1、第二章第二章 儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)油氣的化學(xué)組成油氣的化學(xué)組成油氣的相態(tài)油氣的相態(tài)天然氣的高壓物性天然氣的高壓物性地層油的高壓物性地層油的高壓物性地層水的高壓物性地層水的高壓物性第二章第二章 儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)儲(chǔ)層流體儲(chǔ)層流體石油石油天然氣天然氣地層水地層水一些分子結(jié)構(gòu)相似的一些分子結(jié)構(gòu)相似的碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔锖蜕倭糠呛蜕倭糠翘細(xì)浠衔锏幕旌衔锾細(xì)浠衔锏幕旌衔飪?chǔ)層烴類儲(chǔ)層烴類烷烴、環(huán)烷烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴烴和芳香烴（1 1）高溫高壓，且石油中溶解有大量的烴類氣體；）高溫高壓，且石油中溶解有大量的烴類氣體；儲(chǔ)層流體的特點(diǎn)：儲(chǔ)層流體的特點(diǎn)：（2 2）隨）隨溫度

2、溫度、壓力的變化壓力的變化，油藏流體的，油藏流體的物理性質(zhì)物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生也會(huì)發(fā)生變化變化。同時(shí)會(huì)出現(xiàn)原油脫氣、析蠟、地層。同時(shí)會(huì)出現(xiàn)原油脫氣、析蠟、地層水析鹽或氣體溶解等相態(tài)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。水析鹽或氣體溶解等相態(tài)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。原原因因烴類物質(zhì)的烴類物質(zhì)的組成組成是是內(nèi)因內(nèi)因；溫度溫度、壓力壓力是是外因外因。第二章第二章 儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成一、天然氣的組成及表示方法、分類一、天然氣的組成及表示方法、分類 石蠟族低分子飽和烷烴（主要）石蠟族低分子飽和烷烴（主要）CHCH4 470709898C C2 2H H6 6C C3 3H H8 8

3、C C4 4H H1010 非烴氣體（少量）非烴氣體（少量）H H2 2S S惰性氣體惰性氣體HeHe、ArArH H2 2O ON N2 2COCOCOCO2 2CC5 5組成：組成：研究混合物體系中各個(gè)成分或組分及其相對(duì)含量。研究混合物體系中各個(gè)成分或組分及其相對(duì)含量。1.1.天然氣的組成天然氣的組成 2. 2.天然氣組成的表示方法天然氣組成的表示方法摩爾組成摩爾組成質(zhì)量組成質(zhì)量組成體積組成體積組成%1001kiiiinny11kiiy理想氣體理想氣體%1001kiiiimmw11kiiw%1001kiiiiVVv11kiivkiiiiiiMMy1iivy kiiiiiiMyMyw1第一節(jié)

4、第一節(jié) 儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成礦藏礦藏汽油蒸汽含量汽油蒸汽含量硫含量硫含量凝析氣凝析氣油藏氣油藏氣氣藏氣氣藏氣干氣干氣100g/m100g/m3 3100g/m100g/m3 3富氣富氣酸氣酸氣1g/m1g/m3 3凈氣凈氣1g/m C C5 5H H1212）第一節(jié)第一節(jié) 儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 芳香烴芳香烴 其它化合物其它化合物 烷烴烷烴 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：高分子雜環(huán)化合物：高分子雜環(huán)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

5、吡咯、吡啶、喹啉、吲哚膠質(zhì)、瀝青質(zhì)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)二、石油的組成、商品性質(zhì)及分類二、石油的組成、商品性質(zhì)及分類1.1.石油的組成石油的組成第一節(jié)第一節(jié) 儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成第一節(jié)第一節(jié) 儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成2.2.石油的商品性質(zhì)：石油的商品性質(zhì)：餾分組成餾分組成含硫量含硫量瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)膠質(zhì)膠質(zhì)含蠟量含蠟量凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)粘度粘度相對(duì)密度相對(duì)密度指標(biāo)：指標(biāo)：-148-2.35-20.722.633-63.50.8893任丘任丘P層層-3.418.130-12.30.8394川中油田川中油田-6.40.260.1517.44.73-7-37.40.9037遼河遼河C區(qū)區(qū)21

6、.85899.511.89.6513.82162.2*-0.9744江漢江漢W區(qū)區(qū)-22.68.3-15.5-12.90.8530玉門玉門L層層3518583.70.130.0112.62.04-50-19.230.8699克拉瑪依克拉瑪依20.54.0974.810.136.2713.986.17-1225.5551.970.9174大港大港M層層11.21.915.88.952.256.627.50-12157.5427.50.9547孤島孤島G層層20979.55.50.473.118.317.93317.9537.690.8845勝利勝利T區(qū)區(qū)2814882.50.15-13.328.

7、624-17.400.8753大慶大慶S區(qū)區(qū) 300/% 200/%初餾點(diǎn)初餾點(diǎn)()7050 餾分組成餾分組成殘?zhí)細(xì)執(zhí)?%含硫量含硫量/%瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)/%膠質(zhì)膠質(zhì)/%含蠟量含蠟量/%凝固點(diǎn)凝固點(diǎn)/ 運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度/(cm2/s)相對(duì)密相對(duì)密度度D420 性質(zhì)性質(zhì) 原油原油我國(guó)部分油田地面原油性質(zhì)我國(guó)部分油田地面原油性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成含硫量含硫量膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量含蠟量含蠟量少硫原油少硫原油0.5%0.5%0.5%含硫原油含硫原油多膠原油多膠原油25258 82525膠質(zhì)原油膠質(zhì)原油 8221 12 2含蠟原油含蠟原油 111。第四節(jié)第四節(jié) 地層油

8、的高壓物性地層油的高壓物性兩相體積系數(shù)：兩相體積系數(shù)： 油藏壓力低于泡點(diǎn)壓力時(shí)，在給定壓力下地油藏壓力低于泡點(diǎn)壓力時(shí)，在給定壓力下地層油和其釋放出氣體的總體積層油和其釋放出氣體的總體積( (兩相體積兩相體積) )與它與它在地面脫氣后的體積在地面脫氣后的體積( (地面原油體積地面原油體積) )之比。之比。osgfoftVVVBgosossigfBVRRV因?yàn)椋阂驗(yàn)椋核裕核裕篻ssiotBRRBB第四節(jié)第四節(jié) 地層油的高壓物性地層油的高壓物性(1)(1)P PP Pb b時(shí)時(shí), ,存在兩相體積系數(shù)存在兩相體積系數(shù)；(2)(2)P=PP=Pb b時(shí)時(shí): :(3)(3)P P1 1絕對(duì)大氣壓絕對(duì)大

9、氣壓時(shí)，時(shí)，(4)(4)兩相體積系數(shù)與壓力的關(guān)系曲線為關(guān)系曲線中的兩相體積系數(shù)與壓力的關(guān)系曲線為關(guān)系曲線中的虛線部分。虛線部分。綜上所述：綜上所述：R Rs s=0=0，B Bg g=1, B=1, Bt t=B=Bo o+R+Rsisi, ,B Bt t為最大值為最大值；R Rs s=R=Rsisi,V,Vfgfg=0,B=0,Bt t=B=Bo o=B=Bobob, ,B Bt t為最小值為最小值；第四節(jié)第四節(jié) 地層油的高壓物性地層油的高壓物性三、地層油的等溫壓縮系數(shù)三、地層油的等溫壓縮系數(shù)定義定義：在溫度一定的條件下，單位體積地層油在溫度一定的條件下，單位體積地層油隨壓力變化的體積變化值

10、，隨壓力變化的體積變化值，1/MPa1/MPa。PPVVPVPVbofobofof由于：由于：booboboobobofobofoPPBBBPPBBBPPVVVC111所以：所以：TofofoPVVC1boobooPPBBBC1第四節(jié)第四節(jié) 地層油的高壓物性地層油的高壓物性四、地層油的粘度四、地層油的粘度輕烴組分所占比例輕烴組分所占比例 , , o o 組成組成溫度溫度T T ，o o 壓力壓力溶解氣油比溶解氣油比RsRs , , o o o o P P、T T 關(guān)系關(guān)系P Pb： P， o。第四節(jié)第四節(jié) 地層油的高壓物性地層油的高壓物性參數(shù)參數(shù)密度密度溶解溶解氣油氣油比比體積體積系數(shù)系數(shù)等溫

11、等溫壓縮壓縮系數(shù)系數(shù)粘度粘度組成組成( (輕組分輕組分 ) ) 溶解氣油比溶解氣油比 溫度溫度 壓壓力力 PPbPPbPPb 第四節(jié)第四節(jié) 地層油的高壓物性地層油的高壓物性一、天然氣的壓縮因子方程一、天然氣的壓縮因子方程理想氣體的假設(shè)條件：理想氣體的假設(shè)條件：1.1.氣體分子無體積，是個(gè)質(zhì)點(diǎn)；氣體分子無體積，是個(gè)質(zhì)點(diǎn)；2.2.氣體分子間無作用力；氣體分子間無作用力；3.3.氣體分子間是彈性碰撞；氣體分子間是彈性碰撞；理想氣體狀態(tài)方程：理想氣體狀態(tài)方程：nRTpV天然氣處于高溫、高壓狀態(tài)多組分天然氣處于高溫、高壓狀態(tài)多組分混合物，不是理想氣體混合物，不是理想氣體壓縮因子壓縮因子第五節(jié)第五節(jié) 天然

12、氣的高壓物性天然氣的高壓物性壓縮因子：壓縮因子：一定溫度和壓力條件下，一定質(zhì)量一定溫度和壓力條件下，一定質(zhì)量氣體實(shí)際占有的體積與在相同條件氣體實(shí)際占有的體積與在相同條件下理想氣體占有的體積之比。下理想氣體占有的體積之比。理想實(shí)際VVZpnRTV實(shí)際實(shí)際ZnRTpV 實(shí)際氣體的壓縮因子狀態(tài)方程：實(shí)際氣體的壓縮因子狀態(tài)方程：第五節(jié)第五節(jié) 天然氣的高壓物性天然氣的高壓物性壓縮因子壓縮因子Z的物理意義的物理意義：第五節(jié)第五節(jié) 天然氣的高壓物性天然氣的高壓物性壓縮因子壓縮因子Z可以由圖版查得。可以由圖版查得。Z1實(shí)際氣體較理想氣體難壓縮實(shí)際氣體較理想氣體難壓縮Z1 實(shí)際氣體成為理想氣體實(shí)際氣體成為理想氣

13、體實(shí)際氣體與理想氣體的差別。實(shí)際氣體與理想氣體的差別。二、天然氣的體積系數(shù)二、天然氣的體積系數(shù)定義定義：地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位體積天然氣在地層條地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位體積天然氣在地層條件下的體積。件下的體積。scggVVBPtZPTTZPBscscg27310458. 34第五節(jié)第五節(jié) 天然氣的高壓物性天然氣的高壓物性三、天然氣的等溫壓縮系數(shù)三、天然氣的等溫壓縮系數(shù)定義定義：在等溫條件下單位體積氣體隨壓力變化在等溫條件下單位體積氣體隨壓力變化的體積變化值。的體積變化值。TgPVVC1 或：或：在等溫條件下氣體隨壓力變化的體積變?cè)诘葴貤l件下氣體隨壓力變化的體積變化率。化率。PZZpCg11第五節(jié)第五節(jié)

14、天然氣的高壓物性天然氣的高壓物性四、天然氣的粘度四、天然氣的粘度1.1.定義定義牛頓內(nèi)摩擦定律牛頓內(nèi)摩擦定律yuxxy/ 運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度 動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度絕對(duì)粘度絕對(duì)粘度第五節(jié)第五節(jié) 天然氣的高壓物性天然氣的高壓物性(1)(1)低壓下低壓下2.2.天然氣粘度的特點(diǎn)天然氣粘度的特點(diǎn)大氣壓下天然氣的粘度曲線大氣壓下天然氣的粘度曲線氣體的粘氣體的粘度隨溫度的度隨溫度的增加而增加增加而增加 ;氣體的粘氣體的粘度隨氣體分度隨氣體分子量的增大子量的增大而減小；而減小；低壓范圍低壓范圍內(nèi)，氣體的內(nèi)，氣體的粘度幾乎與粘度幾乎與壓力無關(guān)。壓力無關(guān)。第五節(jié)第五節(jié) 天然氣的高壓物性天然氣的高壓物性(2) (2)

15、高壓下高壓下氣體的粘度隨壓力的增加而增加；氣體的粘度隨壓力的增加而增加； 在高壓下，氣體密度變大，氣體分子間的相在高壓下，氣體密度變大，氣體分子間的相互作用力起主要作用，氣體層間產(chǎn)生單位速度梯互作用力起主要作用，氣體層間產(chǎn)生單位速度梯度所需的層面剪切應(yīng)力很大。度所需的層面剪切應(yīng)力很大。氣體的粘度隨溫度的增加而減小；氣體的粘度隨溫度的增加而減小；氣體的粘度隨氣體分子量的增加而增加。氣體的粘度隨氣體分子量的增加而增加。高壓下，氣體的粘度具有類似于液態(tài)粘度的特點(diǎn)。高壓下，氣體的粘度具有類似于液態(tài)粘度的特點(diǎn)。第五節(jié)第五節(jié) 天然氣的高壓物性天然氣的高壓物性第六節(jié)第六節(jié) 地層水的高壓物性地層水的高壓物性地

16、層水：地層水：油層水油層水( (與油同層與油同層) )和和外部水外部水( (與油不同層與油不同層) )的總稱。的總稱。地層水長(zhǎng)期與巖石和地層油接觸地層水長(zhǎng)期與巖石和地層油接觸地層水中含有大量的無機(jī)鹽地層水中含有大量的無機(jī)鹽底水底水邊水邊水層間層間水水束縛束縛水水上層上層水水下層下層水水構(gòu)造構(gòu)造水水一、地層水的礦化度一、地層水的礦化度1.1.地層水中的離子地層水中的離子陽(yáng)離子陽(yáng)離子NaNa+ +、K K+ +、CaCa2 + 2 + 、MgMg2 +2 +ClCl- -、COCO3 32 - 2 - 、SOSO4 42 - 2 - 、HCOHCO3 3- -陰離子陰離子2.2.礦化度礦化度水中礦

17、物鹽的質(zhì)量濃度，通常用水中礦物鹽的質(zhì)量濃度，通常用mg/Lmg/L表示表示地層水的地層水的總礦化度總礦化度表示水中表示水中正負(fù)離子的總和。正負(fù)離子的總和。不同油藏的地層水礦化度差別很大不同油藏的地層水礦化度差別很大第六節(jié)第六節(jié) 地層水的高壓物性地層水的高壓物性MgCl223945121242813581375658712勝坨勝坨S2層層NaHCO37711661724106310276442593渤海渤海S2層層CaCl2369610706022088187414112152臨盤臨盤S3層層CaCl2373986360244382522880641372304896331中原中原W層層總礦化度

18、總礦化度CO32-HCO3-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Na+(K+)水型水型離子質(zhì)量濃度及總礦化度離子質(zhì)量濃度及總礦化度/（mg/L）油田名稱油田名稱我國(guó)部分油田地層水資料我國(guó)部分油田地層水資料第六節(jié)第六節(jié) 地層水的高壓物性地層水的高壓物性二、地層水的分類二、地層水的分類蘇林分類法蘇林分類法具體思路具體思路根據(jù)水中根據(jù)水中NaNa+ +（包括（包括K K+ +）和）和ClCl- -的當(dāng)量比，利用的當(dāng)量比，利用水中正負(fù)離子的化合順序，以水中某種化合水中正負(fù)離子的化合順序，以水中某種化合物出現(xiàn)的趨勢(shì)而命名水型。物出現(xiàn)的趨勢(shì)而命名水型。氯化鎂氯化鎂(MgCl(MgCl2 2) )水型水型重碳酸

19、鈉重碳酸鈉(NaHCO(NaHCO3 3) )水型水型硫酸鈉硫酸鈉(Na(Na2 2SOSO4 4) )水型水型氯化鈣氯化鈣(CaCl(CaCl2 2) )水型水型第六節(jié)第六節(jié) 地層水的高壓物性地層水的高壓物性蘇蘇林林成成因因系系數(shù)數(shù)劃劃分分水水型型 當(dāng)當(dāng)量量比比 成成因因系系數(shù)數(shù) 水水 型型 環(huán)環(huán)境境特特點(diǎn)點(diǎn) 124SOClKNa 重重碳碳酸酸鈉鈉型型 大大陸陸環(huán)環(huán)境境（油油氣氣田田水水） 1ClKNa 124SOClKNa 硫硫酸酸鈉鈉型型 大大陸陸沖沖刷刷環(huán)環(huán)境境，地地面面 12MgKNaCl 氯氯化化鈣鈣型型 深深層層封封閉閉環(huán)環(huán)境境 1ClKNa 12MgKNaCl 氯氯化化鎂鎂型型 海海洋洋環(huán)環(huán)境境，海海水水 第六節(jié)第六節(jié) 地層水的高壓物性地層水的高壓物性三、地層水的高壓物性三、地層水的高壓物性1. 1. 溶解氣溶解氣很少很少地層水地層水溶解鹽類溶解鹽類是影響地層水高壓物性的是影響地層水