.地面油的相对密度 2.地面油的相对密度
20℃时的地面油密度与4℃时水密度之比。 20℃时的地面油密度与4℃时水密度之比。 时的地面油密度与4℃时水密度之比
ρo γo = 4 ρw
当压力高于饱和压力时： 当压力高于饱和压力时：
γ oi Boi = γ ob Bob
原始地层压力下的地层油相对密度； γoi—— 原始地层压力下的地层油相对密度； 泡点压力下地层油相对密度； γob—— 泡点压力下地层油相对密度； 原始地层压力下地层油体积系数； Boi—— 原始地层压力下地层油体积系数； 泡点压力下地层油体积系数。 Bob—— 泡点压力下地层油体积系数。
23
2. 地层水的体积系数
Bw =
温度： 温度： 随温度的增加而增加； 随温度的增加而增加； 压力： 压力： 随压力的增加而减小； 随压力的增加而减小； 溶解度： 溶解度： 溶解有天然气的水比纯 水的体积系数大些。 水的体积系数大些。 地层水体积系数受温度的影 响大于受压力及溶解气的影 响。
V wf V ws
5
三、地层油的体积系数
又称原油地下体积系数， 又称原油地下体积系数，是指原油在地下体积 (即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。 即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。
B
o
=
V V
of os
一般地 Bo>1
为何 Bo>1 ？
6
影响因素分析： 影响因素分析：
① 组成 轻烃组分所占比例↗ 轻烃组分所占比例↗，Bo ↗ Rs↗, Bo↗ T↗， T↗，Bo↗
中原W层 中原 层 临盘S 临盘 3层 渤海S 渤海 2层 胜坨S 胜坨 2层
96331 12152 2593 8712

2.4 地层油的高压物性

2.4 地层油的高压物性
第四节
地层原油的高压物性
Properties of Natural Gases in high pressure
教学目的：掌握地层原油的溶解油气比、体积系数、 压缩系数、粘度的定义,以及影响原油高压物性的各 种因素. 教学重点和难点：地层原油的溶解油气比、单相体积 系数、两相体积系数、压缩系数的计算及与压力的关 系. 教法说明：课堂讲授
2)地层油压缩系数的影响因素
地层油压缩系数的大小主要取决于油中溶解气量 的大小。 ① Rs↑→ Co↑ ② T↑→ Co↑ ③ 当P>Pb时, P↑→ Co↓
◆ ◆
地层油压缩系数范围是：（10～140）×10-4 MPa 地面脱气油压缩系数范围是：（4～7）×10-4 MPa
四、原油收缩率
地层油从地下至地面脱气后，其体积必然变 小。这种现象称为地层原油的收缩，收缩的程度 用原油收缩系数（率）来表示。 收缩系数：
P
★当P=Pb时, Bo最大
2．两相体积系数 1)定义：在饱和压力以下，某一压力时，地层原
油和释出气体的总体积（即两相体积）与地面脱气 油体积之比。
Bt=(Vof+Vgf)/Vos
原油两相体积系数与溶解油气比的关系:
Bt=Bo+(Rsi-Rs)Bg
2) 两相体积系数与压力的关系
Bo
★当P<Pb时, P↑→ Bt ↓
u
Boi
★当P=Pb时, Rs=Rsi,Bt=Bob
Pb
P
★当P=1大气压时, Rs→0,Bg=1, Bt=Bo+Rsi
三、地层油的压缩系数
1.定义：在等温条件下，单位体积地层油体积随压
力的变化率。 单位: 1/MPa
1 dV C0 V dP

第四节地层原油的高压物性

第四节地层原油的高压物性

第四节地层原油的高压物性第四节地层原油的高压物性（2学时）一、教学目的了解地层原油的化学组成和分类，熟练掌握原油各种高压物性参数的定义、计算方法以及影响因素。

二、教学重点、难点教学重点1、原油各种高压物性参数的定义、计算和影响因素2、饱和压力在分析原油高压物性参数中的作用教学难点1、原油两相体积系数的定义，两相体积系数与其它物性参数之间关系的理解2、原油高压物性参数的计算三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题：一、原油的化学组成二、地层原油的溶解油气比三、地层原油的体积系数四、地层原油的压缩系数五、地层原油的粘度（一）、原油的化学组成和分类1、原油的化学组成：原油要是石蜡族烷烃，环烷烃和芳香烃等不同烃类以及各种氧、硫、氮的化合物所组成的复杂混合物。

原油中的非烃类物质对原油的性质有着重大的影响。

原油的化学组成不同是导致原油性质不同和产生各种变化的内因，而压力、温度才是引起原油性质发生变化的外部条件。

2、原油的分类：（1）、根据原油中的含硫量：少硫原油：S＜0.5%以下含硫原油：S＞0.5%以上我国的原油多属于少硫原油（2）、根据原油中胶质—沥青质的含量：少胶原油：胶质、沥青＜8%胶质原油：胶质、沥青8～25%之间多质原油：胶质、沥青＞25%我国的原油多属于少胶原油或胶质原油（3）、按原油中的含蜡量分：少蜡原油：含蜡量＜1%含蜡原油：含蜡量1～2%高含蜡原油：含蜡量＞2%我国各油田生产的原油含蜡量相差很大，有的属于少蜡原油，但多数属于高含蜡原油（4）、按族组成分：烷烃原油烷—环烷族原油环烷—芳香族原油芳香族原油（二）、地层原油的溶解油气比（solution gas-oil ratio）1、定义定义一：在油藏温度和油藏压力条件下，地层油中所溶解的气量。

定义二：单位体积的地面原油在油藏条件下所溶解的气量，这种气体体积是指在标准状态下的体积。

定义三：地层油在一定温度和压力下进行脱气，脱气后计算为在该压力下单位体积地面油所溶解天然气的标准体积。

油藏物理第一章(地层油水的 性质)


(2)当地层压力降低到地面大气压时，油中溶解气全部脱出，Rs＝0；此时，
Bg＝1，Bo＝1，故得出Bt＝1+Rsi，此时Bt为最大值。 (3)由于Bo、Bg、Rs均为压力P的函数，Bt也是压力的函数， Bt-P关系曲线如
图4—3中虚线所示。
第四章 地层流体的高压物性

111
Petro-Physics
油层物理学
中国石油大学（北京）
四、地层原油的压缩系数
所谓原油压缩系数是指地层油体积随压力的变化的变化率。
在等温条件下原油的压缩系数：
1 V f 1 V f 1 Vb V f Co ( )T V f P V f P V f Pb P
1 Bob Bo Co Bo Pb P
Bt
V f ( Rsi Rs )Vos Bg Vos

Vf Vos
( Rsi Rs ) Bg Bo ( R si R s ) Bg
(1)当地层压力大于或等于饱和压力 (即 P≥Pb)时， Rs＝ Rsi ，使 Rsi—Rs＝ 0， 则Bt＝Bob，即两相体积系数等于单相油体积系数。
地层水是与石油天然气紧密接触的地层流体， 边水和底水常作为驱油的动力，而束缚水尽管不 流动，但它在油层微观孔隙中的分布特征直接影 响着油层含油饱和度。
了解地层水的性质和组成具有如下意义： （1）可以判断边水流向、判断断块的连通性， 分析油井出水原因； （2）研究注入水的配伍性、分析储层伤害原 因和程度（如结垢）； （3）为油田污水处理及排污设计的提供依据。 （4）根据油田水型判断沉积环境。
层油体积的换算。
（2）收缩率定义为 (V f Vos ) / V f ( Bo 1) / Bo 。从 反应了原油采至地面后体积的收缩

2.4 地层油的高压物性

34 R= = 38.55m3 / m3 0.882
2.溶解油气比与压力的关系 溶解油气比与压力的关系
Rs
●当压力大于饱和压力以后，溶 当压力大于饱和压力以后， 解油气比与原始溶解油气比相等， 解油气比与原始溶解油气比相等， 其值与压力无关。 其值与压力无关。
●当地层压力降至小于饱和压力
Pb
Pi P
二、地层油的溶解油气比（solution gas-oil ratio） 地层油的溶解油气比（ ）
1.定义：某一压力、温度下的地下含气原油， 某一压力、温度下的地下含气原油，
在地面进行一次脱气， 在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、温度下 的地层油溶解油气比。单位， 的地层油溶解油气比。单位，标米3/米3
2.地层油的相对密度: 2.地层油的相对密度: 地层油的相对密度 定义:地层条件下油的密度与 水的密度之比。 定义:地层条件下油的密度与4oC水的密度之比。 水的密度之比 水的密度为1g/cm 4oC水的密度为1g/cm3.
按石油行业标准,地面油相对密度定义为:20oC时 按石油行业标准,地面油相对密度定义为: 的地面油密度与4 时的水密度之比,用符号γ 的地面油密度与4oC时的水密度之比,用符号γo表 示
K+ + Na+ 的毫克当量=阴离子毫克当量数的和- 除钾、钠 的毫克当量=阴离子毫克当量数的和- 除钾、
以外的阳离子的毫克当量数的和。 以外的阳离子的毫克当量数的和。
三、地层水的高压物性
1.天然气在地层水中的溶解度 天然气在地层水中的溶解度
1)定义：在地层压力和温度条件下，单位体积地面水所溶解的 定义：在地层压力和温度条件下， 定义

油层物理杨胜来油层物理学4H

《油层物理学》
第四章
第四章储层流体的高压物理性质
高压物性
第一节、地层油的高压物性
第二节、地层水的高压物性
第三节、地层油、气高压物性参数的测定与计算第四节、流体高压物性参数应用示例－－油气藏物质平衡方程
第一节地层油的高压物性参数
一、地层油的密度和相对密度
二、地层原油的溶解气油比
三、地层原油的体积系数
四、地层原油的压缩系数
五、地层原油的粘度
六、原油凝固点
地层油＝地层原油＝活油＝含气油
——处于原始油藏温度和压力时。

——处于高温高压（某一温度和压力)时。

地下原油
一. 地层油的密度和相对密度
oi
o oi V m =ρ)T ,P (V m )T ,P (o o o =ρ)
T ,P (i i oi ορρ=)atm 1,C 15()
T ,P (w o o ρργ=)atm 1,C 15()atm 1,C 15()
T ,P (w i
o w i i o i o ρρρργ=
=
51015202530350.650.700.751270o C 84o C
地层油密度（g /c m ）
3地下原油由于溶解有大量的天然气，因而其密度与地面脱气原油密度相比通常要低。

地下原油密度随温度的增加而下降。

随压力的变化关系比较复杂，以饱和压力为界，当压力小于饱和压力时，由于随压力增加，溶解的天然气量增加，因而原油密度减小；当压力高于饱和压力时，天然气已全部溶解，随压力增加原油受压缩，因而原油密度增大。

第四章储层流体的高压物性


地面 Vgs s
Voi油藏原始条件下地层油体积 Vof ＝P时，地层油中分离出的
油的体积
Vgf ＝P≤Pb时, 从Voi中分离出的气体体积 Vgs为Vf体积地层油在地面分离出来气体体积 Vos为Vf体积地层油在地面脱气后体积
三、地层原油的体积系数 (2)Bt 的求取
Pi>Pb VPo>i Pb
Cw
1 Vw
Vw p
T
★Cw一般为3.7~5×10-4/MPa
Cw Co Cg
三、地层水的压缩系数
2. 影响Cw因素：
压力 P↑→Cw↓
温度 T<50℃, T Cw T>50℃, T Cw
天然气溶解度 Rw↑→Cw↑
矿化度 矿化度↑→Cw↓
三、地层水的压缩系数
3.Cw求取：图版法 查图版确定无溶解气时Cw； 查图版确定溶解气量Rw； 对Cw校正 根据溶解气量Rw查图版确定Cw的校正系数，对Cw校 正
原始溶解 气油比
三、地层原油的体积系数 1. 定义
原油在地下体积Vof与其在地面脱气后的体积Vos之比
Vof－地层油体积，m3
1 m3
Bo
V of V os
Vos－地面脱气油体积，(标)m3 Bo－地层油体积系数，(标)m3／m3
★Bo反映了地层油→地面后的体积变化幅度 在高压下，原油会受到压缩，但地层原油Bo＞1
本节重点 ➢ 地层油高压物性参数定义、影响因素及确定
方法 本节难点 ➢ 两相体积系数的定义及计算公式推导 ➢ 各高压物性参数的影响因素分析
二、地层油的密度和相对密度
1. 地层油密度
定义
地层油的密度是指单位体积地层油的质量
o
mo Vo
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第四节地层原油的高压物性Properties of Natural Gases in high pressure
教学目的：掌握地层原油的溶解油气比、体积系数、压缩系数、粘度的定义,以及影响原油高压物性的各种因素.
教学重点和难点：地层原油的溶解油气比、单相体积系数、两相体积系数、压缩系数的计算及与压力的关系.
教法说明：课堂讲授
教学内容
●地层油的密度和相对密度●地层油的溶解油气比
●地层油的体积系数
●地层油的压缩系数
●地层油的粘度
一.地层油的密度和相对密度
1.地层油的密度
①当P<P b 时,
P↑→ρO ↓;当P>P b 时, P↑→ ρO ↑
②T↑→ρO ↓定义:单位体积地层油的质量.
P ＜Pb 时，p 上升气体溶进原油使密度降低
原油被压缩
2.地层油的相对密度:
定义:地层条件下油的密度与4o C水的密度之比。

4o C水的密度为1g/cm3.
按石油行业标准,地面油相对密度定义为:20o C时
的地面油密度与4o C时的水密度之比,用符号γ
o 表
示
2)地层油压缩系数的影响因素
地层油压缩系数的大小主要取决于油中溶解气量的大小。

①Rs↑→ Co↑
②T↑→ Co↑
③当P>Pb时, P↑→ Co↓
◆地层油压缩系数范围是：（10～140）×10-4 MPa
◆地面脱气油压缩系数范围是：（4～7）×10-4 MPa
五、地层油的粘度
影响地层油粘度的几个重要因素:
1）原油的化学组分对粘度的影响重质组分多→粘度大
2）原油中溶解气量对粘度的影响溶解气量多→年度小
3）温度对地层油粘度的影响
温度↑ →年度小
4）压力对粘度的影响
例题1：
某实验室内进行储层流体高压物性分析,在地层温度93.3o C和饱和压力17MPa下,PVT筒内有320厘米3油样,当筒内压力降到13.6MPa时,样品体积增加到335.2厘米3,放出4.1升气体后,筒内只剩单相原油303厘米3.再将压力降到0.1MPa,温度降到20o C,排出16.4升气体,筒内原油体积为230厘米3.计算在压力为13.6MPa时的溶解油气比.原油体积系数.气体体积系数和压缩因子以及油气两相体积系数.
思考题：
1.未饱和油藏开发时，常把地层压力控制在稍高于饱和压力的条件下开采，你认为这样做有什么好处？
思考题：
2.画出地层油单相体积系数,两相体积系数,溶解油气比,粘度与压力的关系曲线,并说明在饱和压力点处,地层油高压物性的特点.
第六节地层水的高压物性
一、地层水的化学组成
与地面水不同，油层水因与岩石和油接触，或者是由于古沉积条件，经常含有各种金属盐类，如钠、钾、钙、镁等无机盐，故常称其为盐水。

地层水溶解的阳离子通常是：Na K Ca ++
、、、Mg 等
；阴离子则是：433C l SO H C O C O --、、、等地层水含盐的多少通常用矿化度表示，其单位一般用毫克/升表示。

图1 -36地层水中天然气的溶解度
4．地层水的粘度
P对几乎没有影响。

w T u
●含盐量对水的粘度稍有影响，一般矿化度越高，粘度增大。

●溶解气对水的粘度影响并不大，一般都不需要对此进行校正。

●●
G:原始气顶储气量,二、公式的推导
假设我们所分析的油藏是一个有气顶，并且在开采过程中有水入侵的饱和油藏。

公式推导引用下列符号：
N ：原始储油量（地面标准条件下的体积),3m 3m R si :原始溶解油气比,
33/m m Rs:在油层压力降至P时的溶解油气比,33/m m N p :累积采油量,3m R P :累积生产油气比,33/m m W:在油层压力降至P 时侵入油带水量,3m
W P :累积产水量,3m。