油层物理第二章

一、油藏烃类的化学组成和分类
1.组成
油藏烃类包括石油、天然气和石蜡。石油和天然 气的化学组成主要是复杂的碳氢化合物的混合物，主 要是烷烃、环烷烃、芳香烃及烃类与氧、硫、氮的化 合物。 在常温、常压下，CH4～C4H10的烷烃为气态，它 们是构成天然气的主要成分；C5～C16的烷烃为液态， 它们是构成石油的主要成分；C16以上的烷烃为固态， 它们是石蜡的主要组成部分。
2.相图种类
（1）立体相图 以P、V、T三个变量为坐标作图，即得立体相图。
（2）平面相图
固定一个参变量，改变其它两个参数，即可得到平 面相图。常用P—V图和P—T图。 （3）三角相图 适用于温度、压力一定，而组成变化的情况。
1.单组分体系的相态特征
以C2H6为例介绍单组分的相态特征。
C
© ¨0.1MPa£ ¦ £ ¹ Á Ñ
（2）两组分相图的特点（任何两组分烃体系）
①临界点： a.②两相区： 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
b.随着混合物中较重组分比例的增加，临界点向右迁移（即向 度介于两纯组分的临界温度之间。 c. 混合物中哪一组分的含量占优势，泡点线或露点线就靠近 d. 两组分性质差别越大，则两相区面积越大。 两组分的分配比例愈接近，两相区的面积愈大；两组分中 重组分饱和蒸汽压方向偏移）。 a.b. 所有混合物的两相区都位于两纯分的饱和蒸汽压线之间； 哪一组分的饱和蒸汽压线； 只要有一个组分占绝对优势，相图的面积就变得狭窄； CP C C2 CT
第一节 油气藏烃类的相态特征
石油和天然气是多种烃类和非烃类所组成的混 合物。在实际油田开发过程中，常常可以发现：在 同一油气藏构造的不同部位或不同油气藏构造上同 一高度打井时，有的只产纯气，有的则油气同产。 在油气藏条件下，有的烃是气相，而成为纯气藏； 有的是单一液相的纯油藏；有的是油气两相共存， 以带气顶的油藏形式出现。在原油从地下到地面的 采出过程中，还伴随有气体从原油中分离和溶解的 相态转化等现象。
(3)饱和蒸汽压反应了液体挥发的难易程度，蒸汽压 越高，说明越容易挥发。
说明较重的烃在较低的压力或较高的温度下，呈现 液态的倾向增强。
2.双组分相图
如图所示，为C2H6 和C7H16各占50%的两组 分混合体系的相图。
CP C
CT
C2
F
E
C7
(1)两组分相图的构成
图中央的狭长环形曲线为这两组分相图的包络线，包络线 但 CFC 点已不是两相共存的最高温度和压力，而两相共存的 ④泡点线的上部为液相区；露点线的下部和外部为气相 ① C 为泡点线； ③泡点线与露点线的交点为系统的临界点 ② EC C 为露点线； C； 两侧分别是 PⅠⅡ 组分的饱和蒸汽压线。 T 最高温度和最高压力分别为 C C 点所对应的温度、压力， T、 P 区；泡点线和露点线所包围的区域为两相区；两相区内 分别称为临界凝析温度和临界凝析压力。 的细线为等液量线。 CP C2
© ¨0.1MPa£ ¦ £ ¹ Á Ñ
液体
F G A
蒸汽
 ¶ Î È £ ¨¡ æ £ © Ò Í é µ Ä Ñ ¹ Á ¦ ¡ ª Î Â ¶ È ¹ Ø Ï µ Í ¼
(2)相图分析
a.饱和蒸汽压线是两相共存的轨迹，即泡点线和露点 线的共同轨迹，单组分体系的饱和蒸汽压线、泡点线、 露点线三线合一，即温度一定时，气相凝结为液相和 液相蒸发为气相的压力相等。
2.分类
二、油藏烃类的相态表示方法
1.烃类的地下形态
油藏烃类的相态变化一方面取决于烃类体系的化学组成； 另一方面则受压力和温度的影响。 对于一个组成固定的体系，压力、温度和比容都是该体系 组成中相状态的函数。因此，对任一特定体系其状态方程可写 成：F（P、V、T）=0。
将状态方程以图示法表示就是相图。即相图是以图形方式 表示体系的相状态。
C CT
F
E
C7
(1)两组分相图的构成
图中央的狭长环形曲线为这两组分相图的包络线，包 络线两侧分别是ⅠⅡ组分的饱和蒸汽压线。
①FCPC为泡点线；
②ECTC为露点线；
③泡点线与露点线的交点为系统的临界点C；
但C 点已不是两相共存的最高温度和压力，而两相共存 的最高温度和最高压力分别为CT、CP点所对应的温度、压力， 分别称为临界凝析温度和临界凝析压力。 ④泡点线的上部为液相区；露点线的下部和外部为气相区； 泡点线和露点线所包围的区域为两相区；两相区内的细线为 等液量线。
液体
F G A
蒸汽
 ¶ Î È £ ¨¡ æ £ © Ò Í é µ Ä Ñ ¹ Á ¦ ¡ ª Î Â ¶ È ¹ Ø Ï µ Í ¼
(1)饱和蒸汽压：在一个密闭容器内，由于液体的
蒸发和蒸汽的凝结，当同一时间内离开液体的分子 数和回到液体的分子数相等，则液体与它的蒸汽处 于平衡状态，此时，液体上面的 蒸汽所产生的压力 称为饱和蒸汽压。
液体的动平衡是有条件的，温度改变，旧的平衡 被新的平衡所取代，出现新的饱和蒸汽压，饱和压 力和温度的关系曲线称为该物质的 饱和蒸汽压曲 线。曲线的终点 C为临界点，该点的温度和压力分 别称为这种物质的 临界温度（ TC ） 和 临界压力 （PC），它是气液共存的最高温度和最高压力。
(2)相图分析
a.饱和蒸汽压线是 两相共存的轨迹， 泡点：在一定温 即泡点线和露点线 度下，开始从液相 露点：在一定 的共同轨迹，单组 中分离出第一批气 温度下，从气 b.饱和蒸汽压 分体系的饱和蒸汽 泡的压力点；或在 相中凝结出第 曲线是气液状 一定压力下，开始 压线、泡点线、露 一批液滴的压 c. 临界点是 态的分界线， 从液相中分离出第 力。 点线三线合一，即 一批气泡的温度点。 气液共存的 上部为液相， 温度一定时，气相 露点连线 最高温度和 下部为气相。 泡点连线即 凝结为液相和液相 即为露点线。 最高压力点。 为泡点线。 蒸发为气相的压力 相等。
泡点：在一定温度下，开始从液相中分离出第一批气泡的压力 点；或在一定压力下，开始从液相中分离出第一批气泡的温度 点。 泡点连线即为泡点线。 露点：在一定温度下，从气相中凝结出第一批液滴的压力。 露点连线即为露点线。
b.饱和蒸汽压曲线是气液状态的分界线，上部为液相， 下部为气相。 c.临界点是气液共存的最高温度和最高压力点。