第1章油气藏流体的化学组成与性质
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油气藏流体性质油气藏是地球上一种特殊的储存形式,其对应储存的是石油和天然气等能源。
而油气藏的流体特性则极为重要,直接决定了储油储气能力以及开采方式等因素。
下面将就油气藏流体性质进行详细探讨。
1. 性质(1)物理性质:油气藏储存的主要是石油和天然气这两种化学物质,在常温下,二者都属于液态和气态物质。
天然气的密度约为空气的1/5,比石油轻,即石油的密度约为水的0.8倍。
而且,石油和天然气的比热容和热传导率都十分低,因此容易受到温度的影响。
此外,石油和天然气都具有极强的不可压缩性,这使得油气藏在地层中能够保持较为稳定的储存状态。
(2)化学性质:石油和天然气都属于有机化合物,具有较强的多态性和化学反应性。
其中,石油主要由碳、氢、氧、硫、氮等元素组成,而天然气则主要由甲烷等气态烷烃组成,具有较高的可燃性。
此外,在地层中,石油和天然气常常受到各种化学反应的影响,如与地层矿物、水等进行反应,从而产生了不同的化学物质。
这些化学反应也会对油气藏的开采和利用造成不同程度的影响。
(3)流动性和渗透性:油气藏的流体特性主要表现为其流动性和渗透性。
在油气藏中,石油和天然气都是通过孔隙、裂隙等细小空间流动和传输的。
但由于油气藏中的孔隙、裂隙等空间结构通常是非均匀的,因此其流动和传输性能也表现出明显的非均质性。
此外,油气藏的流体性态也受到地层温度、压力、降雨等因素影响,进而影响了油气流动的速率和方向。
2. 影响因素(1)地层性质:油气藏的流体性质与其所在的地层性质息息相关。
地层参数如压力、温度、孔隙度和渗透率等都能影响油气藏中流体的行为。
当地层渗透率高、孔隙度大、流通性好时,油气就能钻井开采,同时也由此排放部分流体到地表。
(2)地震活动:地震活动会对油气藏中的流体状态产生影响。
通过地震波向地下传播过程,可以促进油气藏中流体的流动。
但地震波作用也有可能破坏或改变油气藏中的地质结构,从而影响油气藏的储存和开采。
(3)化学反应:油气藏中的流体会通过各种化学反应,产生一些可燃气体和液体,这对油气藏的开采和利用具有很大的影响。
《石油及天然气地质学》复习要点#中国地质大学(武汉)考研专业课复习要点#第一章油气藏中的流体1.简述海相与陆相石油的基本区别?(1)石油类型(2)含蜡量(3)含硫量(4)钒和镍含量与比值(5)碳稳定同位素组成2.气藏气中常见的化学组成是什么?(1)主要成分:烃类,通常甲烷占优势(2)次要组成:非烃气(3)痕量到微量的惰性气体3.蒂索和怀特(1978)提出的石油分类?(1)石蜡型(2)环烷型(3)石蜡—环烷型(4)芳香—中间型(5)芳香—环烷型(6)芳香—沥青型4.石油的化合物组成?(1)正构烷烃(2)异构烷烃(3)环烷烃(4)芳烃和环烷芳烃(5)含硫、氮、氧化合物(6)生物标记化合物5.油田水的分类(Sulin,1948)?(1)硫酸钠型(2)重碳酸钠型(3)氯化镁型(4)氯化钙型6.油田水的来源?(1)沉积水(2)渗入水(3)转化水(4)深成水。
7.油田水的产状?(1)与油、气分布的相对位置,分为底水和边水(2)与油层的相对位置分为上层水、夹层水和下层水(3)按照水在储集层的存在状态可分为:气态水、吸附水、毛细管水和自由水8.油田水的化学组成?(1)无机组成:常量组分、微量组分(2)有机组分:烃类、酚和有机酸(3)溶解气:O2、H2、CO2、H2S、CH4、He等9.不同成因天然气的化学组成和碳氢稳定同位素的基本特征?(1)生物成因气:甲烷气及部分CO2和少量N2;δ13C1值一般-55‰〜-90‰之间;δD值较低。
(2)油型气:石油和凝析油伴生气,重烃气含量一般大于5%,最高可达40%〜50%,甚至可超过甲烷含量。
过成熟以甲烷为主,重烃气一般小于2%;碳稳定同位素:由石油伴生气→凝析油伴生气→过成熟干气,大致分别为-55‰〜-40‰、-45‰〜-30‰、≥-35‰;δD 偏高,与δ13C值频率分布特征一样,随烷烃气中碳数增加,δD值频率区间值变重。
(3)煤型气:重烃气含量有时可达10%以上,甲烷气一般占70%-95%.非烃气中普遍含N2和Hg蒸气,也常含CO2,但贫H2S;我国煤型气的δ13C1值分布在-41.8‰至-24.9‰之间。
油藏流体力学油藏流体力学是石油工程中的重要领域,研究油气藏中流体运动的行为及其影响因素。
在油藏开发和生产过程中,了解油藏流体力学的基本原理和特性对于优化采收率、提高产能至关重要。
一、油藏流体性质油藏中的流体主要包括油、水和天然气。
这些流体在岩石介质中的运动以及相互作用对于油藏的动态行为具有显著的影响。
以下是涉及到的一些重要性质:1. 渗透率:指的是岩石介质对流体运动的阻力程度,通常用单位面积上的流体通过速率来表示。
2. 孔隙度:指的是油气藏中矿物颗粒之间的孔隙空间占总体积的比例,决定流体的储存能力和流动性。
3. 饱和度:指的是岩石孔隙中的某种流体在孔隙总体积中的比例,如水饱和度、气饱和度和油饱和度等。
二、流体流动油藏中的流体流动遵循达西定律,即流体的速度与流体受到的压力梯度成正比。
在油藏开采过程中,常用的两种流动模式是线性流动和非线性流动。
1. 线性流动(Darcy流动):在低渗透率的油气藏中,当压力梯度较小、流动速度较慢时,流体流动符合达西定律,并且与孔隙介质的性质相关。
2. 非线性流动:在高渗透率的油气藏中,流体的速度和压力梯度之间的关系不再呈线性,流动模式更为复杂,例如油藏中的高速水环绕或气推驱动。
三、渗流方程油藏流体力学中的渗流方程是描述流体流动的基本方程,常用的有连续性方程和达西方程。
1. 连续性方程:用于描述油、水和气在油藏中的质量守恒关系,即流入等于流出。
2. 达西方程:描述油藏中流体速度与压力梯度之间的关系,是油藏流体力学中最重要的方程之一。
四、渗透率对油藏流体力学的影响渗透率是决定油气流体运动能力的重要参数,直接影响着油藏的开采效果和产能。
以下是渗透率对油藏流体力学的影响:1. 渗透率大小决定了流体在岩石介质中的运动能力,高渗透率油藏更容易获取更大的产量。
2. 渗透率对流体的渗流路径和分布具有重要影响,低渗透率油藏通常需要采用增产技术来提高产能。
3. 渗透率也影响着流体通过岩石孔隙的速度和温度分布,其中流体速度与渗透率成反比。
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。