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1、石油工程学院,石油工程概论 (General Introduction of Petroleum Engineering),2.课程特点,多,3.学习方法,课前预习,课上作笔记,课下复习,4.要求,认真听讲、做好笔记等，有问题及时沟通。,散,难,课程特点及基本要求,多读文献,邮箱: 电话: 18201281464 QQ: 185932435,1.联系方式,主要参考书,4、张琪，采油工程原理与设计，石油工业出版 社，2000,5、郑俊德，张洪亮，主编。油气田开发与开采 石油工业出版社，1997,2、吴晓东，刘亚军，石油工程概论(采油部分)， 石油大学出版社，2001,1、王瑞和，李明忠石油工程
2、概论，石油工业出 版社，2001,3、杨胜来，魏俊之，油层物理学，石油工业出 版社，2004,参考书,第1章 绪论 第2章 油藏流体及岩石物理性质 第3章 油藏储量和开发机理 第4章 自喷井与气举采油 第5章 有杆泵及无杆泵采油技术 第6章 油水井增产增注技术 第7章 提高采收率技术,课程提纲,第一章 绪 论 Introduction,石油：Petroleum，希腊语：petra (岩石) + 拉丁语oleum（油）；石油被喻为“黑色金子”、“工业血液”，占世界“能源消费结构的40”，是一种可燃的有机矿产，88%开采的石油被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。石油具有以下特点： 具燃烧的充
3、分性及高的热值； 比重小，具有流动性； 较易开采； 蕴藏丰富。,1、3000多年前，周代易经：“上火下泽”、“火在水上”、“泽中有火”； 2、1900多年前，汉书.地理志：“高奴，有洧水，可蘸”； 3、北宋，沈括梦溪笔谈：“鄜延境内有石油，旧说高奴出脂水，即此也” 4、宋末元初，我国已大规模开采自流井的浅层天然气。 5、1840年，自贡磨子井，钻达1200m至深部主力气层，强烈井喷，火光冲天，号称“火井王”。 近百年，由于帝国主义扼杀我国的石油工业，向中国倾销石油，是我们靠“洋油”过日子。,我国石油工业发展历程,一、概 论,新中国成立后，我国石油工业迅速发展： 1、解放后前10年，开展全国石油
4、普查； 2、1959年9月，松辽盆地松基3井喷油，发现大庆油田；1963年发现胜利油田；1964年发现大港油田； 3、1975年，发现任丘油田，1978年，我国原油产量过亿吨，迈入世界产油大国行列； 4、“稳定东部，发展西部、油气并举”我国石油战略； 1989年，发现鄯善、丘陵等一批大中型煤系油气田。 解放以来，我国已找到493个油田、145个气田，油气产量持续稳定增长。1998年，世界银行将中国列为世界第三能源生产大国。,我国石油工业发展历程,一、概 论,早期中国油气研究人员：,翁文波、李德生、张传淦、卞美年、田在艺,研究人员少； 手段落后； 工作重点在西部盆地外缘,孙建初骑驴找油,一、概
5、论,玉门油田,在中东地区波斯湾一带有丰富的储藏，而在俄罗斯、美国、加拿大、中国、墨西哥和委内瑞拉、中亚等地也有很大量的储藏。,一、概 论,一、概 论,二、预备知识,研究油气田地质资料，掌握地下油气的分布状况， 掌握储层及其流体性质与特点，制定合理的开发方案。,油气的分离、储存、输送等,石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流动通道并优选举升方法，经济有效地将深埋于地下油气从油气藏中开采到地面所实施的一系列工程和工艺技术的总称。包括油藏、钻井、采油和石油地面工程等。,石油工程是集多种工艺技术和工程措施于一体，多种工艺技术相互配合、相互渗透、相互促进和发展的综合工程。,油田开采过程中根据开发目标通
6、过产油井和注 入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。,确定钻井方法和钻进工艺技术，建立起 一条开采油气的通道，保护油气层。,1.石油工程的定义,勘探发现具有工业油气流的含油气构造,制定合理的开发方案,进行合理的钻井设计和科学的钻井施工,2. 石油工程任务,制定采油工程方案，确定采油工艺技术,开发的动态监测与开发调整,采取有效措施，提高原油采收率,二、预备知识,经济有效地提高油田 产量和原油采收率,3. 石油工程目标,油气采收率 （Hydrocarbon Recovery Factor）,=,采出的油气总量 （Total Produced Hydrocarbon ）,地质储量 （Reserve
7、s in Place）,100%,二、预备知识,油气藏：运移着的油气，由于遮挡物的作用，阻止了它们继续运移，而在储集层富集起来就形成了油气藏。,石油工程研究对象：油气藏。,二、预备知识,石油的生成(Petroleum Origin),有机成因说,无机成因说,碳化物说,宇宙说,岩浆说,二、预备知识,(1) 背斜构造油藏,油气藏的类型(Reservoir Type),(2) 断层遮挡油藏,二、预备知识,(3) 岩性油藏,(4) 不整合封闭油气藏,油气藏的类型(Reservoir Type),二、预备知识,油藏储量及开发机理,提高油田开发效果,提高采收率方法,油藏流体 及岩石 物理性质,课程主要内容
8、,各种采油工艺方法,三、课程简介,复习思考题,1.石油工程的定义 2.石油工程任务 3.油气藏形成必要条件,油藏流体及岩石物理性质,第二章,第一节 油藏流体物理性质,油藏流体 (reservoir fluid),石油(petroleum),天然气(gas),地层水(stratumtous water),油藏流体的特点(the characteristic of reservoir fluid )：,储层烃类：C、H,高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体； 随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化。 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。 烃类流体的密度小，
9、比水轻。,油藏 (reservoir）,储集流体的岩石(rock),储集其中的流体(fluid),一、油气的相态,相态：物质在一定条件（温度和压力）下所处的状态。,相：某一体系或系统中具有相同成分、相同物理、化学性质的均匀物质部分。油藏烃类一般有气、液、固三相。,第一节 油藏流体物理性质,矿藏 (mine),汽油蒸气含量 (the content of gasoline stream),硫含量 (the content of sulfur),凝析气 (condensate gas):具有反凝析作用能形成凝析油的气田气,油藏气 (gas of oil reservoir):又叫油田气,伴生气,溶
10、解或气顶中的气,气藏气 (gas of gas reservoir):又叫气田气,单独聚集成气藏,2、天然气的分类,干气 （CH498%）,湿气（富气） （CH450%，汽油蒸气）,酸气1g/m3,净气1g/m3,第一节 油藏流体物理性质,环烷烃(ring-alkane),芳香烃(aroma-alkane),其它化合物,含硫化合物:硫醇、硫醚、噻吩,含氮化合物:吡咯、吡啶、,高分子杂环化合物:胶质、沥青质,3、石油的组成,烷烃(alkane):C5C16,含氧化合物:环烷酸、苯酚、脂肪酸,第一节 油藏流体物理性质,第一节 油藏流体物理性质,1、原油饱和压力,原油饱和压力系指在地层条件下，原油中
11、的溶解气开始分离出来时的压力。又称泡点压力。,三、地层原油高压物性,三、地层原油高压物性 地层油：高温高压，溶解有大量的天然气,(1)定义:在油藏温度和压力下地层油中溶解的气量，m3/m3。,Vg地层油在地面脱出的气量（标准状态）m3 Vo地面脱气原油体积，m3。 Rs在地层条件下的原油溶解气油比，,地层油的溶解气油比是用接触脱气的方法得到的。,第一节 油藏流体物理性质,2、溶解气油比（Rs）,(2)影响因素, 油气性质, 压力,油气密度差异越小，地层油的溶解气油比越大。, 温度,油藏条件下，T升高，Rs降低,第一节 油藏流体物理性质,3、压缩系数（Co）,(1)定义：在温度一定的条件下，单位
12、体积地层油随压力变化的体积变化率，1/MPa,第一节 油藏流体物理性质,三、地层原油高压物性,(2)影响因素分析：,三、地层原油高压物性,(1)定义：又称原油地下体积系数，是指原油在地下体积(即地层油体积Vf)与其在地面脱气后的体积(Vs)之比。,一般地，Bo1。,第一节 油藏流体物理性质,4、体积系数（Bo）,(2)影响因素分析,3、 油藏压力,P , Bo,当PPb时，,当P=Pb时，Bo Bomax,体积系数与压力的关系,两相体积系数,5、粘度（） (1)定义：当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力，单位：mPa.s。,三、地层原油高压物性,第一节 油藏流体物理性质,(2)影响因素分析
13、：,温度,T，o,压力,当P=Pb时，o omin,o P、T 关系,指在油层条件下，粘度大于50 mPa.s，相对密度大于0.90的原油。,三、地层原油高压物性 5、稠油,第一节 油藏流体物理性质,第一节 油藏流体物理性质,四、天然气高压物性 1、压缩因子（Z）,一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。,理想气体的假设条件：,1.气体分子无体积；,2.气体分子间无作用力；,3.气体分子间是弹性碰撞；,第一节 油藏流体物理性质,压缩因子Z的物理意义：,实际气体与理想气体的差别。,Z1实际气体较理想气体难压缩,Z=1实际气体成为理想气体,Z1实际气体
14、较理想气体易压缩,天然气压缩因子，可根据天然气组成和所处温度、压力条件查相应图版获得。,第一节 油藏流体物理性质,拟对比压力PPr： 拟对比温度TPr：,天然气在油藏条件下的体积Vg与其在地面标准状态（20，1.013105Pa）下的体积V0之比，单位，m3/m3。,四、天然气高压物性 2、体积系数（Bg）,等温条件下单位体积气体随压力变化率。,3、天然气压缩系数（Cg）,第一节 油藏流体物理性质,四、天然气高压物性 4、粘度（）,低压条件下,大气压下天然气的粘度曲线,气体的粘度随温 度的增加而增加； 气体的粘度随气体 分子量的增大而减 小； 低压范围内，气体 的粘度几乎与压力 无关,第一节
15、油藏流体物理性质,高压条件下,气体的粘度随压力的增加而增加；,在高压下，气体密度变大，气体分子间的相互作用力起主要作用，气体层间产生单位速度梯度所需的层面剪切应力很大。,气体的粘度随温度的增加而减小；,气体的粘度随气体分子量的增加而增加。,高压下，气体的粘度具有类似于液体粘度的特点。,四、天然气高压物性 4、粘度（）,第一节 油藏流体物理性质,地层水是指处于油藏边部和底部的边水和底水、层间水及与油共存的束缚水等。,五、地层水高压物性,地层水矿化度：单位体积地层水中所含各种离子、分子、盐类、胶体的总含量，称为地层水矿化度，以mg/L或mol/L表示。 地层水分类：石油工业通常采用苏林分类法将水分
16、为CaCl2、MgCl2、NaHCO3和Na2SO4四种类型； 地层水硬度： 地层水硬度是指地层水中所含Ca2+、Mg2+的量。通常以1L地层水中含10mg的CaO或7.2mg的MgO为一度。,第一节 油藏流体物理性质,1、基本参数,2、体积系数（BW） 指地层水在地层条件下的体积与其在地面条件下体积之比。地层水的体积系数变化比较小，一般在1.011.02之间。,第一节 油藏流体物理性质,3、压缩系数（Cw） 等温条件下单位体积气体随压力变化率。通常在3.710-4510-4MPa-1之间变化。,4、粘度（） 地层水粘度：指地层水流动时内摩擦阻力的大小，单位：mPa.s。,复习提要,一、地层原油高压物性,2、体积系数（Bo）,3、压缩系数（Co）,4、粘度（）,1、溶解气油比（Rs）,二、天然气高压物性,1、压缩因子（Z）,2、体积系
