凝析气藏的形成课件.pptx

一 凝 析 气 藏 的 形 成（ 一 ） 基 本 概 念 地 下 ： 单 一 气 相 （ 油 逆 蒸 发 气 化 或 分 散 于 气 相 中 ） ， 为 凝 析 气地 面 ： 气 、 油 同 产 ， 产 气 为 主 ， 液 态 烃 称 为 凝 析 油 凝 析 气 是 指 地 下 温 度 、 压 力 条 件 下 呈 气 态 ,随 温 度 、 压力 降 低 呈 反 凝 析 现 象 的 一 种 特 殊 类 型 的 天 然 气 。 反 凝 析 过 程中 析 出 的 液 态 烃 类 称 为 凝 析 油 。 在 地 下 深 处 较 高 温 、 高 压 条 件 下 的 烃 类 气 体 ， 采 到 地 面后 ， 温 度 、 压 力 降 低 ， 凝 结 出 部 分 液 态 烃 ， 这 种 含 有 一 定 数量 凝 析 油 的 气 藏 称 为 凝 析 气 藏 。 逆 凝 结 :压 力 减 小 气 体 变 为 液 体 ,或 液 相 增 加 ,与 正 常 凝 结 刚 好 相 反 。逆 蒸 发 :压 力 增 大 液 相 反 而 减 小 ,以 至 蒸 发 的 现 象 ,与 正 常 蒸 发 刚 好 相 反 。泡 点 ： 温 度 （ 或 压 力 ） 一 定 时 ， 开 始 从 液 相 中 分 离 出 第 一 批 气 泡 的 压 力（ 或 温 度 ） 。 对 于 纯 化 合 物 ， 泡 点 也 就 是 在 某 压 力 下 的 沸 点 。露 点 ： 温 度 （ 压 力 ） 一 定 情 况 下 ， 单 一 气 体 或 气 体 混 合 物 处 于 开 始 冷 凝成 液 体 的 温 度 （ 或 压 力 ） 。 汽 液 平 衡 时 ， 液 相 的 泡 点 即 为 汽 相 的 露 点 。饱 和 蒸 汽 压 ： 在 密 闭 条 件 中 ， 在 一 定 温 度 下 ， 与 液 体 或 固 体 处 于 相 平 衡的 蒸 气 所 具 有 的 压 力 。相 图 ： 也 称 相 态 图 、 相 平 衡 状 态 图 ， 是 用 来 表 示 相 平 衡 系 统 的 组 成 与 一些 参 数 (如 温 度 、 压 力 )之 间 关 系 的 一 种 图 1、 纯 物 质 的 临 界 状 态（ 二 ） 凝 析 气 藏 的 形 成临 界 点 （ C） ： 气 液 两 相 界 限 消 失 ， 气 液 两 相 内 涵性 质 相 同 。 内 涵 性 质 是 指 与 物 质 数 量 无 关 的 性 质 ， 如 密 度 、粘 度 、 表 面 张 力 等 。纯 物 质 临 界 点 也 是 气 液 两 相 共 存 的 最 高 温 、 压 点 。 临 界 温 度 ： 临 界 点 C的 温 度 纯 物 质 能 液 化 的 最高 温 度 。 即 液 体 能 维 持 液 相 的 最 高 温 度 。 当 T TC时 ，无 论 再 加 多 大 压 力 ， 该 物 质 也 不 液 化 。临 界 压 力 ： 临 界 点 C的 压 力 临 界 温 度 时 纯 物 质的 气 体 液 化 所 需 的 最 低 压 力 。 表 ： 若 干 物 质 的 临 界 参 数 物 质 名 称 临 界 温 度( ) 临 界 压 力(atm) 物 质 名 称 临 界 温 度( ) 临 界 压 力(atm)水二 氧 化 碳氮硫 化 氢甲 烷乙 烷丙 烷正 丁 烷异 丁 烷环 戊 烷 374.231.0-146.9100.4-82.132.396.8152.0134.9238.6 218.572.933.588.945.848.242.036.036.044.6 正 戊 烷异 戊 烷环 己 烷正 己 烷正 庚 烷正 辛 烷正 癸 烷正 十 一 烷正 十 二 烷 198.0187.8280.0234.7267.0296.7346.3369.4390.6 33.332.940.029.927.024.621.219.018.5物 质 名 称 临 界 温 度 临 界 压 力 物 质 名 称 临 界 温 度 临 界 压 力水二 氧 化 碳氮硫 化 氢甲 烷乙 烷丙 烷正 丁 烷异 丁 烷环 戊 烷 正 戊 烷异 戊 烷环 己 烷正 己 烷正 庚 烷正 辛 烷正 癸 烷正 十 一 烷正 十 二 烷物 质 名 称物 质 名 称 临 界 温 度临 界 温 度 临 界 压 力临 界 压 力 物 质 名 称物 质 名 称 临 界 温 度临 界 温 度 临 界 压 力临 界 压 力水二 氧 化 碳氮硫 化 氢甲 烷乙 烷丙 烷正 丁 烷异 丁 烷环 戊 烷水二 氧 化 碳氮硫 化 氢甲 烷乙 烷丙 烷正 丁 烷异 丁 烷环 戊 烷 正 戊 烷异 戊 烷环 己 烷正 己 烷正 庚 烷正 辛 烷正 癸 烷正 十 一 烷正 十 二 烷正 戊 烷异 戊 烷环 己 烷正 己 烷正 庚 烷正 辛 烷正 癸 烷正 十 一 烷正 十 二 烷 71.1 时 ： 时 ：丙 烷 被 压 缩 到 A开 始液 化 ； 气 体 量 ， 液 体量 ， V丙 烷 逐 渐 ；到 B点 时 ， 气 体 全 部液 化 ， 因 液 体 压 缩 性 小 ， 故 加 极 大 P， V也 不 变 。从从 A到到 B： 液 相 与 气液 相 与 气相 共 存相 共 存 。 P没 变 ， 表 明在 一 定 T下 ， 液 体 有 一定 的 饱 和 蒸 气 压 。 T ，液 体 饱 和 蒸 气 。 K点 ： 临 界 点临 界 点 ， 该 点 的 T、P即 为 临 界 温 度临 界 温 度 和 临 界临 界压 力压 力 。 该 T以 上 ， 气 体在 任 何 P下 都 不 能 液 化 。 71.1 的 的 P-V曲 线 ：曲 线 ：（ 1） 随 P ， V丙 烷 ；（ 2） 过 A点 后 ， V丙 烷继 续 ， 但 P保 持 不 变 ；（ 3） 过 B点 后 ， 即 使加 极 大 压 力 ， V也 不 变 。87.8 的的 P-V曲 线 ：曲 线 ：随 T ， 水 平 线 段 缩短 （ A B AB） 。96.8 的 的 P-V曲 线曲 线 ：水 平 线 段 缩 成 一 点 KK ，在 此 温 度 以 上 的 曲 线 ，水 平 线 段 完 全 消 失 。 气 液 两 相 共 存 的 最 高 温 度K1和 最 高 压 力 B1， 分 别 称 为 临界 凝 析 温 度 和 临 界 凝 析 压 力 。 临 界 点 K为 泡 点 线 （ DB1曲线 ） 与 露 点 线 （ BK1曲 线 ） 的交 点 。 已 经 不 再 是 两 相 共 存 的最 高 温 度 或 压 力 。 K1为 临 界 凝 结 温 度 （ 最 高临 界 温 度 ） ， 代 表 气 液 两 相 并存 的 最 高 温 度 （ 105Pa） （ ） 气 相 液 相 液 体 体 积 百 分含 量 等 值 线 2、 双 组 分 烃 类 物 系 相 图 B1为 临 界 凝 结 压 力 ， 高 于 该 值 ，无 论 温 度 多 高 ， 体 系 也 不 能 液 化 的 压 力 。 等 温 加 压 情 况 下 ：AB12E， 在 A点 物 质 为 气 相 ， 加 压 至B 点 ， 开 始 出 液 滴 （ 露点 ） ， 压 力 继 续 增 加 至1点 ， 液 体 数 量 逐 渐 增大 ； 但 从 1到 2 点 ， 加压 反 而 使 液 体 逐 渐 减 少 ，气 相 增 多 ， 至 2 点 物 质全 部 气 化 。 由 12， 等温 增 压 出 现 气 化 特 征 ，称 为 逆 蒸 发 ； 由 21，等 温 减 压 出 现 液 化 特 征 ，称 为 逆 凝 结 。 （ 105Pa） （ ） 气 相 液 相 液 体 体 积 百 分含 量 等 值 线 等 压 升 温 情 况 下 ：CD43， C点 为液 体 ， 升 温 至 D 点 ，开 始 出 气 泡 （ 泡 点 ） ，由 D4， 气 体 数 量 逐渐 增 大 ； 但 从 43点 ，升 温 反 而 使 气 体 数 量减 少 直 至 最 终 全 部 液化 。 由 43， 为 逆 凝结 ； 由 34， 为 逆 蒸发 。 （ 105Pa） （ ） 气 相 液 相 液 体 体 积 百 分含 量 等 值 线 逆 凝 结 和 逆 蒸 发 现 象 出 现 于 临 界 点 与 临 界 凝 析 温 度 点和 临 界 凝 析 压 力 点 之 间 ， 常 称 之 为 “ 逆 行 区 ” 。 这 是 凝析 气 藏 形 成 的 基 本 原 因 。 某 种 多 组 分 烃 类 物 系 的 相 图 K-临 界 点(T=52.8 )；K1-临 界 凝 结 温 度 ； 1-压 力 超 过 泡 点压 力 的 油 藏 ；2-压 力 超 过 露 点压 力 的 凝 析 气 藏 ； 3-单 相 气 藏 (纯 气藏 )； 4-泡 点 曲 线 ； 5-露 点 曲 线 ； 6-物 系 中 液 体 所占 体 积 百 分 率 ； A-纯 气 藏 ； B-凝 析 气 藏 ； C-油 藏 ； D-油 气 藏 3、 多 组 分 烃 类 物 系 的 相 态 与 凝 析 气 藏 的 形 成 存 液 相 存 气 相气 液 双 相 凝 析 气 等温条件下开 采开 正常采 地面（ 1 8 .7 MPa）（ 1 5 .5 MPa） 凝 析 气 藏 以 高 气 油 比 （ 600800m3气 /m3油 ） 和 轻 烃组 分 高 度 富 集 为 特 征 。 在 一 定 温 度 、 压 力 范 围 内 ， 存 在 逆 蒸 发 和 逆 凝 结 现 象 ，使 一 部 分 液 态 烃 反 溶 于 气 相 形 成 单 一 气 相 。 在 地 下 烃 体 系 呈 气 相 ， 在 地 面 同 时 有 气 和 凝 析 油 产 出 。 并 不 是 地 下 所 有 气 体 采 到 地 面 都 变 成 了 凝 析 油 。凝 析 气 藏 特 征 ： 凝 析 气 藏 的 形 成 条 件 ： 烃 类 物 系 中 气 体 数 量 多 于 液 体 数 量 ,才 能 为 液 相 反 溶 于 气相 创 造 有 利 条 件 ； 地 层 埋 藏 较 深 ， 地 层 温 度 介 于 烃 类 物 系 的 临 界 温 度 与 凝 析温 度 之 间 ， 地 层 压 力 超 过 该 温 度 的 露 点 压 力 ， 这 种 物 系 才 可 能发 生 显 著 的 逆 蒸 发 现 象 。 因 此 ， 随 着 埋 深 增 加 ， 地 层 温 度 和 压 力 会 增 加 。 当 地 层 温度 达 到 油 -气 物 系 的 临 界 温 度 时 ， 地 层 压 力 越 大 ， 油 气 物 系 越容 易 转 化 为 单 相 气 态 ， 大 大 促 进 地 下 储 集 层 内 油 气 的 运 移 ， 形成 凝 析 气 藏 。 说 明 ： 石 油 和 天 然 气 都 是 成 分 非 常 复 杂 的 混 合 物 ， 其 临 界 条件 非 常 复 杂 。 石 油 -甲 烷 物 系 必 须 加 压 到 100MPa以 上 ， 才 能变 成 单 相 气 态 。 但 实 验 证 明 ， 流 体 性 质 和 外 界 条 件 等 因 素 都可 以 改 变 油 -气 物 系 的 临 界 压 力（ 1） 在 石 油 -甲 烷 物 系 中 ， 存 在 甲 烷 最 近 的 同 系 物 时 ， 可 以大 大 降 低 其 临 界 压 力 ， 便 于 石 油 向 气 相 过 渡（ 2） 石 油 密 度 越 小 ， 临 界 压 力 越 低 ； 重 质 高 含 硫 石 油 在50MPa时 也 不 可 能 转 化 为 气 态（ 3） 用 CO 2代 替 CH4， 可 以 降 低 油 -气 物 系 的 临 界 压 力（ 4） 岩 石 的 存 在 可 以 降 低 油 -气 物 系 的 临 界 压 力 ， 特 别 是 对高 胶 质 石 油（ 5） 岩 石 中 含 水 时 ， 会 增 大 油 -气 物 系 的 临 界 压 力 （ 三 ） 地 下 油 气 藏 相 态 的 识 别收 集 地 层 压 力 、 地 层 温 度 及 地 层 条 件 下 油 -气 物 系 的 烃 类组 分 百 分 含 量 , 编 制 烃 类 物 系 的 相 图 。2、 根 据 油 气 成 分 的 经 验 预 测 法Z=A+B + + +B C C C CC= 1 2 3 4 5+Z450 纯 气 藏80Z 450 凝 析 气 藏15Z 80 带 油 环 凝 析 气 藏7Z 15 凝 析 气 油 藏Z 7 油 藏A=C2/C31 、 编 制 油 气 物 系 的 相 图