油层物理学整理.doc

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1、第一章1、 储层流体是指储存于油（气）藏中的石油、天然气和地层水。2、在石油中带有直链或支链，但没有任何环结构的饱和烃，称之为烷烃（或链烃）。在石油中大量存在的却只有含五碳环的环戊烷系和六碳环的环己烷系。3、 含蜡量：含蜡量是指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。4、 胶质含量：胶质是指原油中分子量较大(约3001000)的、含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，通常呈半固态分散状溶解于原油中。5、 沥青质含量：沥青质是一种高分子量(1000以上)、具有多环结构的、呈黑色固态的烃类化合物。6、 含硫量：指原油中所含硫(硫化物或单质硫)的百分数。第二章 天然气的高压物理性质按照矿藏特

2、点，天然气可分为伴生气和非伴生气按天然气的组成分类，可分为干气和湿气或贫气和富气 干气（dry gas）：井口流出物中，C5以上重烃液体含量低于13.5cm3/(标)m3的天然气。 湿气（wet gas） ：井口流出物中，C5以上重烃液体含量超过13.5cm3/(标)m3的天然气。 贫气(Lean gas)：井口流出物中，C3以上烃类液体含量低于94cm3/(标)m3的天然气。 富气(Rich gas)：井口流出物中，C3以上重烃液体含量超过94cm3/(标)m3的天然气。按天然气中H2S和CO2等酸性气体含量： 分为酸性天然气和洁气等。所谓视分子量是在0、760mmHg下，体积为22.4L的

3、天然气所具有的质量。天然气相对密度定义为：在标准状况下（293K、0.101MPa），天然气的密度与干空气密度之比。相对密度是一无因次量，常用符号g表示，即： 因为干空气的分子量为28.9629，故： gM29 理想气体是指气体分子无体积、气体分子之间无相互作用力的这样一种假想气体。理想气体状态方程为：压缩因子物理意义为：给定压力和温度下，一定量真实气体所占的体积与相同温度、压力下等量理想气体所占有的体积之比。即：1、对比状态原理及天然气的Z值求法对比压力Pr和对比温度Tr定义为： Pr 、Tr分别为对比压力和对比温度，无因次；Pc、Tc分别为该气体的临界压力（MPa）和临界温度（K）。当两种

4、气体处于相同对比状态时，气体的许多内涵性质（即与体积大小无关的性质）如压缩因子Z、粘度也近似相同。目前广泛采用双参数压缩系数法（即Z=f(Pr , Tr)）来考虑实际气体的状态变化，双参数压缩系数法的理论根据是对比状态原理由于天然气是混合气体，其临界参数值的求取，需要引入一个“视”或“拟”（Pseudo）临界参数的概念，将天然气的临界参数“视临界参数”定义为：有了天然气的视临界参数后，便可算出天然气的视对比压力Ppr和视对比温度Tpr：若已知天然气相对密度，由已知相对密度查出该天然气的视临界参数。图版修正法（Wichert方法） 根据非烃的含量，采用修正曲线图版来修正天然气的视临界参数、视对比

5、参数，达到修正Z值的目的。n天然气中所含H2S的摩尔分数；视临界温度的校正值（K） 天然气的体积系数（Gas Formation Volume Factor）Bg定义为：一定量的天然气在油气层条件（某一P、T）下的体积V与其在地面标准状态下（20，0.1MPa）所占体积Vsc之比，即：天然气体积系数Bg实质上描述了一定量气体，由油气层状态变化到地面压力，温度时所引起的体积变化的换算系数。天然气等温压缩率（或称为弹性系数）是指，在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率，其数学表达式为： （1）气体粘度与压力无关根据气体分子动力学，气体粘度为：表明，气体粘度大小与 ， ， 有关。而在这三个量中，

6、分子运动速度与压力无关，气体密度与压力成正比，而分子平均自由程却与压力成反比。可以认为，三者的乘积几乎与压力无关（2）随温度增加气体粘度增大。 （3）烃类气体的粘度随分子量的增加而减少；（4）非烃类气体的粘度较大。2、高压下的气体粘度 （1）随压力的增加而增加，（2）随温度的增加而减少，（3）随分子量的增加而增加，即具有类似于液体粘度的特性。这是因为在高压下，气体分子间的相互作用力成为主导作用，气体层间产生单位速度梯度所需的层面剪切应力很大，因而粘度很大。绝对湿度每1m3的湿天然气所含水蒸汽的质量称为绝对湿度，其关系式如下：相对湿度 在同样的温度下，绝对湿度与饱和绝对湿度之比，称为相对湿度：绝

7、对干燥的天然气， ， 则 ；当湿天然气达到饱和时 则 ， 对一般湿天然气有： 。在一定温度、压力条件下，天然气能够与水结合，形成结晶状水化物(或称水合物)。第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡1、体系（控制体）(System)：人为划分出来、用于研究的对象，体系可以看作是由边界面包围起来的空间。 2、相(Phase) ：体系中某一均质的部分称为一相。该部分与体系的其它部分具有明显的性质差别，而在该均质部分内物质的性质是相同的。3、相态：物质一般可以呈气、液、固三种状态，则相应均匀体系内的物质称为气相、液相、固相。 4、将状态方程以图示法表示就是相态图简称相图5、P-T图对于研究组成一定的体系的相

8、态变化最为方便。对于压力、温度一定，而组成变化的情况，则用三角相图表示。6、组分(Component) ：组成油藏烃类的每一类分子称为组分。每一组分由一种分子组成。一个相中可以含有多种组分，例如气相中可含甲烷、乙烷等组分。7、组成（composition)：各种化学成分或组分，及其所占比例的多少。8、拟组分(Pseudocomponent)： 石油天然气中含有上百种不同化学结构的分子，。有时也可将性质相近、含量较少的若干化学成分人为合并为一种拟组分(Pseudocomponent)9、而C7+则含C7+以上所有分子黑油模型10、拟组分划分的原则：（1）是根据成分的含量，含量高的成分可单独列为一

9、个组分，而若干个微量成分合并为一个组分。（2）是根据研究的目的和需要划分。 11、饱和蒸汽压线：曲线上的各点即为不同温度下乙烷的饱和蒸汽压，是汽-液两相平衡共存的温度和压力条件。12、露点压力：是温度一定时、压力升高过程中从汽相中凝结出第一批液滴时的压力13、泡点压力：温度一定时、压力降低过程中开始从液相中分离出第一批气泡时的压力。14、临界点：C称为临界点。临界点是汽、液两相能够共存的最高温度点和最高压力点饱和蒸汽压线的终点。 临界温度(Tc)，临界压力(Pc)：临界点对应的温度为临界温度(Tc)，对应的压力为临界压力(Pc)15、而CO2和丙烷(C3H8)的临界点落在油气藏温度范围内这就是

10、混相驱提高采收率时，要选CO2和C3H8来作混相剂。的主要原因16、体系温度高于最高温度TCT时、无论加多大的压力，体系也不能液化，故又将此温度称为临界凝析温度；当体系压力高于PCP时，无论温度如何，体系也不能汽化，而以单相液体存在，故将此压力称为临界凝析压力。 17、混合物的临界压力都高于各组分的临界压力，混合物的临界温度则居于两纯组分的临界温度之间；混合物中哪一组分的含量占优势，露点线或泡点线就靠近哪一组分的饱和蒸汽压线。18、aCpC线为泡点线，它是液相区和两相区的分界线，该线表示液相体积百分数为100。CCTb为露点线，它是汽相区和两相区的分界线，该线代表汽相体积百分数为100，19、

11、实质是根据油藏原始条件（温度及压力）与临界点相对位置的关系来判断。可分为：欠饱和油藏(undersaturated reservoir)。饱和油藏、有气顶的油藏、气藏、凝析气藏20、随着体系中重烃含量的增加，相包络线位置向右下方偏移；油藏烃类体系从气藏、凝析气藏、挥发性油藏到油藏，体系的平均分子量逐渐增加。21、真实溶液的热效应和体积变化忽略，而将体系视为理想溶液。22、理想溶液体系两相平衡共存时，各组分在气相中的分压等于该温度下的饱和蒸汽压与该组分在液相中的摩尔分数的乘积，即：23、气体混和物的总压力等于其各组分作用的压力之和或各组分的分压等于其气相摩尔分数与体系总压力的乘积，即： 消去分压

12、Pj，得整个体系组分j摩尔分数：，液相组成方程： 气相组成方程： 24、平衡比的定义 ：25、实验证明在较高的压力下，混合物的组成对平衡比是有影响的。换言之，平衡比不仅是压力和温度的函数，而且也是体系组成的函数，即Kjf (P，T，组成)。（1）、组成对平衡比的影响在低压情况下，每条曲线的斜率几乎都等于-1。每曲线与Kj1相交处的压力就等于该曲线所代表组分在给定温度下的饱和蒸汽压；最后随着压力的增加这些曲线有收敛到Kj=1(即yjxj)的趋势（2）、平衡比收敛为1时的压力称为收敛压力，记为Pcv（3）收敛压力Pcv 当给定温度是混合物体系的临界温度时，则收敛压力即为该体系的临界压力。26、对应

13、状态原理推论： 在两个体系中，只要这两个体系的组成为同族物，并在相同温度下收敛压力相同。 那么，某组分在体系A中的平衡比和该组分在另一个体系B中(同温、同压下)的平衡比亦相同(不管该体系是否由同样种类的组分、同样数目的组成)。27、天然气从原油中的分离（1）、闪蒸分离又称接触分离或一次脱气整个降压过程中，油气体系一直保持接触，气体不排出，总组成始终不变，这是闪蒸分离的特点（2）、多级脱气 所谓多级脱气，即在脱气过程中将每一级脱出的气体排走后，液相再进入下一级，亦即脱气是在系统组成变化的条件下进行的，多级脱气减少了轻质油的损耗，获得更多地面原油。（3）、通常一次脱气比多级脱气所分离出的气量多，而

14、油量少，亦即测出的气油比高； 且一次脱气分出的气相对密度较高，说明气体中含轻质油较多。 原因：一次脱气时油气始终接触而达到相平衡，故不管重烃和轻烃均按各自的平衡比Kjyjxj的比例大小而进入气相中，这样，较重的烃类由于热力学平衡也有进入气相的机会，故使得分出的气量多且相对密度大。 （4）、一般油层中的脱气是介于接触分离和微分分离两种脱气方式之间。油井中气相流速与液相流速差别不大时，油井中的脱气过程与接触脱气过程较为接近。28、 溶解度定义为单位体积液体所溶解的气量气体在油中的溶解度大小与温度有关，溶解气量随温度的增加而降低，这是由于温度的增加使烃类气体的饱和蒸汽压亦随之增加的缘故29、接触脱气（闪蒸分离）时的脱气曲线和溶解曲线，两者是完全重合的一条曲线。微分脱气时所得到的溶解曲线和脱气曲线不相重合。