油藏流体的物理性质公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第二章第二章 储层流体物理性质储层流体物理性质油气化学构成油气化学构成油气相态油气相态天然气高压物性天然气高压物性地层油高压物性地层油高压物性地层水高压物性地层水高压物性第第1 1页页第第1 1页页第二章第二章 储层流体物理性质储层流体物理性质储层流体储层流体石油石油天然气天然气地层水地层水一些分子结构相同一些分子结构相同碳碳氢化合物氢化合物和少许非碳和少许非碳氢化合物混合物氢化合物混合物储层烃类储层烃类烷烃、环烷烷烃、环烷烃和芳香烃烃和芳香烃第第2 2页页第第2 2页页（1 1）高温高压，且石油中溶解有大量烃类气体；）高温高压，且石油中溶解有大量烃类气体；储层流体特点：储层流体特点：（2 2）随）随温度温度、压力改变压力改变，油藏流体，油藏流体物理性质物理性质也会也会发生发生改变改变。同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析。同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解等相态转化现象。盐或气体溶解等相态转化现象。原原因因烃类物质烃类物质构成构成是是内因内因；温度温度、压力压力是是外因外因。第二章第二章 储层流体物理性质储层流体物理性质第第3 3页页第第3 3页页第一节第一节 储层烃类化学构成储层烃类化学构成一、天然气构成及表示办法、分类一、天然气构成及表示办法、分类 石蜡族低分子饱和烷烃（主要）石蜡族低分子饱和烷烃（主要）CHCH4 470709898C C2 2H H6 6C C3 3H H8 8C C4 4H H1010 非烃气体（少许）非烃气体（少许）H H2 2S S惰性气体惰性气体HeHe、ArArH H2 2O ON N2 2COCOCOCO2 2CC5 5构成：构成：研究混合物体系中各个成份或组分及其相对含量。研究混合物体系中各个成份或组分及其相对含量。1.1.天然气构成天然气构成第第4 4页页第第4 4页页 2.2.天然气构成表示办法天然气构成表示办法摩尔构成摩尔构成质量构成质量构成体积构成体积构成抱负气体抱负气体第一节第一节 储层烃类化学构成储层烃类化学构成第第5 5页页第第5 5页页矿藏矿藏汽油蒸汽含量汽油蒸汽含量硫含量硫含量凝析气凝析气油藏气油藏气气藏气气藏气干气干气100g/m100g/m3 3100g/m100g/m3 3富气富气酸气酸气1g/m1g/m3 3净气净气1g/m C C5 5H H1212）第一节第一节 储层烃类化学构成储层烃类化学构成第第6 6页页第第6 6页页 环烷烃环烷烃 芳香烃芳香烃 其它化合物其它化合物 烷烷烃烃C C5 5C C1616含氧化合物：含氧化合物：含硫化合物：含硫化合物：含氮化合物：含氮化合物：高分子杂环化合物：高分子杂环化合物：苯酚、脂肪酸苯酚、脂肪酸硫醇、硫醚、噻吩硫醇、硫醚、噻吩吡咯、吡啶、喹啉、吲哚吡咯、吡啶、喹啉、吲哚胶质、沥青质胶质、沥青质二、石油构成、商品性质及分类二、石油构成、商品性质及分类1.1.石油构成石油构成第一节第一节 储层烃类化学构成储层烃类化学构成第第7 7页页第第7 7页页第一节第一节 储层烃类化学构成储层烃类化学构成2.2.石油商品性质：石油商品性质：馏分构成馏分构成含硫量含硫量沥青质沥青质胶质胶质含蜡量含蜡量凝固点凝固点粘度粘度相对密度相对密度指标：指标：-148-2.35-20.722.633-63.50.8893任丘任丘P层层-3.418.130-12.30.8394川中油田川中油田-6.40.260.1517.44.73-7-37.40.9037辽河辽河C区区21.85899.511.89.6513.82162.2*-0.9744江汉江汉W区区-22.68.3-15.5-12.90.8530玉门玉门L层层3518583.70.130.0112.62.04-50-19.230.8699克拉玛依克拉玛依20.54.0974.810.136.2713.986.17-1225.5551.970.9174大港大港M层层11.21.915.88.952.256.627.50-12157.5427.50.9547孤岛孤岛G层层20979.55.50.473.118.317.93317.9537.690.8845胜利胜利T区区2814882.50.15-13.328.624-17.400.8753大庆大庆S区区 300/%200/%初馏点初馏点()7050 馏分构成馏分构成残碳残碳/%含硫量含硫量/%沥青质沥青质/%胶质胶质/%含蜡量含蜡量/%凝固点凝固点/运动粘度运动粘度/(cm2/s)相对密相对密度度D420 性质性质 原油原油我国部分油田地面原油性质我国部分油田地面原油性质第第8 8页页第第8 8页页第一节第一节 储层烃类化学构成储层烃类化学构成含硫量含硫量胶质沥青质含量胶质沥青质含量含蜡量含蜡量少硫原油少硫原油0.5%0.5%0.5%含硫原油含硫原油多胶原油多胶原油25258 82525胶质原油胶质原油 8221 12 2含蜡原油含蜡原油 111。第四节第四节 地层油高压物性地层油高压物性第第2121页页第第2121页页两相体积系数：两相体积系数：油藏压力低于泡点压力时，在给定压力下地层油藏压力低于泡点压力时，在给定压力下地层油和其释放出气体总体积油和其释放出气体总体积(两相体积两相体积)与它在地面与它在地面脱气后体积脱气后体积(地面原油体积地面原油体积)之比。之比。由于：由于：因此：因此：第四节第四节 地层油高压物性地层油高压物性第第2222页页第第2222页页(1)(1)P PP Pb b时时,存在两相体积系数存在两相体积系数；(2)(2)P=PP=Pb b时时:(3)(3)P P1 1绝对大气压绝对大气压时，时，(4)(4)两相体积系数与压力关系曲线为关系曲线中虚线两相体积系数与压力关系曲线为关系曲线中虚线部分。部分。总而言之：总而言之：R Rs s=0=0，B Bg g=1,B=1,Bt t=B=Bo o+R+Rsisi,B Bt t为最大值为最大值；R Rs s=R=Rsisi,V,Vfgfg=0,B=0,Bt t=B=Bo o=B=Bobob,B Bt t为最小值为最小值；第四节第四节 地层油高压物性地层油高压物性第第2323页页第第2323页页三、地层油等温压缩系数三、地层油等温压缩系数定义定义：在温度一定条件下，单位体积地层油随在温度一定条件下，单位体积地层油随压力改变体积改变值，压力改变体积改变值，1/MPa1/MPa。由于：由于：因此：因此：第四节第四节 地层油高压物性地层油高压物性第第2424页页第第2424页页四、地层油粘度四、地层油粘度轻烃组分所占百分比轻烃组分所占百分比,o o构成构成温度温度TT，o o压力压力溶解气油比溶解气油比Rs,Rs,o oo o P P、T T 关系关系P Pb：P，o。第四节第四节 地层油高压物性地层油高压物性第第2525页页第第2525页页参数参数密度密度溶解溶解气油气油比比体体积积系数系数等温等温压缩压缩系数系数粘度粘度构成构成(轻组轻组分分)溶解气油比溶解气油比温度温度压压力力PPbPPbPPb第四节第四节 地层油高压物性地层油高压物性第第2626页页第第2626页页一、天然气压缩因子方程一、天然气压缩因子方程抱负气体假设条件：抱负气体假设条件：1.1.气体分子无体积，是个质点；气体分子无体积，是个质点；2.2.气体分子间无作用力；气体分子间无作用力；3.3.气体分子间是弹性碰撞；气体分子间是弹性碰撞；抱负气体状态方程：抱负气体状态方程：天然气处于高温、高压状态多组分天然气处于高温、高压状态多组分混合物，不是抱负气体混合物，不是抱负气体压缩因子压缩因子第五节第五节 天然气高压物性天然气高压物性第第2727页页第第2727页页压缩因子：压缩因子：一定温度和压力条件下，一定质量一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有体积与在相同条件下气体实际占有体积与在相同条件下抱负气体占有体积之比。抱负气体占有体积之比。实际气体压缩因子状态方程：实际气体压缩因子状态方程：第五节第五节 天然气高压物性天然气高压物性第第2828页页第第2828页页压缩因子压缩因子Z物理意义物理意义：第五节第五节 天然气高压物性天然气高压物性压缩因子压缩因子Z能够由图版查得。能够由图版查得。Z1实际气体较抱负气体难压缩实际气体较抱负气体难压缩Z1 实际气体成为抱负气体实际气体成为抱负气体实际气体与抱负气体差别。实际气体与抱负气体差别。第第2929页页第第2929页页二、天然气体积系数二、天然气体积系数定义定义：地面原则状态下单位体积天然气在地层条地面原则状态下单位体积天然气在地层条件下体积。件下体积。第五节第五节 天然气高压物性天然气高压物性第第3030页页第第3030页页三、天然气等温压缩系数三、天然气等温压缩系数定义定义：在等温条件下单位体积气体随压力改变在等温条件下单位体积气体随压力改变体积改变值。体积改变值。或：或：在等温条件下气体随压力改变体积改变在等温条件下气体随压力改变体积改变率。率。第五节第五节 天然气高压物性天然气高压物性第第3131页页第第3131页页四、天然气粘度四、天然气粘度1.1.定义定义牛顿内摩擦定律牛顿内摩擦定律运动粘度运动粘度动力粘度动力粘度绝对粘度绝对粘度第五节第五节 天然气高压物性天然气高压物性第第3232页页第第3232页页(1)(1)低压下低压下2.2.天然气粘度特点天然气粘度特点大气压下天然气粘度曲线大气压下天然气粘度曲线气体粘度气体粘度随温度增长随温度增长而增长而增长;气体粘度气体粘度随气体分子随气体分子量增大而减量增大而减小；小；低压范围低压范围内，气体粘内，气体粘度几乎与压度几乎与压力无关。力无关。第五节第五节 天然气高压物性天然气高压物性第第3333页页第第3333页页(2)(2)高压下高压下气体粘度随压力增长而增长；气体粘度随压力增长而增长；在高压下，气体密度变大，气体分子间互相在高压下，气体密度变大，气体分子间互相作用力起主要作用，气体层间产生单位速度梯度作用力起主要作用，气体层间产生单位速度梯度所需层面剪切应力很大。所需层面剪切应力很大。气体粘度随温度增长而减小；气体粘度随温度增长而减小；气体粘度随气体分子量增长而增长。气体粘度随气体分子量增长而增长。高压下，气体粘度含有类似于液态粘度特点。高压下，气体粘度含有类似于液态粘度特点。第五节第五节 天然气高压物性天然气高压物性第第3434页页第第3434页页第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性地层水：地层水：油层水油层水(与油同层与油同层)和外部水和外部水(与油不同与油不同层层)总称。总称。地层水长期与岩石和地层油接触地层水长期与岩石和地层油接触地层水中含有大量无机盐地层水中含有大量无机盐底水底水边水边水层间层间水水束缚束缚水水上层上层水水下层下层水水结构结构水水第第3535页页第第3535页页一、地层水矿化度一、地层水矿化度1.1.地层水中离子地层水中离子阳离子阳离子NaNa+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+ClCl-、COCO3 32-2-、SOSO4 42-2-、HCOHCO3 3-阴离子阴离子2.2.矿化度矿化度水中矿物盐质量浓度，通惯用水中矿物盐质量浓度，通惯用mg/Lmg/L表示表示地层水地层水总矿化度总矿化度表示水中表示水中正负离子总和。正负离子总和。不同油藏地层水矿化度差异很大不同油藏地层水矿化度差异很大第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性第第3636页页第第3636页页MgCl223945121242813581375658712胜坨胜坨S2层层NaHCO37711661724106310276442593渤海渤海S2层层CaCl2369610706022088187414112152临盘临盘S3层层CaCl2373986360244382522880641372304896331中原中原W层层总矿化度总矿化度CO32-HCO3-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Na+(K+)水型水型离子质量浓度及总矿化度离子质量浓度及总矿化度/（mg/L）油田名称油田名称我国部分油田地层水资料我国部分油田地层水资料第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性第第3737页页第第3737页页二、地层水分类二、地层水分类苏林分类法苏林分类法详细思绪详细思绪依据水中依据水中NaNa+（包括（包括K K+）和）和ClCl-当量比，利用水当量比，利用水中正负离子化合顺序，以水中某种化合物出中正负离子化合顺序，以水中某种化合物出现趋势而命名水型。现趋势而命名水型。氯化镁氯化镁(MgCl(MgCl2 2)水型水型重碳酸钠重碳酸钠(NaHCO(NaHCO3 3)水型水型硫酸钠硫酸钠(Na(Na2 2SOSO4 4)水型水型氯化钙氯化钙(CaCl(CaCl2 2)水型水型第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性第第3838页页第第3838页页第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性第第3939页页第第3939页页三、地层水高压物性三、地层水高压物性1.1.溶解气溶解气很少很少地层水地层水溶解盐类溶解盐类是影响地层水高压物性是影响地层水高压物性主线原因主线原因压力在压力在10MPa10MPa下，下，1m1m3 3地层水中溶解天然气不超出地层水中溶解天然气不超出2m2m3 3。第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性第第4040页页第第4040页页 地层水中还也许溶有其它地层水中还也许溶有其它非烃类气体非烃类气体,如如氯气氯气、二氧化碳二氧化碳、硫化氢硫化氢及及稀有气体稀有气体等。等。地层水中溶解天然气以地层水中溶解天然气以甲烷甲烷气体气体为主：为主：美国墨西哥湾沿岸地域美国墨西哥湾沿岸地域地压气藏气地压气藏气就是一个高就是一个高压水溶气压水溶气,其气体储量多达其气体储量多达76.461076.46101212m m3 3。含有工业含有工业开采价值开采价值第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性第第4141页页第第4141页页2.2.地层水体积系数地层水体积系数第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性第第4242页页第第4242页页3.3.等温压缩系数等温压缩系数第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性第第4343页页第第4343页页4.4.地层水粘度地层水粘度a a 水粘度与温度、压力关系；水粘度与温度、压力关系；1.0.1MPa1.0.1MPa；2.50MPa2.50MPab 水粘度与温度、矿化度关系；水粘度与温度、矿化度关系；1.纯水；纯水；2.矿化度矿化度60000mg/L地层水粘度与温度、压力、矿化度关系地层水粘度与温度、压力、矿化度关系第六节第六节 地层水高压物性地层水高压物性(END)(END)第第4444页页第第4444页页