原由高压物性.............
地层原油的高压物性
§1 地层油的溶解气油比
溶解气油比——通常把地层油在地面进行一次脱气，将分 离出的气体标准体积（20℃，0.101MPa）体积与地面脱气后 原油体积的比值称为溶解气油比，其单位是m3/m3或m3/t。 一般通过实验室或地面分离器进行脱气后得到脱气后原油 体积Vos以及地面脱气气量Vg，则地层油溶解气油比为：
地层油相对密度的计算例题（秦积舜p68）
已知某井地面脱气原油的相对密度为0.876，溶解气油比为138（标） m3/m3，天然气的相对密度为0.75，泡点压力时原油体积系数为1.42，试计算 泡点压力下地层油的相对密度。
§4 油层石油体积系数
地层石油以饱和压力为界，分为单相石油体积系数和两相石油体积系数。
1、与溶解气量有关
表7-4
油田名称
某些油田的溶解气量和体积系数
油层温度 油层压力 饱和压力 溶解气量 体积系数 收缩率（%） （℃） （ata） (ata) (m3/m3) 赫列布诺夫卡（苏） 23 72 72 50.5 1.12 10.7 罗马什金（苏） 40 170 85 50.0 1.15 13.0 阿赫蒂尔卡（苏） 58 162 152 96.7 1.28 21.8 新季米特里耶夫劳动保护克（苏） 103 345 238 216.7 1.68 40.5 爱尔克-茜齐（美） 82 307 238 506.0 2.62 61.9 大庆萨尔图 45 70-120 64-110 45 1.09-1.15 8.3-13.0
饱和压力的影响因素
1、石油的重组分越多，密度越大，其饱和压力就越高；
2、饱和压力随温度升高而升高；
3、天然气的不同组分在同一石油中溶解时，饱和压力是 不同的。 饱和压力是油藏开发的基本参数，必须在第一探批井 中就认真取样分析。 在油田开发时，应注意保持地层压力高于饱和压力，
对地层原油高压物性参数影响的探讨
注入水对地层原油高压物性参数影响的探讨顾辉亮‘中国石化股份胜利油田分公司地质科学研究院）摘要根据胜利油田类型多，所处地质、地理位置不同，有的油田需注海水．有的油田需注黄河水，有的稠油油田，ｊ需注蒸汽水？由于注入水与地层原油长期接触．其结果将引起地层原油物理性质发生变化本文通过将不同含量的海水、黄河水、蒸气水注入到地层原油中，分析了不同水量、不同水质对地层原油饱和压力、气油比、体积系数及粘度等参数产生的影响，关键词注水地层原油高压物性参敷提高采收率．在油田开发过程中，油出需注水．以保持油层压力，提高油田采收率。
注水、注汽开发过程中，油藏属性参数发生了较大的变化，其变化的机理主要是注入流体对储集层的改造及储集层对流体的影响，由于注入水与地层原油长期接触，必将引起地层原油物理性质发生变化。
掌握这些变化规律．对于改进中、高含水期的开采技术是极其重要的。
变化后的地层原油物性参数对于油出的捌整、动态分析及水动力学的计算等都是不可缺少的重要资料。
１实验方法及内容（１）试验条件：试验温度：注海水为６９℃、注黄河水７Ｉｌ℃、注蒸气水为１２ｓ℃。
试验压力：注海水为１３．８ＭＰａ、注黄河水１３．５ＭＰａ、注蒸气水为１１．ＳＭＰａ。
ｌ２）试验样品：①注海水使用埕北ｌｌＥ“井为井下取得的高压物性样品，胜海ｌ井馆陶组三层和采的气样配地层原油，，②注黄河水使用孤东油出馆陶组与埕岛油出馆陶组地层原油与气性质相近的孤东中５－２３井脱气原油（密度为ｌＪ．９ｓ９ｌｇ／ｃｍ’）和孤东中扣ｌ井脱气原油（密度为ｌ＇．９３龋眺一），并崩永２ｌ井气样配制甲烷含量为８７．５％混合气（密度为（１．ｎ５％ｇ，ｃｍｌ）与孤东油圳伴生天然气甲烷含量接近的情况下，人工配制地层原油样品。
③注蒸气井朋单１０－１ｌ—１５井脱气原油（密度为ｏ．．）７４７９，ｃｍ４）与永２ｌ井天然气按地层原油饱和压力为９．３５ＭＰａ配制的地层原油样品．④注入水：渤海海水总矿化度为３１０２钿ｇ，Ｌ，黄河水总矿化度为６１７ｍｇ，Ｌｏｆ３）实验内容：注渤海海水用埕北ｌｌＥ“井的地层原油和胜海ｌ井配置的地层原油样品作不同渤海海水含量的试验，含水分别为（１、１５％、３０％、４５％、６０％、７ｓ％，共六次单次分析武验；注黄河水用孤东ｓ＿２３井和孤东中扣ｌ井配置的地层原油样品作不Ｊ面】黄河水含量的试验，含水分）；ＩＪ为ｌＪ、ｌｓ％、３０％、４ｓ％、“’％、７５％，共六次单次分离试验；注专气水用单ｌｆ卜ｌｌ—１５井配置的地层原油样品作不同蒸气含量的试拎．含水分别为ｏ、ｓ％、ｌＩＪ％、１５％、２０％、２５％、３０％．共七次单：欠，－析试验。
原油高压物性实验方法
原油高压物性（PVT）实验描述在不同压力下，油藏流体的相平衡状态会发生变化。
一个油田在开发早期，最好就抓紧取样，开展原油高压物性（PVT）实验，使样品能尽量接近原始油藏流体。
通过PVT实验，掌握油藏流体及其在不同压力下的体积特征，为我们对油田动态预测奠定一个坚实的基础。
原油高压物性（PVT）实验有两类：
一类是等组分膨胀实验，它是把烃类流体样品在油藏温度及超过油藏原始压力下放入PVT容器中，在等温条件下逐步减少容器的压力，测量烃类体积在每个压力下的变化。
这项实验的目的在于确定:
（1）饱和压力（泡点压力，原油内的溶解气开始分离出去时的压力）；
（2）高于饱和压力时在油藏温度条件下的单相流体的压缩系数；
（3）总烃类体积与压力的函数关系。
另一类是差异分离实验，它是在油藏开发过程中，随着压力降低，从原油中分离出来的溶解气不断地被采出来，在油藏中气与液相也不断重新建立新的平衡，这项实验的目的在于确定:
（1）溶解气与压力的函数关系；
（2）原油体积的收缩率与压力的关系；
（3）分离气体的组成、压缩系数和相对密度；
（4）剩余油的密度、黏度与压力的函数关系。
第四节地层原油的高压物性
第四节地层原油的高压物性第四节地层原油的高压物性（2学时）一、教学目的了解地层原油的化学组成和分类，熟练掌握原油各种高压物性参数的定义、计算方法以及影响因素。
二、教学重点、难点教学重点1、原油各种高压物性参数的定义、计算和影响因素2、饱和压力在分析原油高压物性参数中的作用教学难点1、原油两相体积系数的定义，两相体积系数与其它物性参数之间关系的理解2、原油高压物性参数的计算三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题：一、原油的化学组成二、地层原油的溶解油气比三、地层原油的体积系数四、地层原油的压缩系数五、地层原油的粘度（一）、原油的化学组成和分类1、原油的化学组成：原油要是石蜡族烷烃，环烷烃和芳香烃等不同烃类以及各种氧、硫、氮的化合物所组成的复杂混合物。
原油中的非烃类物质对原油的性质有着重大的影响。
原油的化学组成不同是导致原油性质不同和产生各种变化的内因，而压力、温度才是引起原油性质发生变化的外部条件。
2、原油的分类：（1）、根据原油中的含硫量：少硫原油：S＜0.5%以下含硫原油：S＞0.5%以上我国的原油多属于少硫原油（2）、根据原油中胶质—沥青质的含量：少胶原油：胶质、沥青＜8%胶质原油：胶质、沥青8～25%之间多质原油：胶质、沥青＞25%我国的原油多属于少胶原油或胶质原油（3）、按原油中的含蜡量分：少蜡原油：含蜡量＜1%含蜡原油：含蜡量1～2%高含蜡原油：含蜡量＞2%我国各油田生产的原油含蜡量相差很大，有的属于少蜡原油，但多数属于高含蜡原油（4）、按族组成分：烷烃原油烷—环烷族原油环烷—芳香族原油芳香族原油（二）、地层原油的溶解油气比（solution gas-oil ratio）1、定义定义一：在油藏温度和油藏压力条件下，地层油中所溶解的气量。
定义二：单位体积的地面原油在油藏条件下所溶解的气量，这种气体体积是指在标准状态下的体积。
定义三：地层油在一定温度和压力下进行脱气，脱气后计算为在该压力下单位体积地面油所溶解天然气的标准体积。
油藏物理第一章(地层油水的 性质)
(2)当地层压力降低到地面大气压时，油中溶解气全部脱出，Rs＝0；此时，
Bg＝1，Bo＝1，故得出Bt＝1+Rsi，此时Bt为最大值。 (3)由于Bo、Bg、Rs均为压力P的函数，Bt也是压力的函数， Bt-P关系曲线如
图4—3中虚线所示。
第四章 地层流体的高压物性
111
Petro-Physics
油层物理学
中国石油大学（北京）
四、地层原油的压缩系数
所谓原油压缩系数是指地层油体积随压力的变化的变化率。
在等温条件下原油的压缩系数：
1 V f 1 V f 1 Vb V f Co ( )T V f P V f P V f Pb P
1 Bob Bo Co Bo Pb P
Bt
V f ( Rsi Rs )Vos Bg Vos
Vf Vos
( Rsi Rs ) Bg Bo ( R si R s ) Bg
(1)当地层压力大于或等于饱和压力 (即 P≥Pb)时， Rs＝ Rsi ，使 Rsi—Rs＝ 0， 则Bt＝Bob，即两相体积系数等于单相油体积系数。
地层水是与石油天然气紧密接触的地层流体， 边水和底水常作为驱油的动力，而束缚水尽管不 流动，但它在油层微观孔隙中的分布特征直接影 响着油层含油饱和度。
了解地层水的性质和组成具有如下意义： （1）可以判断边水流向、判断断块的连通性， 分析油井出水原因； （2）研究注入水的配伍性、分析储层伤害原 因和程度（如结垢）； （3）为油田污水处理及排污设计的提供依据。 （4）根据油田水型判断沉积环境。
层油体积的换算。
（2）收缩率定义为 (V f Vos ) / V f ( Bo 1) / Bo 。从 反应了原油采至地面后体积的收缩
油藏流体高压物性参数现场测定应用技术
油
仪
器
２Ｉ年Ｏ ０１ ２月
Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ Ｉ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ ＥＲ ＬＵ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ Ｎ
・
方 法研 究 ・
油藏 流体 高压 物性 参 数现 场测 定 应 用技术
刘 树 巩 刘 海波 刘 海 涅 张 兴延 李 扬
（ 中海 油 田服 务 股 份 有 限 公 司油 田技 术 事业 部 河北 燕郊）
第 一作 者 简 介 ： 树巩 ，９ ３年生 ， ， 刘 １６ 男 高级 工 程 师 ，９ ４年 毕业 于 大 庆 石油 学 院 石 油地 质 专 业 ， 在 中海 油 田服务 股 份 有 限公 司油 田技术 事 业 部 ， １８ 现 从 事测 井 资 料解 释及 应 用 工作 。邮 编 ：６ ２ １ ０ ５ ０
１ 油藏流体高压物性参数现场测定设备
该 系统 由三套 主 要 设 备组 成 ， 括 原 油 Ｐ Ｔ釜 、 包 Ｖ 自动气体 体积计量 计 、 毛细 管粘度计 。 高压
原油 Ｐ Ｔ釜 体分 为 上 下两 部分 ， 釜体 积 为 １０ Ｖ 上 ０
ｅｍ 。
，
程中独立 出来 ， 建立 了油层 物 理 的学 科分 支 。我 国在
２１ ００年
第２卷 ５
第 １ 期
刘 树 巩 等 ： 藏 流体 高 压 物性 参数 现场 测 定 应 用 技 术 油
２． １ 泡 点压 力 对 比 ２．
原 油脱气等 实验 ， 可获得气 油 比 、 点压力 、 泡 体积 系数 、
压缩 系数 、 胀系数 等 Ｐ Ｔ参数 。 膨 Ｖ 高压 毛细管粘度 计如 图 １ 所示 ， 工作原 理是基 于
ＭＤ 、 Ｔ 贝壳休斯 的 Ｒ Ｉ以及 中海 油 田服 务 股 份有 限公 Ｃ 司的 Ｅ Ｃ Ｒ Ｔ都可 以获取 Ｐ Ｔ样 品 。 Ｖ
储层流体高压物性参数计算方法(专题)
注意：上式是对于纯天然气适用，而对于含非烃CO2 、 H2S 等可以用Wichert和Aziz修正。修正常数的计算公式为:
66.67 yc yH 0.9 yC yH 1.6 8 33 yH 05 yH 4.0
修正后的拟临界压力和温度公式为:
* ppc ppc Tpc / Tpc y H 1 y H
K
2.6832 10 2 470 M g Tf
1.5
7. 凝析气藏露点压力的计算
在原始条件下，确定凝析气藏露点压力的大小，是一 项重要的工作内容。它可Kennedy提供的如下相关 经验公式确定：
pd 6.895 10 3 expA1 0.2 y N y C y H 0.4C1 C 2
对比参数就是指某一参数与其应对应的临界参数之比：即
ppr p ppc
TP r T Tpc
3、天然气偏差因子Z的计算
定义：天然气偏差因子Z的计算是指在某一压力和温 度条件下，同一质量气体的真实体积与理想体积之比值。 1974年,Dranchuk和Purvis等人在拟合Standing-Katz 图版的基础上,提出了计算偏差因子Z的如下牛顿迭代公式。
3)Marhoun方法
1988年，Marhoun对来自中东的69种烃类混合物进行 PVT分析后，得到160个实验确定的泡点压力，并得出了 如下估算Pb的经验公式：
Pb 5.38088*103 (5.615Rs)0.715082 g 1.77784 o3.1437 (1.8T 492)1.32657
1)Standing法 1947年，Standing根据加利福尼亚油田的22种烃类系统 的105个实验测量的泡点压力，确定了图解相关关系，1981 年用下述数学表达式表述了图解相关关系：
2.4 地层油的高压物性
2.溶解油气比与压力的关系 溶解油气比与压力的关系
Rs
●当压力大于饱和压力以后，溶 当压力大于饱和压力以后， 解油气比与原始溶解油气比相等， 解油气比与原始溶解油气比相等， 其值与压力无关。 其值与压力无关。
●当地层压力降至小于饱和压力
Pb
Pi P
二、地层油的溶解油气比（solution gas-oil ratio） 地层油的溶解油气比（ ）
1.定义：某一压力、温度下的地下含气原油， 某一压力、温度下的地下含气原油，
在地面进行一次脱气， 在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、温度下 的地层油溶解油气比。单位， 的地层油溶解油气比。单位，标米3/米3
2.地层油的相对密度: 2.地层油的相对密度: 地层油的相对密度 定义:地层条件下油的密度与 水的密度之比。 定义:地层条件下油的密度与4oC水的密度之比。 水的密度之比 水的密度为1g/cm 4oC水的密度为1g/cm3.
按石油行业标准,地面油相对密度定义为:20oC时 按石油行业标准,地面油相对密度定义为: 的地面油密度与4 时的水密度之比,用符号γ 的地面油密度与4oC时的水密度之比,用符号γo表 示
K+ + Na+ 的毫克当量=阴离子毫克当量数的和- 除钾、钠 的毫克当量=阴离子毫克当量数的和- 除钾、
以外的阳离子的毫克当量数的和。 以外的阳离子的毫克当量数的和。
三、地层水的高压物性
1.天然气在地层水中的溶解度 天然气在地层水中的溶解度
1)定义：在地层压力和温度条件下，单位体积地面水所溶解的 定义：在地层压力和温度条件下， 定义
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地层油高压物性测定
一、实验目的
1. 掌握地层油高压物性仪的结构及工作原理；
2. 掌握地层油的饱和压力、单次脱气的测定方法；
3. 掌握地层油溶解气油比、体积系数、密度的参数的确定方法；
4. 掌握落球法测量地层油粘度的原理及方法。
二、实验原理
1.绘制地层油的体积随压力的关系，保持泡点压力前后，曲线的斜率不同，拐点处对应的压力即为泡点压力。
2.使PVT筒内的压力保持在原始压力，保持压力不变，将PVT筒内一定量的地层油放入分离瓶中，记录放出油的地下体积，记录分离瓶中分出的油、气的体积，便可计算地层油的溶解气油比、体积系数等数据。
3.在地层条件下，钢球在光滑的盛有地层油的标准管中自由下落，通过记录钢球的下落时间，由下式计算原油的粘度：
μ＝κ﹙ρ1 —ρ2）t
其中μ—原油动力粘度，mPa·s；
t—钢球下落时间，s；
ρ1、ρ2—钢球和原油的密度，g/cm3；
k—粘度计常数，与标准管的倾角、钢球的尺寸及密度有关。
三、实验流程
图1 高压物性实验装置流程图
四、实验操作步骤
1.泡点压力的测定
（1）粗测泡点压力
从地层压力起以恒定的速退泵，压力以恒定速度降低。
当压力下降速度减慢或不下降甚至回升时，停止退泵。
稳定后的压力即为粗测的泡点压力。
（2）细测泡点压力
A．升压至地层压力，让析出的气体完全溶解到油中。
从地层压力开始降压，每降低一定压力（如2.0MPa）记录压力稳定后的泵体积读数。
B．当压力降至泡点压力以下时，油气混合物的体积每次增大一定值（如10cm3），记录稳定后的压力（泡点压力前后至少安排四个测点）。
2.一次脱气
（1）将PVT筒中的地层油加压至地层压力，搅拌原有样品使温度、压力均衡，记录泵的读数；
（2）取一个干燥洁净的分离瓶称重，将量气瓶充满饱和盐水；
（3）将分离瓶安装在橡皮塞上，慢慢打开放油阀门，保持地层压力不变排除一定体积的地层油，当量气瓶液面下降200 ml 时，关闭放油阀门，停止排油。
记录计量泵的读数；
（4）提升盐水瓶，使盐水瓶液面与量气瓶液面平齐，读取分离出的气体体积，同时记录室温、大气压；
（5）取下分离瓶，称重并记录。
3.地层油粘度测量
（1）将地层油样转到落球粘度计的标准管中，加热至地层温度；
（2）转到落球粘度计使带有阀门的一端（上部）朝下，按下“吸球”开关，使钢球吸到上部的磁铁上；
（3）转到落球粘度计使其上部朝上，固定在某一角度。
按下“落球”开关，钢球开始下落，同时计时开始。
当钢球落到底部时自动停止时，记录钢球下落时间。
重复3次以上，直到所测时间基本相同为止。
五、实验数据处理
1.确定泡点压力
答：经实验，所测数据如下表1所示：
表1 p-V关系数据表
所以，得图1如下：
图1 p-V关系曲线图由图1，可得，泡点压力p b = 2.995MPa
2.计算地层油物性参数
1）计算脱气原油体积V
o
2）计算标准状态下分出气体的体积
3）计算地层油的溶解气油比R s
4）计算地层油体积系数B o
5）计算原油的收缩率E o
6）计算地层油的密度ρof
3.计算地层油密度
所以，由μ＝κ﹙ρ1 —ρ2）t ，得
μ= 0.0821×(7.86g/cm 3-0.79g/cm 3) ×2.80s = 1.63mPa ·s
六、 小结
通过本实验的操作及数据处理，我懂得了地层油的饱和压力、单次脱气的测定方法，了解了地层油溶解气油比、体积系数、密度的参数的确定方法，以及用落球法测量地层油粘度的原理及方法，同时也更深刻地了解了地层油在地面条件下的变化，和懂得操作地层油高压物性仪
七、 原始记录
表2 压力于提及关系测定原始记录表
地层油温度=40℃ 地层压力=12MPa 粗测泡点压力P b =2.9MPa
压力MPa
12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.9 2.8 2.7 2.6
泵读数cm
3
177.0 176.0 175.0 174.0 173.0 163.0 153.0 143.0 133.0 体积差cm 3
0 1 1 1 1 10 10 10 10 累积
体积差cm 3
1
2
3
4
14
24
34
44
表3 地层油单次脱气实验原始记录
室温=23℃,大气压力=760mmHg,脱气油密度ρos =0.884g/cm 3
,脱出气体密度ρgsc =0.0018g/cm 3
计量泵刻度（cm 3
）
脱气油质量
脱出气量 （ml ） 脱气前 N 1 脱气后 N 2 地层油体积 N 1-N 2 分离瓶质量G 1 （分离瓶+油）质量
G 2
脱气油质量 G 1-G 2 187.5 193.0 5.5 47.210
51.250
4.040
181
表4 地层油粘度实验原始记录
钢球密度ρ3of ，粘度计倾角常数k =0.0821
序号 1 2 3
钢球下落时间（s ） 2.81 2.82 2.76。