油藏物理第一章(地层油水的性质)课件

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1、第四节第四节 地层油的高压物性参数地层油的高压物性参数 1 1 地层油的密度和相对密度地层油的密度和相对密度 2 2 地层原油的溶解气油比地层原油的溶解气油比 3 3 地层原油的体积系数地层原油的体积系数 4 4 地层原油的压缩系数地层原油的压缩系数 5 5 地层原油的粘度地层原油的粘度 6 6 原油凝固点原油凝固点051015202530350.650.700.751270oC84oC地层油密度（g/cm ）3压 力 （ MPa）1、地下原油由于溶解有大量的天然气。、地下原油由于溶解有大量的天然气。其密度其密度通常要比通常要比地面脱气原油密度小。地面脱气原油密度小。2 2、地下原油密度随温度

2、的增加而下降。、地下原油密度随温度的增加而下降。3 3、当压力小于饱和压力时，由于随压力增加，溶解的天然气量增加，因而原油、当压力小于饱和压力时，由于随压力增加，溶解的天然气量增加，因而原油密度减小；当压力高于饱和压力时，天然气已全部溶解，随压力增加原油受密度减小；当压力高于饱和压力时，天然气已全部溶解，随压力增加原油受压缩，因而原油密度增大压缩，因而原油密度增大 。 一一. . 地层油的密度和相对密地层油的密度和相对密度度地层原油的特点：地层原油的特点：地层原油处于高温高压状态，地层原油处于高温高压状态，油中溶解有大量的天然气。油中溶解有大量的天然气。 A A、当当PPb时：时： 不随压力的

3、变不随压力的变化而改变，为原始溶解气油比化而改变，为原始溶解气油比 i。 B B、当当PPb时：时： 随压力降低而随压力降低而降低。（压力降低，一部分气体已从地降低。（压力降低，一部分气体已从地层原油中逸出，溶解于原油中的气量减层原油中逸出，溶解于原油中的气量减少，故溶解气油比少，故溶解气油比R Rs s减少。）减少。） C C、当、当P PP Pb b( (饱和压力饱和压力) )时，时， 为最为最大值。大值。二二. . 地层原油的溶解气油比（地层原油的溶解气油比（ ）三、地层原油的体积系数三、地层原油的体积系数1、地层原油单相体积系数（、地层原油单相体积系数（ Bo ）Bo定义定义：原油在地

4、层条件下的体积原油在地层条件下的体积(即地层油体积即地层油体积)与其在地面脱气后与其在地面脱气后的体积之比，的体积之比，原油地下体积系数，简称为原油体积系数，原油地下体积系数，简称为原油体积系数，用用Bo表示，即：表示，即：2、原油体积系数随压力的变化关系、原油体积系数随压力的变化关系 (1)当当PPb 时，体积系数随压力的降低而增加。（这是由于单相时，体积系数随压力的降低而增加。（这是由于单相地层油体积地层油体积Vf 的的膨胀，故膨胀，故Bo增加。）增加。） (2)当当PPb时，时， Bo随压力降低而减小。（这是由于随地层压力的降随压力降低而减小。（这是由于随地层压力的降低，溶解气量减小，地

5、层油体积低，溶解气量减小，地层油体积Vf 收缩，故收缩，故Bo随压力降低而减小。）随压力降低而减小。） (3)当当PPb时，体积系数时，体积系数Bo最大。（这是由于单相地层油体积最大。（这是由于单相地层油体积在在Pb时膨胀达到最大。）时膨胀达到最大。） osfoVVB2、原油收缩系数、原油收缩系数地层油由地下至地面脱气后，其体积必然变小，这种现象称为地层原油的收缩，收缩的程度用原油收缩系数或原油收缩率表示：（1）定义收缩系数为原油体积系数的倒数，即o=1B oVosVf。用收缩系数乘以地层条件下的体积，可求得地面脱气油体积；反之，用体积系数乘以地面脱气油体积，也可求得地层油体积。这样很方便地进

6、行地面油体积与地层油体积的换算。（2）收缩率定义为 。从物理意义上讲， 反应了原油采至地面后体积的收缩量。oofosfBBVVV/ ) 1(/ )(sfVV3、地层油气两相体积系数（、地层油气两相体积系数（ Bt ） 地层油气两相体积系数是指:当油层压力低于饱和压力时，地层中原当油层压力低于饱和压力时，地层中原油和析出气体的总体积与它在地面脱气后原油体积之比，用符号油和析出气体的总体积与它在地面脱气后原油体积之比，用符号Bt表示。表示。 gssiosfosgosssiftBRRVVVBVRRVB)()(gssioBRRB)(1)当地层压力大于或等于饱和压力当地层压力大于或等于饱和压力(即即PP

7、b)时，时，RsRsi，使，使RsiRs0，则则BtBob，即两相体积系数等于单相油体积系数，即两相体积系数等于单相油体积系数。(2)当地层压力降低到地面大气压时，油中溶解气全部脱出，当地层压力降低到地面大气压时，油中溶解气全部脱出，Rs0；此时，；此时，Bg1，Bo1，故得出，故得出Bt1+Rsi，此时，此时Bt为最大值。为最大值。(3)由于由于Bo、Bg、Rs均为压力均为压力P的函数，的函数，Bt也是压力的函数，也是压力的函数， Bt-P关系曲线如关系曲线如图图43中虚线所示。中虚线所示。Petro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大

8、学（北京）n111 所谓原油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。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：在等温条件下原油的压缩系数： PPVVVPVVPVVCbfbfffTffo11)(1PPBBBCbooboo1 我国油田名称 Rsi (标) M3m3 Bo Co 104MPa1 国外油田名称 Rsi (标)m3m3 Bo 大庆油田 P 层 48.2 1.13 7.7 格比尔玛利 (罗马尼亚) 1.1 1.05 大港西区 44 井 M 层 37.3 1.09 7.3 米德兰 范姆斯诺斯(美国) 11.0 1.07 胜利油田营 一 4 井 70.

9、1 1.22 玻璃瓦油田 (委内瑞拉) 85.1 1.26 孤 岛 渤 2618井 G 层 27.5 1.10 7.3 帕宾拉油田狄姆砂层(加拿大) 89.0 1.25 任丘油田 Ps 层 7.0 1.10 10.35 阿加贾里 (伊朗) 190.0 1.42 玉门油田 L 层 65.8 1.16 9.6 北海油田埃克菲斯克(挪威) 580.0 1.78 地层原油粘度是石油工程计算中的重要参数之一。它是影响油井产量的重要因素，有些原油由于粘度过大，致使油井无法产油。 1 1、原油的分子量越大，则粘度越高。、原油的分子量越大，则粘度越高。2 2、原油中非烃含量（即胶质、原油中非烃含量（即胶质-

10、-沥青含量）越高，沥青含量）越高，则粘度越高。则粘度越高。 原油粘度的主要影响因素有原油的分子量、原油中非烃含量原油粘度的主要影响因素有原油的分子量、原油中非烃含量（即胶质（即胶质-沥青含量）、压力、温度沥青含量）、压力、温度 。 图4 -5 原 油粘度与温度关系0.1110100100010000050100150200250300温度，粘度，m P a .s水相对密度0.8762原油相对密度0.9861原油 3、 原油粘度对于温度的变化是很敏感的。原油粘度对于温度的变化是很敏感的。温度提高，温度提高，原油粘度降低。原油粘度降低。 图4 -5 原 油粘度与温度关系05001000010020

11、0300温度，粘度，m P a .s50C50C时，时，500mPa.s 500mPa.s 100C100C时，时，100mPa.s 100mPa.s 8mPa.s/10C8mPa.s/10C 4、压力对地层原油粘度的影响压力对地层原油粘度的影响(1)当当PPb 时，粘度随压力的降低而减小。时，粘度随压力的降低而减小。(2)当当PPb时，时，粘度粘度随压力降低而增大。（这是由于随地层压力的降低，随压力降低而增大。（这是由于随地层压力的降低，溶解气量减小。）溶解气量减小。） (3)当当PPb时，粘度最小。时，粘度最小。 六、原油凝固点六、原油凝固点石蜡的初始结晶温度，随溶解气量的增加而降低。 原

12、油的凝固点是指原油冷却由流动态到失去流动性的临界温度点。 三个温度点：凝固点、反常点、析蜡点三个温度点：凝固点、反常点、析蜡点三个区域：固体区、牛顿流体、非牛顿流体三个区域：固体区、牛顿流体、非牛顿流体牛顿流体假塑性屈服塑性典型未饱和油藏地层油高压物性参数随压力的变化规律典型未饱和油藏地层油高压物性参数随压力的变化规律第五节第五节 地层水的高压物性地层水的高压物性 是指处于油藏边部和底部的是指处于油藏边部和底部的边水和底水、层间水以及与原油同层的束缚水的边水和底水、层间水以及与原油同层的束缚水的总称。总称。 是油藏形成时残余在孔隙中的水，它与是油藏形成时残余在孔隙中的水，它与油气共存但不参与流

13、动，因此称为束缚水。油气共存但不参与流动，因此称为束缚水。 地层水是与石油天然气紧密接触的地层流体，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。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：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，）可以判断边水流向、判断断块的连通性，分析油井出水原因；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）研究注入水的配伍性

14、、分析储层伤害原因和程度（如结垢）；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。）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。）根据油田水型判断沉积环境。 第五节第五节 地层水的高压物性地层水的高压物性 一、地层水的化学组成及地层水的分类一、地层水的化学组成及地层水的分类二、地层水的高压物性二、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 2)、地层水的压缩系数、地层水的压缩系数3)、地层水的体积系数、地层水的体积系数 4)、地层水的粘度地层水的粘度第五节第五节 地层水的高压物性地层水的高压物性 1、化学组成、化学组成地

15、层水在地层中长期与岩石和原油接触，通常含有相当多的金属盐类，如钾地层水在地层中长期与岩石和原油接触，通常含有相当多的金属盐类，如钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等，尤其以钾盐、钠盐最多，故称为盐水。盐、钠盐、钙盐、镁盐等，尤其以钾盐、钠盐最多，故称为盐水。地层水溶液中地层水溶液中: 1) 常见的阳离子为常见的阳离子为Na+、K+、Ca2+、Mg2+， 2) 常见的阴离子为常见的阴离子为Cl、SO42、HCO3及及CO32、NO3、Br、I 3) 不同种类的微生物，其中最常见的是非常顽固的厌氧硫酸还原菌，它不同种类的微生物，其中最常见的是非常顽固的厌氧硫酸还原菌，它们助长了油井套管的腐蚀，在注水过程中导致

16、地层堵塞。这些微生物的来源尚们助长了油井套管的腐蚀，在注水过程中导致地层堵塞。这些微生物的来源尚不十分清楚，它们可能存在于封闭油藏中，或由于钻井而带入地层。不十分清楚，它们可能存在于封闭油藏中，或由于钻井而带入地层。 4) 4) 微量有机物质，微量有机物质，如环烷酸、酯肪酸、胺酸、腐植酸和其它比较复杂如环烷酸、酯肪酸、胺酸、腐植酸和其它比较复杂的有机化合物等。因为这些有机酸对注入水洗油能力有直接影响，所以，在油的有机化合物等。因为这些有机酸对注入水洗油能力有直接影响，所以，在油田注水的水质选择上要对它们予以重视。田注水的水质选择上要对它们予以重视。 2、矿化度与离子毫克当量浓度、矿化度与离子毫

17、克当量浓度 代表水中矿物盐的总浓度，用代表水中矿物盐的总浓度，用mgL或或ppm（百万分之一）来表示。地层（百万分之一）来表示。地层水的总矿化度表示水中正、负离子含量之总和。水的总矿化度表示水中正、负离子含量之总和。 原始地层条件下，高矿化度的地层水处于饱和溶液状态，当由地层流至地原始地层条件下，高矿化度的地层水处于饱和溶液状态，当由地层流至地面时，会因为温度、压力降低，导致盐从地层水中析出，严重时还可在井筒中面时，会因为温度、压力降低，导致盐从地层水中析出，严重时还可在井筒中结盐，给生产带来困难。结盐，给生产带来困难。 离子毫克当量浓度等于某离子的浓度除以该离子的当量。离子毫克当量浓度等于某

18、离子的浓度除以该离子的当量。 例如，已知氯离子例如，已知氯离子(Cl)的浓度为的浓度为7896mgL，而氯离子的化合当量，而氯离子的化合当量35.3，则氯离子的，则氯离子的789635.3225.6毫克当量升。毫克当量升。 表112 地层中常见离子当量 序号 阳离子 化合当量 序号 阴离子 化合当量 1 Ba2+ 68.7=137.33/2 1 CO32 30 2 Ca2+ 20=40/2 2 HCO3 61 3 H+ 1=1/1 3 Cl 35.3 4 Fe3+ 18.6=55.84/3 4 OH 17 5 Fe2+ 27.9=55.85/2 5 O2 8 6 Mg2+ 12.2 6 SO4

19、2 48 7 Na+ 23 7 S2 16 8 Sr2+ 43.8 8 SO32 40 第五节第五节 地层水的高压物性地层水的高压物性 3、硬度、硬度 地层水的硬度是指地层水中钙、镁等二价阳离子含地层水的硬度是指地层水中钙、镁等二价阳离子含量的大小。在使用化学驱量的大小。在使用化学驱(如注入聚合物或活性剂等如注入聚合物或活性剂等)时时，水的硬度太高，注入化学剂会产生沉淀而影响驱替效，水的硬度太高，注入化学剂会产生沉淀而影响驱替效果。所以，在油田生产中必须对地层水的矿化度、硬度果。所以，在油田生产中必须对地层水的矿化度、硬度有清楚的认识。有清楚的认识。 (1)硫酸钠硫酸钠(Na2SO4)水型：水

20、型：代表大陆冲刷环境条件下形成的水，一般来说，此水型是环境封闭性差的反映，该环境不利于油气聚集和保存。地面水多半为该水型。 (2)代表大陆环境条件下形成的水型，该水型水在油田中分布很广，它的出现可作为含油良好的标志。 (3)代表海洋环境下形成的水。该水型一般多存在于油、气田内部。(4)代表深层封闭构造环境下形成的水，环境封闭性好，有利于油、气聚集和保存，是含油气良好的标志。 表 114 苏林对水型的判别 当量比 成 因 系 数 水 型 环 境 124SOClNa 硫酸钠型 大陆冲刷环境 (地面水) 1ClNa 124SOClNa 重碳酸钠型 大陆环境 (油、气出水) 12MgNaCl 氯化镁型

21、 海洋环境 (海水) 1ClNa 12MgNaCl 氯化钙型 深层封闭环境 (气出水) 表 113 我国和外国油田地层水化学成分和水型 油田名称 总矿化度 mgL Na+ (K+) Mg2+ Ca2+ C1 SO42 HCO3 CO32 水型 大港 S 层 16316 5917 1l 95 7896 18 2334 45 CaCl2 孤岛 M 层 3228 1038 L3 25 1036 0 1116 0 NaHCO3 胜利 M 层 17960 4952 836 620 10402 961 187 0 CaCl2 任丘 Pz 层 178 21 9 20 43 18 67 0 CaCl2 东德克

22、萨斯油田(美国) 64725 23029 536 1360 39000 216 578 0 CaCl2 加奇萨兰油田(伊朗) 95313 33600 30 1470 55000 4920 293 CaCl2 凡尔马斯油田(委内瑞拉) 5643 1739 59 54 1780 2001 MgCl2 Na K +2+2+-2-+MgCaClSOHCO43123231图图48 48 离子化合顺序示意图离子化合顺序示意图 表 114 苏林对水型的判别 当量比 成 因 系 数 水 型 环 境 124SOClNa 硫酸钠型 大陆冲刷环境 (地面水) 1ClNa 124SOClNa 重碳酸钠型 大陆环境 (

23、油、气出水) 12MgNaCl 氯化镁型 海洋环境 (海水) 1ClNa 12MgNaCl 氯化钙型 深层封闭环境 (气出水) 三、三、 地层水的高压物性地层水的高压物性 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是指地面条件下单位体积地层水，在地层压力、温度条件下所溶解的天然气体积（单位：（标）m3m3）。 地层水的压缩系数定义为地层水单位压力变化时的体积变化率，其地层水的压缩系数定义为地层水单位压力变化时的体积变化率，其数学表达式为：数学表达式为：TwwwPVVC)(1式中：式中：C Cw w 地层水的压缩系数，地层水的压缩系数，MPaMPa1 1； V Vw w 地层水的体积，

24、地层水的体积，m m3 3； 地层水的压缩系数地层水的压缩系数C Cw w与压力、温度和溶解气量的关系表示在图与压力、温度和溶解气量的关系表示在图4949中中 TwPV)(恒温条件下地层水体积随压力的变化率，恒温条件下地层水体积随压力的变化率，m m3 3/MPa/MPa 2、地层水的压缩系数、地层水的压缩系数 计算油层的弹性能量时，地层水的弹性是相当重要的一个方面。计算油层的弹性能量时，地层水的弹性是相当重要的一个方面。 wswwVVB地层水的体积系数地层水的体积系数 定义为等量的地层水在地下的体积与其在地面条件下的定义为等量的地层水在地下的体积与其在地面条件下的体积之比，其数学表达式为：体

25、积之比，其数学表达式为：式中：式中：B Bw w地层水的体积系数；小数地层水的体积系数；小数 V Vw w在地层条件下，地层水的体积，在地层条件下，地层水的体积，m m3 3； V Vwsws该地层水在地面条件下的体积，该地层水在地面条件下的体积，m m3 3。 地层水的体积系数与温度、压力以及溶气的大小有关。地层水的体积系数与温度、压力以及溶气的大小有关。 地层水的体积系数随着温度的增加而增加，随着压力的增加地层水的体积系数随着温度的增加而增加，随着压力的增加而减小；而减小； 地层水的粘度地层水的粘度与温度、压力和含盐量与温度、压力和含盐量的关系见图的关系见图441111和图和图412412

26、所示。所示。 由图可以看出：温度对地层水的粘度影响较大，随由图可以看出：温度对地层水的粘度影响较大，随着温度的增高而粘度大大降低，但压力对其影响甚微。着温度的增高而粘度大大降低，但压力对其影响甚微。4 4、地层水的粘度、地层水的粘度 图4 -13 水 的粘温曲线和含盐量的关系00.20.40.60.811.21.41030507090110130150温度，水的粘度，m P a . sB-盐水( 6 0000mg/L)A-纯水 测定油气高压物性的方法测定油气高压物性的方法 1 1、PVTPVT实验装置实验装置 2 2、油气样品准备、油气样品准备 3 3、黑油的相态及物性测定、黑油的相态及物性测

27、定 (1)(1)饱和压力和压缩系数的测定饱和压力和压缩系数的测定 (2)(2)地层油溶解气油比和体积系数的测定地层油溶解气油比和体积系数的测定 (3)(3)地层油粘度的测定地层油粘度的测定 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算4 4、凝析气的相图及物性测定、凝析气的相图及物性测定 5 5、干气的物性分析、干气的物性分析6 6、实验数据的匀整、实验数据的匀整 （1 1）高于饱和压力时原油体积系数）高于饱和压力时原油体积系数B Bo o的匀整的匀整 （2 2）低于饱和压力时两相体积系数的匀整）低于饱和压力时两相体积系数的匀整（3 3）天然气体积系数）天然气体积系数

28、B Bg g的匀整的匀整 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 流 体 取 样样 品 质 检P V T 实 验试 井 和 取 样 数 据 评 价气 油 比 检 验流 体 组 分 分 析分 离 器 液 体 收 缩 率 测 定P - V 关 系泡 点 压 力接 触 脱 气差 异 脱 气粘 度 测 定地 面 取 样 法井 下 取 样 法测 出 气 油 比 、 体 积 系 数 、 密 度原 始 气 油 比 、 体 积 系 数 、 密 度测 出 泡 点 压 力测 出 压 缩 系 数气 体 组 分 分 析液 体 组 分 分 析 图图4-14 4-14 地层油高压物性分析流

29、程示意图地层油高压物性分析流程示意图 在矿场实际中，最常用的方法是室内实验对原油和天然气在矿场实际中，最常用的方法是室内实验对原油和天然气高压物性的分析和实测，其分析的流程简图如图高压物性的分析和实测，其分析的流程简图如图414414所示。所示。第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算1 1、PVTPVT实验装置实验装置 用来测定油气高压物性的装置称为高压物性仪，或简称为用来测定油气高压物性的装置称为高压物性仪，或简称为PVTPVT仪。图仪。图415415为原油为原油高压物性仪的流程示意图，其主要由以下几部分组成：高压物性仪的流程示意图，其主要由以下几部分组成：(

30、1)PVT(1)PVT筒筒(5)(5)、(6)(6)：这是装置的核心，是油样或气样达到相平衡的高压容器，一般带有：这是装置的核心，是油样或气样达到相平衡的高压容器，一般带有视窗。用于黑油的视窗。用于黑油的PVTPVT筒视窗在上部，以观察泡点。用于凝析气的筒视窗在上部，以观察泡点。用于凝析气的PVTPVT筒视窗在下部，筒视窗在下部，以观察露点。视窗的材料为蓝宝石或高强度玻璃。图中仪器由以观察露点。视窗的材料为蓝宝石或高强度玻璃。图中仪器由(5)(5)、(6)(6)两个两个PVTPVT筒组筒组成，一个为主釜，另一个为副釜。两个成，一个为主釜，另一个为副釜。两个PVTPVT筒之间通过管线相连，并有一

31、个毛细管粘筒之间通过管线相连，并有一个毛细管粘度计旁路。度计旁路。(2) (2) 高压计量泵高压计量泵(13)(13)、(14)(14)：可以加压并计量：可以加压并计量PVTPVT筒油气的体积，图中筒油气的体积，图中PVTPVT筒中与活塞相筒中与活塞相连接的就是高压计量泵的螺杆，油气体积的计量通过传感器探测活塞的位置并由计算连接的就是高压计量泵的螺杆，油气体积的计量通过传感器探测活塞的位置并由计算机程序测算并记录。机程序测算并记录。(3)(3)压力表压力表(11)(11)、(12)(12)：测量高压容器内的压力。：测量高压容器内的压力。(4)(4)油气分离器油气分离器(2)(2)和气量计和气量

32、计(1)(1)：当进行差异分离脱气实验时，测量产出的气体体积。：当进行差异分离脱气实验时，测量产出的气体体积。(5)(5)高压粘度计：由毛细管高压粘度计：由毛细管(4)(4)和压差传感器和压差传感器(6)(6)组成，在线测量高压含气油的粘度。组成，在线测量高压含气油的粘度。 (6)(6)恒温箱：将恒温箱：将PVTPVT筒、高压粘度计等全部置于恒温箱内，保持地层温度。筒、高压粘度计等全部置于恒温箱内，保持地层温度。(7)(7)外部转样设备：包括取样器外部转样设备：包括取样器(7)(7)、转样器恒温水浴、转样器恒温水浴(8)(8)和转样泵和转样泵(10)(10)以及转样泵的工作以及转样泵的工作液储

33、罐液储罐(9)(9)。第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 1234578109P恒温箱11121314图图415 415 地层油高压物性仪（无汞地层油高压物性仪（无汞PVTPVT仪）流程示意图仪）流程示意图 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 计 算 出计 算 出不同压力不同压力P P下的下的Y Y值，值，绘制绘制Y-PY-P关关系曲线系曲线( (图图417)417)，一 般 为 直一 般 为 直线。线。第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油

34、、气高压物性参数的测算 矿场常用的地层油饱和压力的图版如图矿场常用的地层油饱和压力的图版如图418418所所示。由于该图考虑了与饱和压力有关的多种因素，示。由于该图考虑了与饱和压力有关的多种因素，故该图具有较高的精度，与实测值通常仅差故该图具有较高的精度，与实测值通常仅差7 7。查图时，从溶解气油比开始，考虑地面原油密度、查图时，从溶解气油比开始，考虑地面原油密度、地层温度，天然气密度，根据实际数值在相应的曲地层温度，天然气密度，根据实际数值在相应的曲线上依次拐弯转折，最后得到饱和压力。线上依次拐弯转折，最后得到饱和压力。 也可采用该图版从目前饱和压力开始反求溶解也可采用该图版从目前饱和压力开

35、始反求溶解气油比，但要注意所用压力不能高于油藏原始饱和气油比，但要注意所用压力不能高于油藏原始饱和压力，因为，实际油藏高于饱和压力的溶解气油比压力，因为，实际油藏高于饱和压力的溶解气油比与饱和压力下的溶解气油比相等。与饱和压力下的溶解气油比相等。 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算二、图版法求地层原油的高压物性参数二、图版法求地层原油的高压物性参数 1 1、查图版求地层原油的饱和压力、查图版求地层原油的饱和压力 2 2、查图版求地层油体积系数、查图版求地层油体积系数 3 3、利用图版求地层油粘度、利用图版求地层油粘度 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测

36、算地层油、气高压物性参数的测算 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 地 层 原地 层 原油体积系数油体积系数与溶解气油与溶解气油比、天然气比、天然气相对密度、相对密度、地面原油相地面原油相对密度以及对密度以及地层温度间地层温度间的相关关系的相关关系相关图版如相关图版如图图419419所所示。示。第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油、气

37、高压物性参数的测算3.3 经验关系式法计算原油高压物性参数经验关系式法计算原油高压物性参数 1、计算地下原油粘度贝格斯(Beggs)和诺宾森(Robinson)曾提出，由油层温度下脱气油粘度来确定油层条件下的原始粘度的相关公式为： (422) (423)式中：o油层条件下原油粘度，mPas； od油层温度下脱气原油粘度，mPas； o地面脱气油密度，gcm3； Rs溶解气油比，m3t。BodoA)6904.26(0352. 3)7935.17(4044. 4sosoRBRA三、三、 经验关系式法计算原油高压物性参数经验关系式法计算原油高压物性参数 2、计算饱和压力下的原油体积系数计算饱和压力下

38、的原油体积系数 利用利用Standing(斯坦丁斯坦丁)经验相关关系，计算饱和压力下的原油体积系数经验相关关系，计算饱和压力下的原油体积系数的关系式为：的关系式为： (424)式中：式中：Bob饱和压力下的原油体积系数饱和压力下的原油体积系数m3/m3； Rs溶解气油比，溶解气油比，m3t； 地面原油相对密度，无因次；地面原油相对密度，无因次； 地面天然气相对密度，无因次；地面天然气相对密度，无因次； t t油藏温度油藏温度, 175. 15 . 034003. 0)(1174. 7101175. 1972. 0tRBgosob一、物质平衡方程式的推导一、物质平衡方程式的推导1、油藏物质平衡原

39、则、油藏物质平衡原则物质平衡就是指：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。如储存量等于流体的原始储量。如 油藏中原有的气量产出气量油藏中原有的气量产出气量+油藏中剩余气量油藏中剩余气量2 2、假设条件、假设条件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。变化。气体在水中溶解度很小，在此可以忽略不计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达到平衡油气两相在任一压力下均能在瞬间达到平衡油藏温度在

40、整个开发过程中始终保持不变油藏温度在整个开发过程中始终保持不变第七节第七节 油气藏物质平衡方程油气藏物质平衡方程 一个带有气顶一个带有气顶饱和油藏饱和油藏，并且在开发过程中有水侵，并且在开发过程中有水侵入。油藏在开发前后采出油、气、水的体积、压力变入。油藏在开发前后采出油、气、水的体积、压力变化情况如图所示：化情况如图所示： Petro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大学（北京）符号说明：符号说明：N原始储油量，标米原始储油量，标米3 G原始储气量，标米原始储气量，标米3Rsi原始溶解气油比，标米原始溶解气油比，标米3 /米米3 Np累

41、积采油量，标米累积采油量，标米3Rp累积平均生产气油比，标米累积平均生产气油比，标米3 /米米3（采出气量（采出气量/采出油量）采出油量）Rs油芷压力降为油芷压力降为P时的溶解油气比，标米时的溶解油气比，标米3 /米米3W在油芷压力降至在油芷压力降至P时，侵入油带的水量，标米时，侵入油带的水量，标米3Wp累积产水量，标米累积产水量，标米3m原始气顶容原始气顶容 积与油带容积之比值积与油带容积之比值Boi原始条件下地层油的体积系数原始条件下地层油的体积系数 Bo压力降为压力降为P时地层油的体积系数时地层油的体积系数Bgi原始油芷压力下气体的体积系数原始油芷压力下气体的体积系数 Bg在压力为在压力

42、为P时气体的体积系数时气体的体积系数Bti原始油芷压力下油气两相体积系数原始油芷压力下油气两相体积系数 Bt在压力为在压力为P时地层油气两相体积系数时地层油气两相体积系数Bw在压力为在压力为P时地层水的体积系数时地层水的体积系数Petro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大学（北京）（油藏中原始储气量）（油藏中原始储气量）地面地面=（采出气量（采出气量+剩余在地下气量）剩余在地下气量）地面地面气顶气量气顶气量+溶解气量溶解气量=产油量产油量生产气油比生产气油比+剩余气顶气量剩余气顶气量+剩余溶解气量剩余溶解气量气顶气量气顶气量=mNBoi

43、/Bg 溶解气量（原始）溶解气量（原始）=NRsi（油藏中原始储气量）（油藏中原始储气量）地面地面= mNBoi/Bgi +NRsi采出气量采出气量=RpNp剩余气顶气量剩余气顶气量=（m+1）NBoi-（N-Np）Bo-（W-Wp）Bw/Bg剩余溶解气量剩余溶解气量=（N-Np）Rs（采出气量（采出气量+剩余在地下气量）剩余在地下气量）地面地面=RpNp + （N-Np）Rs + +（m+1）NBoi-（N-Np）Bo-（W-Wp）Bw/Bg代入上述方程得：代入上述方程得： 油气藏物质平衡方程油气藏物质平衡方程)()()()(gigigtititwpgsiptpBBBmBBBBWWBRRBN

44、NPetro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大学（北京） Petro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大学（北京）二、物质平衡方程的分析讨论二、物质平衡方程的分析讨论1、参数分类、参数分类 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。压物性参数，并进行匀整处理。 但是方程中含有但是方程中含有N、m、w三个未知数，所以要解这个方程还得附加三个未知数，所以要解这个方程还得附加一个方程

45、，一般讲，一个方程，一般讲，m可以通过测井来确定，可以通过测井来确定，所剩下的所剩下的N、w可以借助可以借助于最小二乘法解不同时期的平衡方程式组而得。于最小二乘法解不同时期的平衡方程式组而得。Petro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大学（北京）2、方程简化、方程简化 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。的油藏实际情况来说，该方程可以简化。油藏为封闭性的弹性驱动油藏：即无边底水、无注入水、无气顶油藏为封闭性的弹性驱动油

46、藏：即无边底水、无注入水、无气顶 所以所以 m=0，W=0，Wp=0， N=Np(Rp-Rsi)Bg+Bt)/(Bt-Boi)油藏为有边底水、有注入水、无气顶的饱和油藏油藏为有边底水、有注入水、无气顶的饱和油藏 所以所以 m=0， = （PiPb） N=Np(Rp-Rsi)Bg+Bt)-（W-Wp） /(Bt-Boi)Petro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大学（北京）3、平衡方程式的评估、平衡方程式的评估优点：优点： 可以避免油层非均质和多相渗流计算的困难可以避免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可以预测油层压

47、力及采收率 计算简单计算简单缺点：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：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达到相平衡在油油不易迅速达到 PVT数据中的脱气过程不能完全反映出油层数据中的脱气过程不能完全反映出油层 同井及分离器内的实际脱气过程。同井及分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。的取值也有困难。 Petro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大学（北京）Petro-Physics 油层物理学 第四章第四章 地层流体的高压物性地层流体的高压物性 中国石油大学（北京）