石油大学 油层物理课件 第三章-(4)相渗及应用

二 油层物理的研究对象
储运工程 采油工程 油藏工程
用户
对整个油气藏的认识
Gas
GOC
Oil
取一小块岩 心出来研究
WOC
Water
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三 油层物理学的研究内容
粒
基质
单间
重孔 介隙
裂缝
质介 质
溶洞
裂裂双 缝缝重 孔溶多 隙洞重 介介介 质质质
岩石骨架
孔隙(含有Gas、Oil、Water等)
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五 油层物理学与其它课程的关系
数学 物理学 有机化学 物理化学 表面化学 流体力学
油藏物理学
渗流力学 油藏工程 采油工艺原理 油藏数值模拟 现代试井分析 提高原油采收率原理 采油新技术 油井增产措施
自我体会：学好油藏物理是学好其它专业课程的基础！！！
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六 油层物理学的特点及学习方法
第一章 绪 论
一、 什么叫油层物理学? 二、 油层物理的研究对象. 三、 油层物理学的研究内容. 四、 油层物理学的发展历史. 五、 油层物理学与其它课程的关系. 六、 油层物理学的特点及学习方法. 七、 油层物理学的授课计划. 八、 主要参考书目. 九、 课堂要求及考核方式.
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一 什么叫油藏物理学?
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4 石油中的非烃类化合物
含氧化合物
环烷酸,脂肪酸,苯酚等Fra bibliotek石油含硫化合物
硫化氢,硫醇,硫醚,噻吩等
含氮化合物
吡咯,吡啶,喹啉,吲哚,咔唑等
胶质与沥青
高分子杂环硫,氧,氮化合物, 具有较高的表面活性
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5 原油的分子量、含蜡量及胶质、沥青含量

达350-450亿立方米；从中东、非洲进口原油（含国外经营）
2000-3000万吨。为此，需要规划建设相应的输油、输气国 际管线，开通从俄罗斯西西伯利亚、远东地区至中国，以及
未来中东—土库曼斯坦至国内的油气供应战略主渠道。
三、油层物理的研究内容
颗粒 实体 岩石 胶结物 油层 孔隙（空隙） 流体：油－水、气－水、油－气－水
海洋石油总公司原油生产正处于上升期，1996年产油 量已达1500万吨，预计本世纪末仍可保持在1500万吨左 右。2001-2010年预计可新增探明储量10亿吨左右，2010 年原油产量可达2000万吨左右。这样，2010年全国原油
产量大致可达17000～19000万吨。
中国陆上油田的主体是60-70年代投入生产的，进入80 年代以后油田普遍进入高含水采油期，依靠加密钻生产井才 维持产量的稳定。1981-1995年期间通过钻加密井所增加的 可采储量占新增可采总储量的46.2%；其新建生产能力占新 建总生产能力的53.8%。
1桶(bbl)＝0.158988m3
至1995年底，全国已发现油田454个，其中海域24个， 已投入开发油田342个，其中海域16个。
中国石油天然气总公司已投入开发油田320个，动用石油
地质储量129.57亿吨，其中可采储量43.11亿吨，最终采收
率33.3%；各类井共有103423口，其中，采油井72255口，注

1933年，美国人G.H.法奇等人首先进行了油层物 理方面的研究，研究了流体性质和测试技术； 1934年，R.D.乌索夫和M.马斯盖特等在达西定律 基础上研究了测量岩样渗透率的方法；


1935年，R.J.薛尔绍斯研究了井底取样器和测量 样品物理性质的方法。测量项目包括：压力-体积 -温度之间的关系，饱和度、饱和压力、油中的溶 解气量、原油由于气体的分离而导致的伸缩等。

v 露点(dew point) . 开始从气相中凝结出第一滴液滴的气液共存态。
v 露点压力(dew point pressure) . 在温度一定的情况下，开始从气相中凝结出第一滴液滴的压力。
v 临界点(critical point) . 在临界状态下，共存的气、液相所有内涵性质相等。
v 内涵性质(intensive property) . 与物质的数量无关的性质，如粘度、密度、压缩性等等。
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一、油藏烃类的相态表示方法
(2)相态的表示方法 v相态——相平衡态(phase equilibrium state)； v相态研究——指体系相平衡状态随组成、温度、压力
等状态变量的改变而发生变化的有关研究。
→直观的相态研究和表示方法：相图。 v相图(phase diagram)：表示相平衡态与 Nhomakorabea系组成、温
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一、油藏烃类的相态表示方法
(3)三角相图 (三元或拟三元相图) (triangular/ternary/ pseudo-ternary)
主要用于研究地层条件下注气混相 驱和非混相驱提高原油采收率。
(gas injection注气)
(miscible flooding混相驱) (immiscible flooding非混相驱)
(正常相变) ； 液相：40→30→20→10→0％。 ➢ E→F降压：单一气相
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三、单、双、多组分体系相态特征
结果：气相体系等温降压穿过反凝析区时，体系中液相含量 ↑
u 等温反凝析(isothermal retrograde condensation) 等温反凝析：在温度不变的条件下，随压力降低而从气相中凝析出液体 的现象。

R σ = S
或
R = σS
• 对于储油（气）层来说，表面张力可以存 对于储油（ 层来说， 在于以下各个界面上。即油－ ）、油 在于以下各个界面上。即油－水（σ ）、油
gw
）、气 ）、油 岩石（ －气（σ ）、气－水（σ ）、油－岩石（ ）、
ow
og
σ 水σ 岩石（ ）和气σ 岩石（ ）的界面上。 －岩石（ 和气－岩石（ 的界面上。 －
•
在油层情况下，当存在油、 在油层情况下，当存在油、气、水三 相时， 相时，油和水之间的表面张力的变化主要 取决于气体在油中的溶解度。压力越高， 取决于气体在油中的溶解度。压力越高， 气体在石油中的溶解度也就越大， 气体在石油中的溶解度也就越大，致使油 和水的极性差变大， 和水的极性差变大，油－水的表面张力也 随之增大。 随之增大。
结
•
论：
各种石油与水接触时的表面张力值不同， 各种石油与水接触时的表面张力值不同，是因 为它们两者的极性不同。或者更准确地说， 为它们两者的极性不同。或者更准确地说，是因为 各种石油中极性组分的含量不同。 各种石油中极性组分的含量不同。水相对于各种石 油来说，是一种极性最大的流体，因此， 油来说，是一种极性最大的流体，因此，随着石油 极性的减少，它们分界面上的表面张力就变大。 极性的减少，它们分界面上的表面张力就变大。
表3-1-3 在各种温度及压力下，水与气体分界面上的表面张力值 表面张力（达因 厘米 厘米） 表面张力（达因/厘米） 压 力 MPa 0 0.71 1.76 3.52 25℃ ℃ 74.1 71.1 66.5 61.8 65℃ ℃ 67.5 63.2 58.8 55.5 压 力 MPa 7.05 10.50 14.00 19.00 表面张力（达因 厘米 厘米） 表面张力（达因/厘米） 25℃ ℃ 55.9 51.6 47.9 44.1 65℃ ℃ 50.4 46.5 42.3 39.5