第2章:3 储层流体的物理特性(地层原油的高压物性)
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原油高压物性(PVT)实验描述在不同压力下,油藏流体的相平衡状态会发生变化。
一个油田在开发早期,最好就抓紧取样,开展原油高压物性(PVT)实验,使样品能尽量接近原始油藏流体。
通过PVT实验,掌握油藏流体及其在不同压力下的体积特征,为我们对油田动态预测奠定一个坚实的基础。
原油高压物性(PVT)实验有两类:
一类是等组分膨胀实验,它是把烃类流体样品在油藏温度及超过油藏原始压力下放入PVT容器中,在等温条件下逐步减少容器的压力,测量烃类体积在每个压力下的变化。
这项实验的目的在于确定:
(1)饱和压力(泡点压力,原油内的溶解气开始分离出去时的压力);
(2)高于饱和压力时在油藏温度条件下的单相流体的压缩系数;
(3)总烃类体积与压力的函数关系。
另一类是差异分离实验,它是在油藏开发过程中,随着压力降低,从原油中分离出来的溶解气不断地被采出来,在油藏中气与液相也不断重新建立新的平衡,这项实验的目的在于确定:
(1)溶解气与压力的函数关系;
(2)原油体积的收缩率与压力的关系;
(3)分离气体的组成、压缩系数和相对密度;
(4)剩余油的密度、黏度与压力的函数关系。
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。
五、油、气、水的物理化学性质(一)地面原油性质1、原油全分析包括哪些项目?答:原油全分析包括:原油密度、粘度、凝固点、含蜡量、含硫量、胶质沥青质含量、含盐量的测定及馏程试验等。
2、什么叫原油密度?答:一般所称的原油比重,即原油相对密度。
常用20℃时一定量原油的重量与4℃时同体积纯水重量的比重,以“d420”来表示。
在国外文献中,常用的API比重。
它是(美国石油学会)的简写。
API比重与我国通用d420比重在数值上是相反的。
API度高者,d420则低。
API度和d420有下列关系:141.5API度= 131.560°F时的比重3、目前国际上对原油的品位标准分哪五类?答:分五类:重质油,原油密度﹥0.934中质油,原油密度0.855~0.934轻质油,原油密度﹤0.855凝析油,原油密度078~0.82挥发油,原油密度0.76~0.834、什么是原油的粘度?常用单位?答:原油的粘度就是原油流动的难易程度。
常用单位为厘泊或mPa·S。
5、凝固点?答:是指原油在冷凝过程中开始失去流动性时的温度。
凝固点高的原油,在常温下就会凝固,流动困难。
6、含硫量、含蜡量、胶质、沥青质含量对原油性质有何影响?答:含蜡量是指原油中石蜡和地蜡的数量,常用百分比表示,蜡的组成是高分子烷烃,熔点高,对原油凝固点影响很大。
渤海原油含蜡量偏高,相应凝固点也偏高。
硫化物属非烃化含物,渤海原油多属低硫原油。
原油含硫是一种有害杂质,硫化物对管道、油罐和炼塔腐蚀严重。
胶质和沥青质属原油的重组分,是非烃化含物比较集中的部分,它们的含量高,直接影响原油质量变差。
渤海重质原油中胶质、沥青质含量均高,主要是生物降解的结果。
(见表)(二)地层原油的物理性质(高压物性)1、什么是油层原始饱和压力?答:油藏处于原始状态时,溶解在原油中的天然气开始从原油中分离出第一个气泡时的压力,称为油层的原始饱和压力。
它是油层中从单相流动转变到油气混合物两相流动的一个重要界限,是油田开发和开采的基本数据之一。
第二章 储层流体物理性质2-1 地层天然气的物性气体为一种低粘度、低密度的均质流体,这种流体没有特定的体积,但可以扩散并完全充满所处的容器。
天然气是烃类和非烃类气体的混合物。
烃类通常是甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和少量的己烷以及己烷以上的重质组分。
非烃类气体包括CO 2、H 2S 、N 2。
要解决气藏工程问题,就必须掌握气体的压力-体积-温度的PVT 之间的关系和气体的物理化学性质。
主要包括:(1) 表观相对分子量Ma ; (2) 相对密度rg ; (3) 压缩因子z ; (4) 密度ρg ; (5) 比容v ;(6) 等温气体压缩系数Cg ; (7) 天然气膨胀系数Eg ; (8) 体积系数Bg (9) 粘度ug 。
以上性质可以通过实验室测定,也可以通过广义数学公式来预测。
一、天然气的偏差系数(压缩因子)及密度 1、偏差系数(压缩因子)理想气体的状态方程:nRT PV = 天然气为实际气体:ZnRT PV =。
Z 为气体的偏差系数(压缩因子),它表示在某一温度和压力下,同一质量的真实气体与假设它在理想状态下的气体体积之比:idealactualV V Z =2、密度由RT M mZZnRT PV ==求得气体的密度:ZRTPM M m g ==ρ 3、表观相对分子量Ma这是天然气的主要性质,同时也是石油工程师感兴趣的性质。
气体混合物中y i 代表组分i 的摩尔分数,表观相对分子质量为:∑==ni i i a M y M 14、相对密度在标准温度Tsc(293K)和标准压力Psc (0.101MPa )条件下,气体密度与干燥空气密度之比,即:(在标准条件下,气体与空气都可以用理想气体表示)97.2897.28/a air air airg g M MM M RTPM RT PM====ρργ 5、比容单位质量气体所占的体积。
ga PM RT m V v ρ1===6、拟对比压力和拟对比温度求Z压力较低时,用理想气体方程处理真实气体是方便的且令人满意的。