2.4 地层油的高压物性

第四节 地层原油的高压物性Properties of Natural Gases in high pressure

教学目的：掌握地层原油的溶解油气比、 教学目的：掌握地层原油的溶解油气比、 体积系数、压缩系数、粘度的定义, 体积系数、压缩系数、粘度的定义,以及 影响原油高压物性的各种因素. 影响原油高压物性的各种因素. 教学重点和难点： 教学重点和难点：地层原油的溶解油气 单相体积系数、两相体积系数、 比、单相体积系数、两相体积系数、压 缩系数的计算及与压力的关系. 缩系数的计算及与压力的关系. 教法说明：课堂讲授 教法说明：

教学内容地层油的密度和相对密度 地层油的溶解油气比 地层油的体积系数 地层油的压缩系数 地层油的粘度

一.地层油的密度和相对密度1.地层油的密度:单位体积地层油的质量. 1.地层油的密度:单位体积地层油的质量. 地层油的密度 P↑→ρ ①当P<Pb时, P↑→ρO↓; 当P>Pb时, P↑→ ρO↑ ②T↑→ρO↓ T↑→ρ

2.地层油的相对密度: 2.地层油的相对密度: 地层油的相对密度 定义:地层条件下油的密度与 水的密度之比。 定义:地层条件下油的密度与4oC水的密度之比。 水的密度之比 水的密度为1g/cm 4oC水的密度为1g/cm3.

按石油行业标准,地面油相对密度定义为:20oC时 按石油行业标准,地面油相对密度定义为: 的地面油密度与4 时的水密度之比,用符号γ 的地面油密度与4oC时的水密度之比,用符号γo表 示

二、地层油的溶解油气比(solution gas-oil ratio) 地层油的溶解油气比( )

1.定义：某一压力、温度下的地下含气原油， 某一压力、温度下的地下含气原油，在地面进行一次脱气， 在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、温度下 的地层油溶解油气比。单位， 的地层油溶解油气比。单位，标米3/米3

RS = Vgs / Vos

例：某油田的油藏压力为234.9at,温度为83℃。如 某油田的油藏压力为234.9at,温度为83℃。 234.9at 83℃ 果在此条件下有1 的原油，在相同温度下、 果在此条件下有1米3的原油，在相同温度下、压力下 液体膨胀； 69.2大气压时 液相体积为1.019 大气压时， 降，液体膨胀；在69.2大气压时，液相体积为1.019 饱和压力点),再继续下降压力，气体产生， ),再继续下降压力 米3 (饱和压力点),再继续下降压力，气体产生， 液体体积平稳收缩。当降至地面温度和压力为1at 1at, 液体体积平稳收缩。当降至地面温度和压力为1at, 液体体积只有0.882 而产生了34 的天然气, 0.882米 34米 液体体积只有0.882米3而产生了34米3的天然气,求Rs.34 R= = 38.55m3 / m3 0.882

2.溶解油气比与压力

的关系 溶解油气比与压力的关系Rs●当压力大于饱和压力以后，溶 当压力大于饱和压力以后， 解油气比与原始溶解油气比相等， 解油气比与原始溶解油气比相等， 其值与压力无关。 其值与压力无关。●当地层压力降至小于饱和压力

Pb

Pi P

后，地层内原油便有气体逸出， 地层内原油便有气体逸出， 溶解于原油中的气量减少， 溶解于原油中的气量减少，故溶 解油气比减少。 解油气比减少。● Rsi=Rb

典型地层油接触脱气溶解油气比曲线

三、地层油的体积系数1.单相体积系数

1)定义 原油在地下的体积(地层油体积)与其在 定义:原油在地下的体积(地层油体积) 定义地面脱气后的体积之比。 地面脱气后的体积之比。

B0=Vof/Vos油中溶解气和热膨胀的影响大于弹性压缩的影响， 油中溶解气和热膨胀的影响大于弹性压缩的影响， 所以Bo都大于1 Bo都大于 所以Bo都大于1。

2)单相体积系数与压力的关系 2)单相体积系数与压力的关系B0

★当P<Pb时, P↑→ Bo↑ <Pb时 P↑→ ★当P>Pb时, P↑→ Bo↓ P>Pb时Pb原油体积系数与压力的关系

P

★当P=Pb时, Bo最大 P=Pb时 Bo最大

2.两相体积系数 . 1)定义：在饱和压力以下，某一压力时，地层原 定义：在饱和压力以下，某一压力时， 定义油和释出气体的总体积(即两相体积) 油和释出气体的总体积(即两相体积)与地面脱气 油体积之比。 油体积之比。

Bt=(Vof+Vgf)/Vos原油两相体积系数与溶解油气比的关系: 原油两相体积系数与溶解油气比的关系

Bt=Bo+(RsiBt=Bo+(Rsi-Rs)Bg

2) 两相体积系数与压力的关系Bo

★当P<Pb时, P↑→ Bt ↓ P<Pb时uBoi

★当P=Pb时, Rs=Rsi,Bt=Bob P=Pb时 ★当P=1大气压时, Rs→0,Bg=1, P=1大气压时, 大气压时 Bt=Bo+Rsi

Pb

P

三、地层油的压缩系数1.定义：在等温条件下， 1.定义：在等温条件下，单位体积地层油体积随压 定义力的变化率。 力的变化率。 单位: 单位: 1/MPa

1 dV C0 = V dP与体积系数B 的关系: 地层油压缩系数 Co与体积系数 o的关系

1 B0b B0 C0 = B 0 Pb P

2)地层油压缩系数的影响因素 地层油压缩系数的影响因素地层油压缩系数的大小主要取决于油中溶解气量 的大小。 的大小。

① Rs↑→ Co↑ ② T↑→ Co↑ ③ 当P>Pb时, P↑→ Co↓ P>Pb时 Co↓

四、原油收缩率地层油从地下至地面脱气后， 地层油从地下至地面脱气后，其体积必然变 这种现象称为地层原油的收缩， 小。这种现象称为地层原油的收缩，收缩的程度 用原油收缩系数( 来表示。 用原油收缩系数(率)来表示。 收缩系数： 收缩系数：

δ0

V os 1 = = B0 V ofV f V os Vf

收缩率： 收缩率：

β =

β反映了原油采至地面后体积的收

缩量。 反映了原油采至地面后体积的收缩量。 反映了原油采至地面后体积的收缩量

五、地层油的粘度影响地层油粘度的几个重要因素: 影响地层油粘度的几个重要因素

1)原油的化学组分对粘度的影响 2)原油中溶解气量对粘度的影响 3)温度对地层油粘度的影响 4)压力对粘度的影响

例题1: 例题 ：某实验室内进行储层流体高压物性分析, 某实验室内进行储层流体高压物性分析,在地层 温度93.3 和饱和压力17MPa ,PVT筒内有320厘米 17MPa下 筒内有320 温度93.3oC和饱和压力17MPa下,PVT筒内有320厘米3 油样,当筒内压力降到13.6MPa 13.6MPa时 油样,当筒内压力降到13.6MPa时,样品体积增加到 4.1升气体后 335.2厘米 放出4.1升气体后,筒内只剩单相原油303 335.2厘米3,放出4.1升气体后,筒内只剩单相原油303 再将压力降到0.1MPa,温度降到20 C,排出 0.1MPa,温度降到 排出16.4 厘米3.再将压力降到0.1MPa,温度降到20oC,排出16.4 升气体,筒内原油体积为230 230厘米 升气体,筒内原油体积为230厘米3.计算在压力为 13.6MPa时的溶解油气比 原油体积系数. 时的溶解油气比. 13.6MPa时的溶解油气比.原油体积系数.气体体积系 数和压缩因子以及油气两相体积系数. 数和压缩因子以及油气两相体积系数.