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文章编号:1000-2634(2003)02-0019-03注气过程相态变化特征Ξ汪政德1,梅海燕1,张茂林1,李闽1,吕晓梅2(1.西南石油学院石油工程学院,四川南充637001;2.川南矿区,四川泸州646001)摘要:注气混相驱和非混相驱已成为国内外提高原油采收率的重大方法之一。
注气将改变原有油藏体系的组分、组成等热力学条件,使原油的一系列物理、化学性质发生改变。
注气过程中流体相态研究是最基础的油藏工程研究内容,其结果为注气过程油藏开发设计、动态分析等提供基础依据。
研究结果表明,对黑油油藏注天然气,油藏饱和压力将大幅度地提高,在温度—压力图上表现为泡点线变化大、而露点线变化小。
关键词:注气;天然气;相态;饱和压力;黑油油藏中图分类号:TE357.4 文献标识码:A引 言从本世纪五十年代开始进行了烃类和非烃类气体混相驱和非混相驱研究,目前在国外已成为除热采以外的第二种规模较大的提高采收率技术,在新疆、中原、江苏等油田已开展了试验,某些油田已见成效[1]。
众所周知,向原始油藏内部注入烃类和非烃类气体,将改变体系的组分、组成等热力学条件,使体系的物理化学性质发生一系列的变化,例如体系的相态特征、饱和压力、原油密度和粘度等热力学性质。
注气过程还会引起石蜡、胶质和沥青质等固相沉积,改变油藏润湿性,以及使孔隙度和渗透率等一系列油藏岩石物性参数发生变化[2-10]。
注气过程流体相态特性变化研究是其它油藏工程研究的基础,为注气油田开发设计提供了理论依据。
1 理论方法以气液两相相平衡理论和状态方程开展注气过程的流体体系的相态特征研究。
设一油气烃类体系由n个组分构成,该体系摩尔质量分数为1摩尔,则体系处于气—液相平衡时,应满足以下物料平衡方程V+L=1(1)V x g i+L x l i=Z i(2)∑x g i=∑x l i=∑Z i=1(3)由逸度的定义f g i=f l i(4)f g i=x g i<g i p(5)f g i=x g i<g i p(6)再根据气、液两相平衡时的平衡常数的定义K gl i=x g ix l i=<l i<g i(7)结合上述规一化方程,可以得到气—液两相闪蒸方程∑x l i=∑Z iV(K gl i-1)+1=1(8)∑x g i=∑Z i V(K gl iV(K gl i-1)+1=1(9)以上各式中,f—逸度;K—平衡常数;L—液相摩尔分数;V—气相摩尔分数;x—摩尔组成; Z—体系总摩尔组成;<—逸度系数。
油气烃类体系完整P-T相图模拟计算汤勇;孙雷;李士伦;郭平【期刊名称】《断块油气田》【年(卷),期】2003(010)005【摘要】通过对油气烃类体系相平衡热力学理论模型的分析,建立了以摩尔质量等比例关系和体积等比例关系表示的油气烃类体系完整P-T(压力-温度)相图的模拟计算方法.运用该原理并结合状态方程,模拟计算了典型的凝析油气体系、挥发油气体系和黑油体系的两种表现式的完整P-T相图.所得相图形态可直观地给出不同类型油气相态特征,不仅可为石油工业油气藏类型识别、开发阶段预测以及油气分离工艺设计等提供依据,而且在理论研究上还可用于评价状态方程对不同油气烃类体系的适应程度,检验烃类体系-状态方程模型-流体热力学参数场之间的热力学一致性.【总页数】4页(P54-57)【作者】汤勇;孙雷;李士伦;郭平【作者单位】西南石油学院"油气藏地质及开发"国家重点实验室;西南石油学院"油气藏地质及开发"国家重点实验室;西南石油学院"油气藏地质及开发"国家重点实验室;西南石油学院"油气藏地质及开发"国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TE1【相关文献】1.注气混相驱完整p—X相图模拟计算研究 [J], 汤勇;孙雷;熊钰;郭平;王仲林;张兴林2.油气烃类体系有机固相沉积数学模拟研究进展 [J], 张兴德;张茂林;梅海燕3.油气田管道和站场完整性管理体系与QHSE管理体系整合探讨 [J], 张卫朋;唐金娟;鲜俊;许江铭;史贵民4.油气体系相图计算方法研究 [J], 贺承祖5.油气田管道及站场完整性管理体系构建及融合方法 [J], 侯丽娜;李远朋;闫伟;哈丽旦木;杨龙斐;张茹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第七章 油气水三相渗流理论基础从能量分析观点出发，可以划分给定油藏的开采层次。
根据惯例，称依据天然能量开采原油阶段为一次采油。
在一次采油过程中，对于无活跃底水和气顶的油藏，主要依据原油降压脱气、地下流体膨胀补充能量，这样的油藏叫做溶解气驱油藏。
溶解气驱是最古老的驱动方式。
世界1/3的油藏发生溶解气驱，2/3的溶解气驱油藏伴有底水。
溶解气驱又称消耗驱、内部气驱或定容气驱。
溶解气驱油藏的平均采收率15%~17%（变化范围5%~30%），裂缝性碳酸岩油藏低于15%。
以油藏原始压力高于原油泡点压力情形为例，在生产伊始，地层压力开始下降，岩石和地下流体发生膨胀，当地层平均压力降至原油泡点压力以下时，原油脱气产生气泡，当地层中的气相饱和度大于某一临界值时成为流动相，地层中将发生气液多相渗流。
本章首先阐述油气水三相不稳定渗流控制方程，然后分别求解稳态渗流问题，讨论稳态条件下溶解气油比的表现特征。
通过近似分析给出两种控制方程线化的方法。
另外，在理论上还讨论了微分物质平衡方程的来历，以及拟稳态渗流问题。
7-1 油气水三相渗流偏微分方程基本假设：水平储层均质各向同性，油气水发生等温Darcy 渗流，忽略重力、毛管力影响。
有关密度的各种关系通式为：iisi B ρρ=，g o i ,=，osogs og B R ρρ=，wswgs wg B R ρρ=这里，ρis 为地面标准状况下流体密度。
质量守恒式为：()()i i i i S t v φρρ∂∂=⋅∇- ，1=++w g o S S S ，w o i ,= ()()[]w wg o og g g nw wg no og g g S S S t v v v ρρρφρρρ++∂∂=++⋅∇-相应地，体积守恒式：⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∇-i i i i B S t B v φ ，w o i ,= ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅∇-w sw w o so o gg w wsw o o so gg B R S B R S B S t B v R B v R B v φ不考虑毛管力及重力的运动方程为：P kk v iri i ∇-=μ ，g w o i ,,=将运动方程代入体积守恒式，忽略压力梯度平方项，得到渗流控制方程：⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∇⋅∇iii i ri BS t P B kk φμ，w o i ,= ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++∂∂=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∇⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅∇wsw w o so o g gw w sw rw o o so ro g g rg B R S B R S B S t P B R kk B R kk B kk φφφμμμ由于体积系数、溶解气油比以及粘度等诸多变量的存在，这一方程显然是非线性的，完整求解必须依靠数值方法。
气液平衡的计算范文气液平衡（gas-liquid equilibrium，简称VLE）是指气体和液体在一定温度和压力下的平衡状态。
物质平衡是指在气液两相之间物质的传递达到平衡状态。
它可以通过拉希特-方程（Rachford-Rice equation）进行计算。
拉希特-方程为：$\sum_{i=1}^{n} \frac{z_{i} (K_{i}-1)}{1+\beta(K_{i}-1)}=0$其中，$n$是组分的个数，$z_{i}$是初始气相组分$i$的摩尔分数，$K_{i}$是组分$i$的气液平衡分离系数，$\beta$是液相摩尔体积与气相摩尔体积的比值。
拉希特-方程的求解通常采用迭代方法，诸如牛顿迭代法等。
在每次迭代中，更新物质的迁移率以达到平衡。
相平衡是指在气液两相之间压力、温度和组分都达到平衡状态。
相平衡可以通过相平衡曲线或相平衡图进行计算。
相平衡曲线是指气相和液相的摩尔分数与压力的关系曲线，在一些给定的温度下绘制。
相平衡图是指在压力和摩尔分数的三维坐标系中绘制的相平衡曲线的三维图形。
相平衡图可以通过实验测量或使用物质平衡方程进行计算。
相平衡图的计算可以采用如下步骤：1.确定组分的性质和初始条件。
2.根据组分的性质，计算气液平衡常数和活度系数。
3.利用气液平衡常数和活度系数，计算气液两相的应有压力和摩尔分数。
4.根据计算结果绘制相平衡曲线或相平衡图。
物质平衡和相平衡的计算方法有很多，可以根据不同的情况选择适用的方法。
例如，对于简单的理想气体混合物，可以使用理想气体方程和瓦格纳法则进行计算；对于复杂的非理想气体和溶液，需要考虑物相的熵和内能等热力学属性，并使用适当的热力学模型进行计算。
在气液平衡计算中，还需要考虑温度和压力对气液相的溶解度和摩尔体积的影响。
温度和压力的变化会导致相平衡曲线或相平衡图的形状和位置发生变化，从而影响气液平衡的计算结果。
综上所述，气液平衡的计算是基于热力学理论和物质平衡、相平衡的基本原理进行的。
