油气藏流体 PPT课件
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油藏流体的物理性质教学课件PPT
—
—
9.6 11.8 9.5 89
5
21.8
0.15 0.26 6.4 —
—
—
——— —
—
—
— 2.35 — 148
—
—
第二节 油气的相态
相： 某一体系或系统中具有相同成分，相同物理、 化学性质的均匀物质部分。
相态：物质在一定条件（温度和压力）下所处的状态。 油藏烃类一般有气、液、固三种相态
相图
油藏烃类的相态通常用P－T图研究。
亨利定律的物理意义 温度一定，气体在单位体积液体中的溶解量与压力成正比。
适用条件 ①分子结构差异较大的气液体系。 ②单组分气体在液体中的溶解。
40℃时不同气体在相对密度为0.873的石油中的 溶解度(卡佳霍夫,1956)
1—氮气 2—甲烷 3—天然气
2. 影响天然气在原油中溶解的因素
天然气的溶解曲线不是线性的
沥青 含硫 残碳
馏分组成(质量百分数)
%
%
% 初馏点 ＜200℃ ＜300℃
— 0.15 2.5 88
14
28
3.1 0.47 5.5 79.5
9
20
6.6 2.25 8.95 15.8 1.9
11.2
6.27 0.13 4.81 97
4.0
20.5
0.01 0.13 3.7 58
18
35
——— —
液相区 AC线以上 气相区 BC线右下方 气液两相区 ACB线包围的区域 反常凝析区 PCT线包围的阴影部分
油藏 气藏 油气藏 凝析气藏
泡点 AC线上的点，也称饱和压力点 露点 BC线上的点 临界点 C点，泡点线与露点线的交点 临界凝析压力点 P点，两相共存的最高压力点 临界凝析温度点 T点，两相共存的最高温度点
油藏描述油藏流体描述95页PPT
油藏描述油藏流体描述
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
谢谢！
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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油藏及流体物理性质ppt课件
通过曲线可以确定注水油层最终采收率
A
B
ER
Soi Sor Soi
100 %
0.8 0.15 0.8
100 %
81.3%
11
1.4 流体在地层中的渗流规律
根据下图相对渗透率曲线求注水油层最终采收率
0.25
0.9
ER
Soi Sor Soi
100 %
0.75 0.1100% 0.75
86.7%
12
3、溶解
Rs p
亨利定律
4、分离 接触分离
微分分离
3
上节内容回顾
二、地层原油高压物性
1、溶解气油比（Rs）
每立方米地面原油在地下所溶解的天然气在标准状况下的立方米数
2、体积系数（Bo）
原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比 3、粘度（μ） 当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力
三、地层水高压物性
二、多相流体的渗流规律
绝对渗透率：指单相流体在多孔介质中流动，不与之发生物理化学 作用的渗透率。大小只取决于岩石本身，而与实验流体无关。
有效渗透率：当岩石中有两种以上流体共存时，岩石对某一相流体的 通过能力，又称相渗透率。
Ko Kw Kg K
相对渗透率：当岩石中有多种流体共存时，每一种流体的有效渗透
上部：汽油(C5~C9)
中部：煤油(C10~C15)
热
裂
下部：柴油(C11~C20)
法
底部：重油（C16、天然气高压物性
1、压缩因子（Z）
一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与在相同条件下理 想气体占有的体积之比。
2、粘度（μ）
表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小的参数
A
B
ER
Soi Sor Soi
100 %
0.8 0.15 0.8
100 %
81.3%
11
1.4 流体在地层中的渗流规律
根据下图相对渗透率曲线求注水油层最终采收率
0.25
0.9
ER
Soi Sor Soi
100 %
0.75 0.1100% 0.75
86.7%
12
3、溶解
Rs p
亨利定律
4、分离 接触分离
微分分离
3
上节内容回顾
二、地层原油高压物性
1、溶解气油比（Rs）
每立方米地面原油在地下所溶解的天然气在标准状况下的立方米数
2、体积系数（Bo）
原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比 3、粘度（μ） 当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力
三、地层水高压物性
二、多相流体的渗流规律
绝对渗透率：指单相流体在多孔介质中流动，不与之发生物理化学 作用的渗透率。大小只取决于岩石本身，而与实验流体无关。
有效渗透率：当岩石中有两种以上流体共存时，岩石对某一相流体的 通过能力，又称相渗透率。
Ko Kw Kg K
相对渗透率：当岩石中有多种流体共存时，每一种流体的有效渗透
上部：汽油(C5~C9)
中部：煤油(C10~C15)
热
裂
下部：柴油(C11~C20)
法
底部：重油（C16、天然气高压物性
1、压缩因子（Z）
一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与在相同条件下理 想气体占有的体积之比。
2、粘度（μ）
表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小的参数
第一章 油气藏中的流体
大于5%）。 3. 海相石油一般高硫（一般大于1%）；陆相石油以低硫为特征（一般小于
1%）。参见图1-9。 4. 海相石油V、Ni含量高，且 V/ Ni 大于 1；陆相石油V、Ni含量较低，
且 V/ Ni 小于 1。 5. 海相石油一般比陆相石油的δ13C 高。例如，第三纪海相石油δ13C一般
大于-27/1000；而第三纪陆相石油δ13C较小，一般小于–29/1000。 （注： δ13C=(RS/Rr-1)×1000/1000(RS(样品)=13C/12C，Rr (相对标 准)=13C/12C)
馏分
石油的馏分（据Hunt，1979；潘钟祥，1986）
轻馏分
中馏分
重馏分
石油气 汽油
煤油
柴油 重瓦斯油 润滑油
渣油
温度（oC）
各馏分体积 （%）
（35度API）
< 35 35-190 190-260 260-320 320-360 360-530 < 530 （500） （500）
0
27
13
12
10
硫是 一种 有害 元素
不同时代和成因的9347个石油样品中含硫分布 （据Tissot&Welte,1978）
（二）石油的元素组成
硫在油气田生产中是非常有害的元素
2003年重庆天然气井喷事 故造成重大损失
油田的油管被腐蚀的情况
（三） 石油的馏分组成
石油的馏分：原油在一定沸点区间蒸馏产生的各烃类化合物的混合物。是 利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性，加热蒸馏，将石油切割成不同沸点 范围（即馏程）的若干部分，每一部分就是一个馏分。因研究目的不同，切割馏 分的温度区间有所不同。石油炼制上为人们所常用。
3. 胶质和沥青(非烃)：含氮、硫、氧的化合物。
1%）。参见图1-9。 4. 海相石油V、Ni含量高，且 V/ Ni 大于 1；陆相石油V、Ni含量较低，
且 V/ Ni 小于 1。 5. 海相石油一般比陆相石油的δ13C 高。例如，第三纪海相石油δ13C一般
大于-27/1000；而第三纪陆相石油δ13C较小，一般小于–29/1000。 （注： δ13C=(RS/Rr-1)×1000/1000(RS(样品)=13C/12C，Rr (相对标 准)=13C/12C)
馏分
石油的馏分（据Hunt，1979；潘钟祥，1986）
轻馏分
中馏分
重馏分
石油气 汽油
煤油
柴油 重瓦斯油 润滑油
渣油
温度（oC）
各馏分体积 （%）
（35度API）
< 35 35-190 190-260 260-320 320-360 360-530 < 530 （500） （500）
0
27
13
12
10
硫是 一种 有害 元素
不同时代和成因的9347个石油样品中含硫分布 （据Tissot&Welte,1978）
（二）石油的元素组成
硫在油气田生产中是非常有害的元素
2003年重庆天然气井喷事 故造成重大损失
油田的油管被腐蚀的情况
（三） 石油的馏分组成
石油的馏分：原油在一定沸点区间蒸馏产生的各烃类化合物的混合物。是 利用组成石油的化合物具有不同沸点的特性，加热蒸馏，将石油切割成不同沸点 范围（即馏程）的若干部分，每一部分就是一个馏分。因研究目的不同，切割馏 分的温度区间有所不同。石油炼制上为人们所常用。
3. 胶质和沥青(非烃)：含氮、硫、氧的化合物。
油气井流体力学教学课件井底射流
井底射流的优化设计方法
数值模拟
01
利用数值模拟方法，如CFD软件，对井底射流进行模拟分析，
优化喷嘴设计、射流参数等。
实验研究
02
通过实验手段，如风洞实验、水洞实验等，对井底射流进行实
际测量和数据采集，为优化设计提供依据。
工程经验
03
结合实际油气井的工程经验，对井底射流进行优化设计，提高
油气开采效率。
05
CHAPTER
井底射流的应用实例与效果 分析
井底射流在油气开采中的应用实例
实例1
某油田采用井底射流技术 提高采收率，通过增加产 液量，提高了单井产量。
实例2
某气田采用井底射流技术 进行压裂增产，成功提高 了天然气的采收率。
实例3
某海上油田利用井底射流 技术进行近井地带清洗， 提高了油井的产能。
02
CHAPTER
井底射流的流体力学基础
流体的性质与流动类型
流体的物理性质
包括密度、粘度、压缩性等，这 些性质对流体流动行为产生重要 影响。
流动类型
层流与湍流是两种基本的流动类 型，它们在速度、压力、时间和 空间等方面具有不同的特征。
流体静力学与动力学基础
流体静力学
研究流体在静止状态下的压力分布、重力对流体作用等规律 。
井底射流的应用效果分析
效果1
通过井底射流技术，可以有效地提高油气井的产 量和采收率。
效果2
井底射流技术能够降低生产成本，提高经济效益 。
效果3
井底射流技术可以改善油藏的流动性，提高油藏 的波及效率。
井底射流技术的前景展望
展望1
随着技术的不断进步，井底射流技术将更加高效和可靠，有望成 为油气开采的重要手段。
油气藏流体 PPT课件
Bos=1.0
psc
pb
pi
Bt Bo ( Rsi Rs ) Bg
•收缩性
原油体积变小的性质
体积系数越大，原油的收缩 性越强。
•低收缩原油<1.5
•高收缩原油>1.5 Bo=1.0~2.0
•收缩率:原油开采到地面后其体积的收缩百
分数
Boi 1 s Boi
反映地层原油收缩性质的强弱
psc
p
pb
•饱和原油
•未饱和原油
•泡点压力 原油开始脱出气体时的压力
Vgs Vos
Vg
Vo
p pb
Vob pi
Voi
psc
•地面脱气原油
•地层原油
四、溶解气油比
•定义 •原始 •泡点
•地面
Rs Vgs Vos
f ( p)
Rsi
<500m3/m3
Vgs Vos
Rsb
Rss =0
psc
第一节天然气性质一组成组分xi组分xic18822c6015c2508c7013c3248n2004c4145co2204c5041总计1000气相色谱仪n2?天然气烃类天然气烃类主ch4主非烃类c2c6c7微co2h2s????天然气的色味来自于非烃物质?烃类为主含少量非烃物质的气体轻质中间重质烃类为主含少量非烃物质的气体轻质中间重质?特征组分?xc185?xc17585?xc15575?xc155甲烷干气凝析气轻质油黑油干气凝析气轻质油黑油oilsamplegassample?地面取样wellseparator二偏差因子?理想气体?真实气体z偏差因子?真实气体偏离理想气体的程度pvnrtpvznrtz可定义为相同热力学pt条件下真实气体的体积与理想气体体积的比值
中国石油大学(北京)油矿地质学第六章油气藏流体PPT课件
2．边水层状油（气）藏
•单油层厚度小, 由多层油层组合而成, 油层之间有连续性隔层 •水体位于油层的边部 •含油气高度大于油气层厚度
多油层统一油（气）水系统
各油层独立油（气）水系统
两种类型的边水油（气）藏
3．透镜状油（气）藏
•多以岩性圈闭为主； 储层分布不连续，呈透镜状或条带状； •单个储集体分布面积较小； •各透镜体形成各自的油气系统。
MG1
GS14-15
3 45 0
GS16-14 GS16G-S1964
GSG1S41-41-71GGM8SSG11146-G--1S211084-2G2S135450-24 GS11
3 50 0
GS18-16 3 55G0 S20-18
GS18-18
GS18-20
3 60 0
3 65 0
GS39K
GS23
井名
2500
等深线
含油区
推测含油区
油水同层区
水层
干层
552000
未知区
282000
284000
286000
3. 断层边界
二、含油饱和度
含油饱和度高
油底
含油饱和度 向上快速增大
水顶
含油饱和度低
影响原始含油饱和度的因素
水湿
浮力克服毛管阻力进入油藏
pb0.0(1 wo)H
pc
2103cos
r
影响因素
陈堡油田陈3断块K2t1-K2c油藏剖面图
第一节 油气藏流体系统
一、含油边界
----理论分析
----限定工业性油流分布的界线。
构造油藏 地层-岩性油藏 复合油藏
油水边界 岩性边界 断层边界
油气藏中的流体石油天然气和油田水最新课件
来源：异戊间二烯烷烃具有生物成因意义，是重要的生物 标志化合物。同源的石油所含异戊间二烯类烷烃类型和含量都 十分接近。因此，常用于油源对比标志（指纹化合物），近来 也用于沉积环境研究。
烷烃分子结构的特点是什么？
单键相连 排列成直链式
第一章 油气藏中的流体—石油、天然气和油田水
3、环烷烃
由许多围成环的多个次甲基（-CH2-）组成。组 成环的碳原子数可以是大于3的任何数，相应称为三 员环、四员环、五员环等。石油中的环烷烃多为五员 环或六员环。
上节回顾 • 石油地质学的概念
又称石油及天然气地质学，是研究
地壳中油气藏及其形成原理和分布
规律的一门科学。
第一章 油气藏中的流体— 石油、天然气和油田水
第一节 石 油
一、石油的概念及组成 二、石油的化合物及特征 三、石油的分类 四、海陆相原油的基本区别 五、石油的物理性质
教学目的与教学思路
要求掌握石油的概念；石油的元素组成；石 油化合物组成及特征；石油的分类；石油的 物理性质。
石油中已鉴定出的正构烷烃有C1～C45，个 别报导曾提及见到C60正烷烃，但大部分正构烷 烃碳数≤C35。石油中多数占15.5%（体积），轻 质石油可达30%以上，而重质石油可小于15%。
第一章 油气藏中的流体—石油、天然气和油田水
石油中正构烷烃的来源： 现代生物：如细菌、藻类。 含脂类的植物或蜡质（主要在高等植物的叶、孢
其含量与成熟度有关：成熟度低→高，由多环→ 单、双环。一般单、双环占环烷烃的50.5%；三环占 环烷烃的20%；四、五环占环烷烃的25%。
原油中大于四环的环烷烃一般具有很高的旋光性， 所以没成熟的原油旋光性高。多环环烷烃与四环的甾 族化合物和五环的三萜稀类化合物很相似，被作为有 机成因的主要证据之一。
烷烃分子结构的特点是什么？
单键相连 排列成直链式
第一章 油气藏中的流体—石油、天然气和油田水
3、环烷烃
由许多围成环的多个次甲基（-CH2-）组成。组 成环的碳原子数可以是大于3的任何数，相应称为三 员环、四员环、五员环等。石油中的环烷烃多为五员 环或六员环。
上节回顾 • 石油地质学的概念
又称石油及天然气地质学，是研究
地壳中油气藏及其形成原理和分布
规律的一门科学。
第一章 油气藏中的流体— 石油、天然气和油田水
第一节 石 油
一、石油的概念及组成 二、石油的化合物及特征 三、石油的分类 四、海陆相原油的基本区别 五、石油的物理性质
教学目的与教学思路
要求掌握石油的概念；石油的元素组成；石 油化合物组成及特征；石油的分类；石油的 物理性质。
石油中已鉴定出的正构烷烃有C1～C45，个 别报导曾提及见到C60正烷烃，但大部分正构烷 烃碳数≤C35。石油中多数占15.5%（体积），轻 质石油可达30%以上，而重质石油可小于15%。
第一章 油气藏中的流体—石油、天然气和油田水
石油中正构烷烃的来源： 现代生物：如细菌、藻类。 含脂类的植物或蜡质（主要在高等植物的叶、孢
其含量与成熟度有关：成熟度低→高，由多环→ 单、双环。一般单、双环占环烷烃的50.5%；三环占 环烷烃的20%；四、五环占环烷烃的25%。
原油中大于四环的环烷烃一般具有很高的旋光性， 所以没成熟的原油旋光性高。多环环烷烃与四环的甾 族化合物和五环的三萜稀类化合物很相似，被作为有 机成因的主要证据之一。
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流体性质的变化对油气开采过程产生重要的影响，为提高开 采效率，必须深入研究流体性质。
第一节
一、组成
组分 C1 C2 C3 C4 C5 xi(%) 88.22 5.08 2.48 1.45 0.41
天然气性质
气相色谱仪
组分 C6 C7+ N2 CO2 总计 xi(%) 0.15 0.13 0.04 2.04 100.0
Mair=28.97kg
Mg=ΣxjMj
•已知天然气相对密度 g ，可以计算 天然气千摩尔质量 Mg=gMair
MC1=16 MN2=28
MC2=30 MCO2=44
MC3 =44 Mair=28.97
Mg=16~44
g=0.55~1.52 g降低
g=0.55~1.0
•xC1增大 •天然气
1 Z cg Vg p p Zp
Vg
六、热膨胀系数
定义：恒压条件下单位温度的体积变化率
g
pV ZnRT
Vg Vg T
1 Z g Vg T T ZT
理想气体
பைடு நூலகம்
Vg
1 g =(20~30)10-4C-1 T
七、粘度
•毛细管粘度计
q
Gas Sample
Separator Well
Oil Sample
二、偏差因子
•理想气体 •真实气体 pV = nRT pV = ZnRT Z偏差因子
•真实气体偏离理想气体的程度 Z 可定义为相同热力学（ p 、 T ）条件 下，真实气体的体积与理想气体体积 的比值。
•一般情况 •特定体系 •实验测定
CH4(主) 烃类(主) •天然气
轻质 中间 重质
C2-C6 C7+(微)
N2
CO2 非烃类 H2S ••• •烃类为主,含少量非烃物质的气体 •天然气的色、味来自于非烃物质
•特征组分
•xC1>85% •xC1=75~85%
甲烷 干气
凝析气
•xC1= 55~75% •xC1<55%
轻质油
黑油
•地面取样
Z f ( x j , p, T )
Z f ( p, T )
pV Z nRT
Standing-Katz图版
•图版确定
•拟对比压力 p ppr ppc •拟对比温度
1.1 1.0
Z 0.9
0.8 0.7
T Tpr Tpc
•影响储量计算
0 1 2 3 4 5 6
ppr
•Standing-Katz图版
C3
N2 CO2
44.0
28.0 44.0
370.00
126.11 304.17
4.2568
3.3936 7.3787
三、相对密度
•定义：地面标准条件下，天然气的 密度与空气密度的比值，即
gs g air
•相对密度计或射流等方法测定，更 常用的方法是通过气体组分计算？
•真实气体状态方程
•拟对比压力
p ppr ppc
•拟临界压力
•组分临界压力 •拟对比温度 •拟临界温度
ppc x j pcj
pcj
T Tpr Tpc
Tpc x jTcj
•组分临界温度
Tcj(K)
教材表2.1.2
组分 C1 C2 Mj 16.0 30.0 Tcj(K) 190.67 305.50 pcj(MPa) 4.6408 4.8835
第二章
地面
油气藏流体
?
•地面性质?
?
•地下性质?
第二章
油气藏流体
油气藏中存在油、气、水三种流体，采到地面之后依然为油、 气、水三种流体，但数量上有所不同。 油和气性质比较接近，是同一种物质呈现出的不同相态。在 一定条件下，油、气之间可以相互溶解，相态之间也可以相 互转换。 天然气和原油合称为石油。石油有时候也呈固态形式，如沥 青。 地层水与油气的性质相差较远，溶解度较低，通常认为地层 水与油气为非互溶流体。 油气藏流体的性质随环境条件的变化而变化。油气开采过程 中不仅存在状态的变化，还存在更为复杂的相态变化。
m RT pV ZnRT Z Mg
m pMg g V ZRT
•地面条件 •地面空气
gs
air
psc M g Z sc RTsc
psc M air Z sc RTsc
•天然气相对密度
gs Mg g air M air
•空气千摩尔质量
•天然气千摩尔质量
•溶解气
g>1.0
四、体积系数
•定义：地层条件下天然气的体积与等 质量气体在地面标准条件下的体积的 比值
Bg
Vg？ Vgs？
四、体积系数
•地下体积 •地面体积 •体积系数
ZnRT Vg p
pV ZnRT
Z sc nRTsc Vgs psc
psc ZT Bg Vgs Z scTsc p
轻质油
黑油
•地面取样 •井下取样
含水、含砂、密度等常规物性分析
高压物性分析等各种复杂的物性分析
Vg
psc T psc ZT 理想气体 Bg Z scTsc p p Tsc
=10-2~10-3
•膨胀因子
1 Vgs Z scTsc p Eg Bg Vg psc ZT
p Tsc 理想气体 Eg psc T
=102~103
地下体积开采到地面之后体积膨胀了 102~103倍。
胶质+沥青质 非烃类 硫
杂质 ••• •烃类为主,含少量非烃物质的液体 •原油的色、味来自于非烃物质 •原油:未经提炼的液态石油或石油
•特征组分：影响原油性质的主 要组分 重烃(C )
7+
•xC7+: 0.42%
干气 凝析气
•xC7+: 3.80%
•xC7+: 14.91% •xC7+: 42.15%
p1
p2
p Cg q
g =10-1~10-3mPa.s
天然气在地 层中的流动 能力特别强
第二节
一、组成
组分 xj(%)
原油性质
液相色谱仪
组分 xj(%)
C1
C2 C3
48.83
2.75 1.93
C5
C6 C7+
1.15
1.59 42.15
C4
1.60
总计
100.0
烃类(主) •原油
CH4 C2-C6 C7+(主)
psc ZT Bg Z scTsc p
1
天然气的体积系数随压力的 升高而降低，随温度的升高 而升高。
psc Z iTi Bgi Z scTsc pi
Bg
psc
pi
五、压缩系数
定义：恒温条件下单位压力的体积变化率
cg
pV ZnRT
Vg Vg p
理想气体
1 cg =(100~1000)10-4MPa-1 p