油层物理基础课件

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,油层物理根底,第一章 绪 论,一、 什么叫油层物理学?,二、 油层物理的研究对象.,三、 油层物理学的研究内容.,四、 油层物理学的开展历史.,五、 油层物理学与其它课程的关系.,六、 油层物理学的特点及学习方法.,七、 油层物理学的授课方案.,八、 主要参考书目.,九、 课堂要求及考核方式.,一 什么叫油藏物理学,?,油藏物理学(Petrophysics)就是指研究储层岩石、,岩石中的流体(油、气、水)以及流体在岩石中渗,流机理的学科.,它是石油工程专业的一门专业核心课程，同,时也是石油地质、油田化学等相关专业的一门实,验性极强的重要专业根底课，它的主要任务是为,准确地认识油气藏，能动地改造油气藏，高效地,开发油气藏提供可靠的储层物性参数和揭示其微,观渗流机理。它对油气地质勘探、油气藏开发和,提高油气采收率起着十分重要的作用。,二 油层物理的研究对象,储运工程,油藏工程,对整个油气藏的认识,Gas,Oil,Water,用户,采油工程,WOC,GOC,取一小块岩,心出来研究,三 油层物理学的研究内容,岩石骨架,孔隙,(,含有,Gas,、,Oil,、,Water,等,),基质,裂缝,溶洞,内容之一,:,如何获取,地层岩石的物性参数,(,包括：,、 、,S,、,C,f,等,),；地层流体的物性参数,(,包括：,o,、 ,g,、,w,、,R,s,、,B,g,、,B,o,、,B,w,、,Z,、,C,L,、,C*,、油藏相态特征等,),；多相共渗时岩石与流体相互作用的物性参数,(,P,c,、,K,r,、,、润湿性等,),。,内容之二,:,分析讨论一些驱油机理,。,粒间孔隙介质,单重介质,裂缝孔隙介质,裂缝溶洞介质,双重多重介质,四 油层物理学的开展历史,1949年马斯凯特,1956年卡佳霍夫,上世纪50年代我国由苏联专家首次开设,油层物理开展的鼎盛时期是上世纪,70年代,今后油层物理开展的方向主要表现为:,综合性: 多学科的相互渗透,标准性: 形成完善的实验体系标准,工程性: 模拟油藏实际条件和开发过程.,五,油层物理学与其它课程的关系,油藏物理学,数 学,物 理 学,有机化学,物理化学,外表化学,流体力学,渗流力学,油藏工程,采油工艺原理,油藏数值模拟,现代试井分析,提高原油采收率原理,采油新技术,油井增产措施,自我体会：学好油藏物理是学好其它专业课程的根底！,六,油层物理学的特点及学习方法,根本概念多,系统性不强,知识点零散,实验内容丰富,学习方法:,1、对根本概念要理解记忆，融会贯穿;,2、重视实验内容，有利于对概念的理解;,3、独立思考+适度练习+总结.,七 油层物理学的授课方案,总学时,60,学时 理论学时,50,实验学时,10,第一章 绪 论,2,学时,第二章 储层岩石的物理特性,12,学时,第三章 储层流体的高压物性,14,学时,第四章 多相流体的渗流特性,22,学时,八 主要参考书目, 洪世铎编, 罗蛰谭编, 何更生编, 张博全编, 威廉.麦凯恩编, 霍纳波编 D.佳布著,九 课堂要求及考核方式,听课原那么: 听课自由,课堂上不准睡觉和讲话,可以申请全课程自学或去听别的老师上的油藏物理课.,作业要求:按时且独立完成,不准抄袭(雷同者双方记0分).不按时交者成绩降一档.,考核方式:平时成绩20%+期末考试80%.,平时成绩=课堂考勤+笔记+作业+课堂提问.,缺课三次或作业三次不交者平时成,绩为0分,总评成绩=期末考试成绩.,让我们共同努力,!,第二章 储层流体的高压物性,The Physical Properties of Reservoir Fluids,第一节 油藏烃类的相态特征,第二节 油气体系中气体的别离与溶解,第三节 天然气的高压物性,第四节 地层原油的高压物性,第五节 地层水的高压物性,第六节 油藏物质平衡方程简介,第一节 油藏烃类的相态特征,教学目的,掌握油气藏烃类的组成、分类方法，熟练掌握油藏烃类的相,态特征及表示方法，了解典型油气藏的相图特征。,教学重点、难点,教学重点,1,、油藏烃类相态的表示方法,2,、多组分体系相态特征,教学难点,1,、双组分体系的相态特性,2,、等温反凝析现象的解释,教学内容,一、油气藏烃类的化学组成和分类,二、油藏烃类的相态表示方法,三、单、双、多组分体系的相态特征,四、几种典型油气藏相图,一 油藏烃类的化学组成,石油与天然气的化学组成,石油与天然气的元素组成,石油中的烃类化合物,石油中的非烃类化合物,原油的分子量、含蜡量,原油中胶质、沥青含量,1,石油与天然气的化学组成,石油与,天然气,烷烃,环烷烃,芳香烃,C,1,C,4,常温常压下为气态,为天然气,C,5,C,15,常温常压下为液态,为石油,C,16+,常温常压下为固态,为石蜡,2,石油与天然气的元素组成,石油与,天然气,C,H,S,N,O,微量元素,钒 镍 铁 钴 镁 钙 铝等,1000,易溶于笨,氯仿和二硫化碳,含硫量,石油中所含硫,(,硫化物或单质硫,),的百分数,.,对石油管线腐蚀极大,有毒,二 油气藏的分类,油气藏,油藏,气藏,黑油油藏,轻质油油藏,凝析气藏,气藏,重,油,油,藏,一,般,黑,油,油,藏,高,收,缩,油,油,藏,挥,发,油,油,藏,富,凝,析,气,气,藏,贫,凝,析,气,气,藏,湿,气,气,藏,干,气,气,藏,三,原油的分类,原 油,按含,硫量分,低硫原油,2%,少胶原油,25%,少蜡原油,2%,凝析油 密度,0.93,轻质原油,0.934,四 油气藏烃类的相态特征,相态及其表示方法,单组分体系的相态特征,双组分体系的相态特征,多组分体系的相态特征,相图的应用,几种典型的相图,1,相态及其表示方法,体系:人为划分出来用于研究的对象.,相:体系中某一均质的局部.物质可分别以固、液、气,三种状态存在,称为固相、 液相、气相,组分:组成油藏烃类的每一类分子.,组成:体系中所含组分以及各组分在总体系中所占比例.,体系相态的表示方法:,1 状态方程式:描述物质P、V、T关系的表达式.,2 相图:描述物质P、V、T变化关系的图形.,常用的三种相图,立体相图,平面相图,油藏中常用的相图,三角相图,2,单组分体系的相态特征,两点:临界点C,三相共存点T,三线:饱和蒸汽压线,溶点线,升华线,三区:气相区,液相区,固相区,临界温度:高于该温度，无论施加多大压力，气体不可液化 .,临界压力:高于此压力，无论温度多少，液体和气体不会同时存在.,泡点压力:温度一定，开始从液相中别离出第一批气泡的压力.,露点压力:温度一定，开始从气相凝析出第一批液滴的压力.,泡点线:,露点线:,饱和蒸汽压线:,单组分的饱和蒸汽压线为泡点线和露点线的共同轨迹.,分析1-2 3-4相态变化,几种常见物质的饱和蒸汽压线,3,双组分体系的相态特征,临界凝析压力点,临界点,临界凝析温度点,泡点线,露点线,等液量线,气相区,液相区,两相共存区,双组分体系相态的特点,1 双组分体系的相图不再是一条单调曲线，而是一开口的环形,曲线.,2 双组分体系的临界点不再是两相共存的最高压力和温度点,而是泡点线和露点线的对接点.,3 双组分体系的两相区介于两纯组分的饱和蒸汽压曲线之间,且临界压力高于各组分的临界压力,但临界温度确界于两组,分的临界温度之间.,4 两组分中哪个组分的含量占优势,露点线或泡点线就靠近哪,一组分的饱和蒸汽压线。,5 两组分的浓度越接近那么两相区的面积越大，两组分的组成有,一组分的含量占绝对优势，两相区就越窄长.,6 两组分系统中，组成系统的物质不同其临界点也不同，而且,分子结构越相近的两组分，其临界点轨迹曲线越扁平。如果,两组的挥发性和分子量差异愈大时，临界点轨迹所包围的面,积愈大，临界凝析压力也愈高.,4,多组分体系的相态特征,1、四点,a临界点,b临界凝析压力点,c临界凝析温度点,d地面别离的条件点,2、三线,a泡点线,b露点线,c等液量线,3、四区,a液相区,b气相区,c两相区,d反常区,等温反凝析现象,当体系处于,A,点时体系为单一气相。当压力降至,B,点时，由于压力下降，烃分子距离加大，因而分子引力下降，这时被气态轻烃分子吸引的,(,或分散到轻烃分子中的,),液态重烃分子离析出来，因而产生了第一批液滴。而当压力进一步下降到,D,点时，由于气态轻烃分子的距离进一步增大，分子引力进一步减弱，因而就把液态重烃分子全部离析出来，这时在体系中就凝析出最多的液态烃而形成凝析油。,5,相态的应用,6,几种典型的油气藏相图,临界点系位于临界凝析,压力点的右侧;,2 液体的等液量线比较密集,地靠近露点线。,1 临界点接近于临界凝析,压力点,地层温度与临界温度接近;,2 液体的等液量线比较稀疏,且靠近泡点线 地靠近露点线。,1 地层温度和别离器温度均在,两相区外;,2 临界点较低;,3 底下和地面均无液烃析出。,1 地层温度高于临界凝析温度,但别离器条件位于两相区内;,2 临界点较高;,3 地面有液烃析出。,1 地层温度介于于临界温度和临界凝析温度之间,2 气藏压力位于包络线外;,3 原始状态下烃类体系为单相气体;,4 地面别离器条件下可获得25%左右的液体。,第二节 油气系统的溶解与别离,教学目的,掌握气体的溶解和油气别离的物理过程，熟练掌握溶解和别离与油藏烃类相态变化的关系，熟练掌握相态方程建立的根本原理，掌握平衡常数的概念和计算方法，了解收敛压力的物理意义，学会利用相态方程计算饱和压力、露点压力和气液平衡的计算。,教学重点、难点,教学重点,1、气体的溶解和油气别离的过程与分类,2、相态方程的建立与应用,3、平衡常数的获取方法,教学难点,1、相态方程在多级别离中的应用,2、收敛压力的理解，平衡常数的计算,教学内容,1、天然气从原油中的别离,2、天然气向原油中的溶解,3、相态方程的建立,4、相态方程应用举例,一 天然气从原油中的别离,1 闪蒸别离或一次脱气,A 定义:在油气别离过程中别离出的气体与油始,终保持接触且系统的组成保持不变的脱,气方式.,B 脱气过程: C PV关系图:,PP,b,PP,b,PP,b,PP,b,PP,b,D 现场接触脱气示意图:,E 接触脱气的特点:,a别离出的气量较多，溶解油气比高。,b别离出的气体较重，即气中重质组分含量,较多含轻质油较多。,c脱气之后的原油比重较大。,Vf,地层压力，温度,Pf,Tf),地面别离条件,Pa,Ta),地层地面,Vg,Vo,地层油,地面原油,2 多级别离,A 定义:在油气别离过程中将每一级脱出的气体,排除后,液体再进入下一级进行油气别离,的脱气方式.,B 脱气过程:,C 多级脱气的特点:,a系统的组成不断变化,b脱出的气量较单级脱,气少，所以测得的油,气比也小。,c分出的气量较轻，即,气体中量质组分轻,油含量少。,d脱气原油比重小，量,较多，质量亦好。,矿场多级脱气流程图,液位控制,三级别离,液位控制,压力控制,一级气,二级气,压力控制,井流,一级,别离器,二级,别离器,别离器,储罐,储罐气体,井流,二级别离,储罐气体,储罐,一级别离,压力控制,别离器气体,3 油田开发和生产过程中的脱气过程,A 地层中:油层中的脱气介于接触脱气和微分分,离之间,因为气从油中脱出后存在流速,差异形成微分别离,而气体在孔隙中又,始终与原油接触形成接触脱气.,B 井筒中:当井筒中气相与液相的流速相差不大时,油井中的脱气过程与接触脱气近,而当,当气体在井筒中的气体超越原油出现,滑脱现象时,井筒中的脱气方式又介,于接触脱气和微分别离之间.,C 地面储运过程中:地面储运过程中的脱气过程,为较理想的别离过程.,二,天然气向原油中的溶解,1,天然气在原油中的溶解度,A,定义,:,在标准状态下单位体积的地面原油所溶,解的天然气量,(,标准状况下的体积,).,用,Rs,表示,单位为米,3,/,米,3,.,B,计算公式,:,Rs=,P,-,溶解系数,:,单位压力、,单位体积的原油中溶,解气量,.,单位,:,米,3,/(,米,3,MPa),2,溶解度的影响因素,A,压力,: B,温度,:,C,组成,: D,密度,:,3 溶解与别离的关系,A 接触脱气时的溶解曲线和别离曲线相重合.而,微分脱气时的溶解曲线和别离曲线不重合.,B 轻组分的溶解曲线和别离曲线较接近.而重组,分的溶解曲线和别离曲线高压时相差较小,低,压时相差较大.,三 相态方程及其应用,1,相态方程,表征温度、压力、油气组成与溶解度的关系表达式。,2,研究相态方程的目的,A,预测开发过程中地层压力和温度变化时油藏流,体的相态变化特征,;,B,预测地层流体流到地面后的气、液数量,为油,气处理、集输工艺流程设计提供有效依据,;,C,相图计算,.,3,理想溶液相态方程,A,理想溶液,:,各组分混合时产生互溶，彼此无化学作用，各,组分的分子直径不变，相同分子与不同分子之,间的分子吸力和斥力都不变。,B,拉乌尔定律,:,在理想溶液的蒸汽中，任一组分的液相分压,等于该组分在液相中的摩尔分数乘以该纯组分,的蒸汽压,.,C,道尔顿分压定律,:,理想混合气体中，任意组分的分压等于,在气相中该组分的摩尔分数乘以总压,.,D,理想溶液相态方程,设,:,N-,烃类系统的总摩尔数,N,g,-,平衡条件下气体的总摩尔数,N,L,-,平衡条件下液体的总摩尔数,y,i,-,第,i,组分在气相中的摩尔分数,x,i,-,第,i,组分在液相中的摩尔分数,n,i,烃类系统中第,i,组分的摩尔分数,根据烃类系统的物质平衡关系有：,当气液到达平衡时,i组分在气相中的分压和在液相中的分压应该相等,于是有:,理想溶液相态方程,同理有,:,当,N=1,时有,:,理想溶液,相态方程,E,理想溶液相态方程的求解步骤,(,试凑法,),设定一,N,L,(,01,之间,),根据给定温度查各,组分的饱和蒸汽压,由相态方程,计算,Y,i,(,或,X,i,),计算,Y,i,=1,计算,Xi,计算液相数量,N*N,L,计算气相数量,N*Ng,设系统的总,摩尔数为,N,Yes,No,F,理想溶液泡点压力、露点压力计算,在泡点: Ng=0 NL=11mole P=Pb,由相态方程有,:,泡点方程,在露点: Ng=1 NL=01mole P=Pd,由相态方程有,:,露点方程,4 实际溶液相态方程,A 理想溶液相态方程式的局限性:,1道尔顿分压定律的假设前提为气体应具有由理,想气体组成的理想溶液的性质。,2拉乌尔定律是以液体具有理想溶液性质的假设,前提的。但是，只有当液体混合各组分的化学,物理性质十分相似时，该混合物的性质才接近,理想溶液，而油气系统并非如此。,3从实际观点出发，在临界温度以下，纯化合物,已不存在蒸汽压。高于该温度，蒸汽压无法确,定，因此，这一方程式的应用仅限于温度不超,过混合物挥发性最强组分的临界温度这一范围,之内。例如，含有甲烷的混合物，凡温度高,于-82.5甲烷的临界温度的场合，就不,能用前面介绍的相态方程进行计算。,B,实际溶液相态方程式,:,在理想溶液中,气液平衡时有,:,在实际溶液中,因饱和蒸汽压无法确定,所,以引入一个新的物理量,-,平衡常数,K,平衡常数-指系统中某一组分如i组分在,一定的压力和温度的条件下，气,液两相处于平衡时，该组分在气,相中和液相中的分配比例。在数,值上，平衡常数等于该组分在气,相和液相中摩尔分数的比值。,将,K,i,=Y,i,/X,i,即,Y,i,=K,i,*X,i,代入,(,取,N=1mole,),化简得,:,实际溶液相态方程式,.,问题是,K,i,如何求取呢,?,要运用该方程就必须首先确定,Ki,平衡常数,K,i,的求取,-,图版法,:,单组分,:,收,敛,点,收敛压力,4.2MPa,5.6,MPa,7.0,MPa,21.0,MPa,28.5,MPa,35.0,MPa,70.0,MPa,平衡常数的特性:,a在低压情况下，每条曲线的斜率几乎都等于-1。,b每一条曲线与K=1.0相交处的压力等于该曲线所代表的组,分在给定温度下的蒸汽压。,c除了甲烷之外，每一曲线随压力增加平衡常数减小，压力,增到某一值时，平衡常数有最小值，然后又随压力增大而,增大。,d在较高压力时，每一条曲线都有收敛于平衡常数等于1.0,的趋势。平衡常数收敛于1时的压力称之为收敛压力。,e如果给定温度就是混合物的临界温度，每一条曲线确实可,以收敛为1.0，且收敛压力即为该混合物的临界压力。,f如果给定的温度是不包括临界温度的任何一个温度，那,么，当压力变化到某压力时泡点压力或露点压力，系,统那么会出线单相气相或液相，单相区其平衡常数的定,义不成立了，这时，如果人为地按这些曲线的变化趋势外,推到平衡常数为1.0的某一会聚点，这时这个点所对应的,压力值是虚拟的收敛压力值，称之为视收敛压力。,组成对平衡常数的影响,:,当,P0.7MPa,时,两组曲,线几乎重合,当,P7MPa,时，,两组曲线,Ki,相差较大,组成不同表,现为收敛,压力不同,5,实际溶液相态方程的应用,A,泡点压力和露点压力的计算,(,试算法,),泡点方程,:,在泡点,N,g,0N,L,1 (N=1),露点方程,:,在露点,N,g,1N,L,0 (N=1),泡点压力和露点压力计算步骤,设定一,P,b,根据温度和压力查,K,i,计算,n,i,k,i,=1,输出,P,b,Yes,No,设定一,P,d,根据温度和压力查,K,i,计算,ni/ki=1,输出,P,d,No,Yes,B,级次脱气计算,(,举例说明,),级次脱,气条件,平衡,常数,单级脱气计算结果,多级脱气计算结果,第一级脱气计算结果,多级脱气计算结果,第二级脱气计算结果,多级脱气计算结果,第三级脱气计算结果,单级脱气和多级脱气比较,C 相图的计算,一个相图应该包括四个局部：,泡点线,露点线,临界点,两相区内等液量线,相图的计算分为四种情况：,T=TcC、D两点,TTcA、B两点,TTcE、F两点,等液量线确实定,A、温度等于临界温度时，相图的计算：,a根据系统的组成，计算混合物的临界温度，这样便可以得到临界等温线，如图CD线。,b根据系统组成，计算临界压力，那么临界状态点C即可确定。,c令计算的临界压力等于该系统的收敛压力因为T=Tc，所以收敛压力不必反复试算，根据这个收敛压力选出适宜的图版，假定不同压力PPc试算 ，假设 =1，那么所假定压力即为临界温度下的露点压力，即图中D点，试算方法与前面介绍的如何用露点方程计算露点压力相同。,B、温度高于临界温度时相图的计算,当温度高于临界温度之后，泡点线不存在，但是，在一条等温线上却存,在两个露点，即有两个压力条件下所对应的ni，Ki满足露点方程.,a任意假定一个温度ThTc。,b对要确定的两个露点设一收敛压力Pcw根据收敛压力选出平衡常数图版组,d假设两个压力P，根据该压力P和所设温度Th确定出各组分的平衡常数Ki，,两组,e对高压和低压两种情况，分别试算露点方程，改变所设压力P，注意，,Ki也相应改变，直到两上压力高压、低压均满足露点方程为止，那,么试算的能满足露点方程的较高压力即为上露点压力Pdh上，较低压力即为,下露点压力Pdh下。,f用我们前面所讲过的方法来计算两种情况下的收敛压力Pcw.,g比较前面假设的和由上步计算出来的Pcw，假设Pcw=Pcw，那么，这两个点,压力就是正确的，否那么应假设新的收敛压力Pcw=Pcw，重复上面的计算，,直到所假设的收敛压力约等于的收敛压力为止。,h从上面的计算我们可以看出，当假设不同的温度重复上述步骤时，那么T,Tc区就可以绘出了。,C、温度低于临界温度时相图的计算,a任意假定一个温度Th20%,时误差,3%),天然气压缩因子的校正,2,CO,2,的影响,(4%,时误差,5%),如果天然气中同时含有,CO,2,和,N,2,时,3 H,2,S,的影响,五 天然气的体积系数,Bg,1 定义:气体在地层条件下所具有的体积游离态气体，如气顶气、气层气与标准状况下所占有体积的比值.(无单位),2 计算:,一般情况下Bg3MPa)下天然气粘度的求法,(1) 根据天然气的组成求出天然气的比重，并根,据所得比重查图求出天然气在一个大气,压情况下的粘度 .,(2) 根据天然气的组成求天然气的临界压力和临界温度.,(3) 求天然气的比照压力和比照温度.,(4) 查图得,(5),习 题,某油田的气组成如下,油层温度为t=32 ,油层压力为8.3MPa.,试求:,1、该天然气的压缩因子.,2、气体体积系数Bg.,3、如气井日产气10000立方米标准状况，它在地下所占的体积是多少？,4、该气体的压缩系数Cg.,5、试从物理意义上区别Z、Bg、Cg的不同点.,6、计算上述气体在油层压力为20.0MPa，油层温度为93.3时气体的粘度。,教学目的,掌握地层原油的各个高压物性,教学重点,地层原油的溶解油气比、体积系数、压缩系数,难 点,地层原油的溶解油气比、两相体积系数,第四节 地层原油的高压物性,一、地层原油的溶解油气比Rs,定义：地层油的溶解油气比RS是指单位体积的地面原油在地层条件下所溶解的天然气量(m3标/m3).,V,g,标,V,os,一般以单级脱气为准进行计算,试比较溶解度和溶解油气比的差异,溶解油气比与溶解度的关系,溶解度：,指一定,(P,、,T),条件下，单位体积地面油,能够溶解的气量,在标态下的体积。,i),都用,R,s,表示；,ii),当,PP,b,时，溶解度,溶解油气比；,当,PP,b,时，溶解度,=,溶解油气比；,iii),溶解油气比,是衡量油中溶解了多少气量的指标。,iv),溶解度,是衡量油中能够溶解了多少气量的指标。,P,P,b,R,s,溶解度,溶解油气比,二、地层原油的体积系数,1,、地层原油的单相体积系数,Bo,定义：,原油的体积系数，是地层油体积与地面脱气油体积之比，用,B,o,表示。,当,:pp,b,p,B,o,; p=p,b,B,o,=B,max,V,g,标,V,os,V,of,地层原油的单相体积系数与压力的关系,2,、地层油的两相体积系数,B,t,定义：,P,P,b,时，在给定,P,、,T,条件下，地层油,V,f,和其释出气体的总体积,(,两相体积,),与地面原油体积,V,OS,之比。,V,oi,V,ob,V,f,V,gf,V,os,V,gs,P,i,P,b,P,C,w,;,ii),T,Cw,;,T50, T,=,Cw,;,iii),Rs,=,Cw, Rs的影响可以校正；,纯水压缩系数,iv),矿化度,=,Rs,=,Cw,教学目的,掌握油藏物质平衡的概念、物质平衡方程式的推导,教学重点,物质平衡方程式的推导,难 点,物质平衡方程式的推导,第六节 流体高压物性参数的应用,-,油藏物质平衡方程式,1、油藏物质平衡的概念,所以物质平衡就是指：,在油田开发阶段的某一时期流体的采出量加上剩余的储存量等于流体的原始储量。即物质守恒定律，它具有三大特点，即,地下平衡,体积平衡,累积平衡,2、物质平衡方程式的推导,为了推导油藏的物质平衡方程式，,几个假定：, 孔隙介质的孔隙度与压降无关，即在压力发,生变化时，孔隙度不发生变化。, 气体在水中溶解度很小，在此可以忽略不计, 油气两相在任一压力下均能在瞬间到达平衡, 油藏温度在整个开发过程中始终保持不变,由于实际中所形成的油气藏各式各样，我们不可能对每种类型的油气藏都来进行推导，为了能说明问题，我们特选一个带气顶有边底水的饱和油藏来进行推导，实际上，其它类型的油气藏那么多半为这种油气藏的特例。,符号说明：,N原始储油量，标米,3,G原始储气量，标米,3,R,si,原始溶解油气比，标米,3,/米,3,N,p,累积采油量，标米,3,R,p,累积平均生产油气比，标米,3,/米,3,R,s,油藏压力降为P时的溶解油气比，标米,3,/米,3,W在油压力降至P时，侵入油带的水量，标米,3,W,p,累积产水量，标米,3,原始气顶容积与油带容积之比值,B,oi,原始条件下地层油的体积系数,B,o,压力降为,P,时地层油的体积系数,B,gi,原始油藏压力下气体的体积系数,B,g,在压力为,P,时气体的体积系数,B,ti,原始油藏压力下油气两相体积系数,B,t,压力为,P,时地层油气两相体积系数,B,w,压力为,P,时地层水的体积系数,如果我们选气体作为研究对象，那么就有：,油藏中原始储气量=采出气量+剩余在地下气量,都以地面标况体积为基准进行计算,原始气顶气量+,原始,溶解气量=产油量生,产油气比,+,剩余气顶气量+ 剩余溶气量,原始,气顶气量=mNB,oi,/B,g,原始,溶解气量=NR,si,采出气量=R,p,N,p,剩余气顶气量=,(,m+1,),N,B,oi,-,(,N-N,p,),B,o,-,(,W-W,p,),B,w,/B,g,剩余溶解气量=,(,N-N,p,),R,s,把带,N的项移到左边,化简得,3、油藏物质平衡方程式的分析讨论,1、方程的简化,2、参数归类,3、对平衡方程式的评估,(1),、方程的简化,因为上述方程是对于有气顶、有边底水的油气藏而言的，但对于不同的油藏实际情况来说，该方程可以简化。,封闭性的弹性驱动油藏：,即无边底水，无气顶，所以,m=0,，,w=0,，,w,p,=0,，,R,si,=R,p,方程简化为：, 假设油藏为有边底水、无气顶的低饱和油藏,m=0，Rp=Rsi=RsPPb , 假设有气顶无边底水的饱和油藏(即气顶驱),w=0，wp=0, 假设为溶解气驱(无边底水),m=0，w=wp=0,2、参数归类,将平衡方程式所用的参数归纳为三种类型：, 开发动态数据:即生产统计数据 Np、Wp、Rp, 油藏物性参数: Bo、Boi、Bgi、Bg、Rs、Rsi、Bw、,Bti、Bt, 未知数:N、m、w 。,所以要应用物质平衡方程就必须搞好生产统计资料，认真测定各项高压物性参数，并进行匀整处理。,但是方程中含有,N、m、w,三个未知数，所以要解这个方程还得附加一个方程，一般讲，m可以通过测井来确定，所剩下的N、w可以借助于,最小二乘法,解不同时期的平衡方程式组而得,3、对平衡方程式的评估,优点：, 可以防止油层非均质和多相渗流计算的困难, 可以预测油层压力及采收率, 计算简单,缺点：,由于物质平衡方程式的导出是建立在前面的几个假设条件之上的，而实际情况并非如此，所以这样就会产生一些误差，主要表现在：, 相平衡在油油不易迅速到达, PVT数据中的脱气过程不能完全反映出油层 、井筒,及别离器内的实际脱气过程。, 地层的平衡压力难确定，特别是厚油层、倾斜地,层、非均质、稠油油藏更是如此, 实际油藏中因为存在有油水过渡带，所以油水艰,难划分，所以m的取值也有困难。, Np、Rp、Wp不易精确测得。,有气顶无边水底水和注入水油藏的物质平衡方程式为：,式中：,m,为原始状态下气顶自由气的体积与油藏体积之比。,设,B,ti,=B,oi,请导出能求得地质储量,N(,地面体积,),和气顶气的体积,G(,地面体积,),的公式，并划出示意图。,习题：,