關于油氣烴類相態(tài)第一頁，共五十九頁，2022年，8月28日第三章油氣藏烴類的相態(tài)和汽液平衡氣-水兩相的相態(tài)變化（PVT筒中）第二頁，共五十九頁，2022年，8月28日氣-油-水三相的相態(tài)變化（PVT筒中）第三章油氣藏烴類的相態(tài)和汽液平衡第三頁，共五十九頁，2022年，8月28日凝析氣的相態(tài)變化（PVT筒中）第三章油氣藏烴類的相態(tài)和汽液平衡第四頁，共五十九頁，2022年，8月28日第一節(jié)油氣藏烴類的相態(tài)特征第二節(jié)汽-液相平衡第三節(jié)油氣體系中氣體的溶解與分離第三章油氣藏烴類的相態(tài)和汽液平衡第五頁，共五十九頁，2022年，8月28日原油和天然氣都是由多種烴類和非烴類物質組成的混合物，但二者所存在的狀態(tài)不同本節(jié)的主要內容一、相態(tài)及其表示法二、單、雙組分體系的相態(tài)特征三、多組分系統(tǒng)的相態(tài)特征四、典型的油氣藏相圖特征第一節(jié)油氣藏烴類的相態(tài)特征第六頁，共五十九頁，2022年，8月28日相態(tài)到底是什么？油氣藏相態(tài)到底怎么樣變化？油氣藏工程中如何應用？本節(jié)內容要解決的三個問題第七頁，共五十九頁，2022年，8月28日第一節(jié)油氣藏烴類的相態(tài)特征本節(jié)目的u明確烴類體系的相態(tài)表示方法u單、雙、多組分烴類體系的相圖特征u明確典型油氣藏的相圖變化趨勢第八頁，共五十九頁，2022年，8月28日本節(jié)重點u與相態(tài)相關的基本概念的理解u單、雙、多組分烴類體系相圖的基本特征及變化規(guī)律u典型油氣藏相圖的變化趨勢本節(jié)難點u凝析氣藏反凝析現(xiàn)象的理解和分析第一節(jié)油氣藏烴類的相態(tài)特征第九頁，共五十九頁，2022年，8月28日體系人為劃分出來用來研究的對象(2)相指體系中具有相同成分，相同物理、化學性質的均勻物質部分，相與相之間有明顯的界面(3)組分指混合物體系中的各個成分油C3、C7、C2010%、20%、70%液氣1.基本概念一、相態(tài)及其表示法第十頁，共五十九頁，2022年，8月28日(5)相平衡P、T一定時，多相體系中任一組分的A相分子進入B相的速度與B相分子進入A相的速度相等時的狀態(tài)(4)組成：體系中所含組分以及各組分在總體系中所占比例用來定量表示體系或某一相中的組分構成情況油C3、C7、C2010%、20%、70%一、相態(tài)及其表示法第十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日在一個密閉抽空的容器里，部分充有液體，容器溫度保持一定，處于氣液相平衡時氣相所產生的壓力稱為飽和蒸氣壓，體現(xiàn)為氣相分子對器壁的壓力(6)飽和蒸汽壓(vaporpressure)蒸汽P液體一、相態(tài)及其表示法第十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日泡點(bubblepoint)開始從液相中分離出第一個氣泡的氣液共存態(tài)露點(dewpoint)開始從氣相中凝結出第一滴液滴的氣液共存態(tài)泡點壓力(bubblepointpressure)

在溫度一定的情況下，開始從液相中分離出第一個氣泡的壓力一、相態(tài)及其表示法第十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日u露點壓力(dewpointpressure)

在溫度一定的情況下，開始從氣相中凝結出第一滴液滴的壓力u臨界點(criticalpoint)

在臨界狀態(tài)下，共存的氣、液相所有內涵性質相等u內涵性質(intensiveproperty)與物質的數(shù)量無關的性質，如粘度、密度、壓縮性等等一、相態(tài)及其表示法第十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日對于一個組成不變的體系，狀態(tài)參數(shù)壓力、溫度和比容之間的關系用狀態(tài)方程表示F（P,V,T）=0狀態(tài)方程是體系相態(tài)的數(shù)學描述方法將狀態(tài)方程用圖示法表示就是相態(tài)圖，簡稱相圖立體相圖：三維相圖平面相圖：二維相圖三角相圖：三元相圖2.體系相態(tài)的表示方法3.相圖類型一、相態(tài)及其表示法第十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日描述油氣藏平面區(qū)域上和縱向上流體相態(tài)變化特征的分布規(guī)律詳盡地表征各參數(shù)間的變化關系三維空間中描述P、V、T三個狀態(tài)變量與相態(tài)變化關系的圖形1)立體相圖一、相態(tài)及其表示法第十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日不同的平面相圖用于描述不同的相態(tài)參數(shù)和相態(tài)特征★P-T相圖是油氣相態(tài)研究中最常用的相圖P—V關系圖2)平面相圖P—T關系圖一、相態(tài)及其表示法第十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日3)三角相圖（三元或擬三元相圖）

研究P、T一定，組成變化的體系相態(tài)變化一、相態(tài)及其表示法第十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日等壓液化等壓汽化露點（dewpoint）：是指溫度一定時，開始從氣相中凝結出第一批液滴時的壓力泡點(bubblepoint)：是指溫度（或壓力）一定時，開始從液相中分離出第一批氣泡時的壓力1、單組分體系的相態(tài)特征二、單、雙組分體系的相態(tài)特征一個獨立組分構成的物系或系統(tǒng)第十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日(1)

P-T相圖特征①一線：飽和蒸氣壓線(由單組分物質的泡點和露點共同構成的軌跡線)②三區(qū):液相區(qū)，氣相區(qū)，兩相區(qū)③臨界點:單組分物質體系的臨界點，該體系兩相共存的最高壓力和最高溫度點。二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十頁，共五十九頁，2022年，8月28日(2)相態(tài)特征

靜態(tài)特征臨界點C

兩相共存的最高T、P

氣、液相無分界面氣、液性質差別消失二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日飽和蒸汽壓曲線由不同溫度下組分的飽和蒸汽壓連成的曲線

l體系的相分界線

l氣液兩相共存線二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日動態(tài)特征圖中任一點代表單組分體系的一個相平衡狀態(tài)（相態(tài)）改變體系T或P，相態(tài)改變

如T、P變化穿越了相分界線，則體系的相和相數(shù)將發(fā)生改變：從單相→兩相共存→另一種單相二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日分子越大，分子間作用力越強，其相同飽和蒸汽壓下溫度越高隨分子量的增加，曲線向右下方偏移混相驅提高采收率常用：CO2和丙烷幾種常見物質的飽和蒸氣壓線二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日泡點線露點線等液量線氣相區(qū)液相區(qū)兩相共存區(qū)臨界點臨界凝析溫度點2.雙組分體系的相態(tài)特征二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日4)任一雙組分混合物的兩相區(qū)都位于兩純組分的飽和蒸氣壓曲線之間3)兩組分的分配比例

越接近，兩相區(qū)面

積越大2)

臨界點不再是兩相

共存的最高壓力和溫度點,而是泡點線和露點線的交匯點雙組分體系的相態(tài)特點1)相圖是一開口的環(huán)形曲線二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日5)雙組分混合物的臨界壓力一般都高于各組分的臨界壓力；混合物的臨界溫度都居于兩純組分的臨界溫度之間6)兩相區(qū)、臨界點向占優(yōu)勢的組分的飽和蒸氣壓曲線遷移雙組分體系的相態(tài)特點二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日甲烷與其它烷烴混合物的臨界點軌跡曲線7)兩組分的分子量差別越大,臨界點軌跡線所包面積越大，兩相區(qū)最高壓力越高雙組分體系的相態(tài)特點二、單、雙組分體系的相態(tài)特征第二十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日多組分體系烴類相圖測定原理圖三、多組分體系的相態(tài)特征★第二十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日相圖的形狀受到每個組分性質的影響?？梢院唵蔚目礊橛奢p質組分和重質組分組成三、多組分體系的相態(tài)特征★第三十頁，共五十九頁，2022年，8月28日四點地面分離的條件點臨界點：C點，泡點線與露點線和等液量線的交點臨界凝析壓力點：P’點，兩相共存最高壓力點臨界凝析溫度點：T’點，兩相共存最高溫度點(1)相圖特征三、多組分體系的相態(tài)特征★第三十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日三線泡點線：aC線，液相區(qū)與兩相區(qū)的分界線露點線：bC線，氣相區(qū)與兩相區(qū)的分界線等液相線：虛線，線上的液量的含量相等四區(qū)液相區(qū)反常區(qū)氣相區(qū)兩相區(qū)三、多組分體系的相態(tài)特征★第三十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日等溫條件下，壓力下降，氣體凝析為液體；或者等壓條件下，溫度升高，氣體凝析為液體的現(xiàn)象等壓反常凝析區(qū):隨溫度變化而變化,一般不會出現(xiàn)等溫反常凝析區(qū):隨壓力變化而變化反常凝析現(xiàn)象：(2)相態(tài)特征三、多組分體系的相態(tài)特征★第三十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日反常凝析現(xiàn)象：B→D:反常凝析Tc輕烴<溫度<Tc重烴；P↑輕、重分子動量交換↑，重分子獲得能量蒸發(fā)至氣相；壓力高時分子間的作用力為排斥力，P↘,排斥力減小F→E→D→B→A:D→B:反常蒸發(fā)ABDEF凝析氣藏典型相圖三、多組分體系的相態(tài)特征★第三十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日當壓力低于露點壓力時，地層中有油凝析出來，這部分油一般不流動。因此，必須保持壓力開采（P>Pb)：

（1）循環(huán)注氣：采出的凝析氣分離后氣體回注到油藏，可以減緩壓力的降低；（2）注相鄰氣藏的干氣凝析氣藏的開發(fā)方式：要求保持地層壓力開采反常凝析現(xiàn)象：三、多組分體系的相態(tài)特征★第三十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日J點：未飽和油藏I點：飽和油藏，可能有氣頂L點：油氣藏（帶氣頂）A點：凝析氣藏F點：普通氣藏凝析氣藏：溫度位于臨界溫度和最大臨界凝析溫度之間，陰影區(qū)的上方確定油氣藏的類型，分析油藏狀態(tài)和經(jīng)歷的開發(fā)過程5.相圖的應用第一節(jié)油氣藏烴類的相態(tài)特性第三十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日不同的油氣藏，油氣的組成不同，導致相態(tài)不同低收縮率原油相圖高收縮率原油相圖反常凝析氣相圖濕氣相圖干氣相圖

低收縮原油：指采到地面后體積收縮較小的原油（地下溶解的氣量？）高收縮油：指采到地面后體積收縮較大的油四、典型的油氣藏相圖特征第三十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日(1)低收縮率原油相圖85%+15%特征：低收縮率原油含重烴較多，地面出氣量較小，一般小于90m3/m3。原油相對密度較高，常大于等于0.876。原油通常呈黑色和深褐色1.臨界點位于臨界凝析壓力點的右側；2.液體的等液量線比較密集地靠近露點線四、典型的油氣藏相圖特征第三十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日(2)高收縮率原油相圖特征：高收縮原油的地面氣油比相對較高，一般在90m3/m3～1500m3/m3。地面原油相對密度一般小于0.8765%＋35%1.臨界點接近于臨界凝析壓力點，地層溫度與臨界溫度接近；2.液體的等液量線比較稀疏，且靠近泡點線地靠近露點線。四、典型的油氣藏相圖特征第三十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日(3)濕氣相圖定義：指標準狀態(tài)下1m3井口流出物中，C5以上重烴含量高于13.5cm3的天然氣氣相區(qū)兩相區(qū)1.地層溫度高于臨界凝析溫度，但分離器條件位于兩相區(qū)內；2.臨界點較高；3.地面有液烴析出四、典型的油氣藏相圖特征第四十頁，共五十九頁，2022年，8月28日(4)干氣相圖定義：指標準狀態(tài)下1m3井口流出物中，C5以上重烴含量低于0.5cm3的天然氣都在氣相區(qū)1.地層溫度和分離器溫度均在兩相區(qū)外;2.臨界點較低;3.底下和地面均無液烴析出四、典型的油氣藏相圖特征第四十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日(5)反常凝析氣相圖1.地層溫度介于臨界溫度和臨界凝析溫度之間；2.

氣藏壓力位于包絡線外3.原始狀態(tài)下烴類體系為單相氣體；4.地面分離器條件下可獲得25%左右的液體四、典型的油氣藏相圖特征第四十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日低高相圖對比規(guī)律：1)臨界點從右向左轉移；2)相圖面積逐漸變小，油的兩相區(qū)較開闊，氣的兩相區(qū)較狹窄；3)相對于臨界點，油藏條件從左向右偏移；4)等液量線由在露點線附近密集轉變?yōu)樵谂蔹c線附近密集。濕干四、典型的油氣藏相圖特征第四十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日小結1、掌握油氣的組成；2、了解單、雙的P－T相圖，掌握多組分烴類的P-T相圖特征及其構成；3、概念油氣藏、相、組成、泡點、露點、臨界點，臨界凝析壓力、臨界凝析溫度、反常凝析現(xiàn)象、干氣、濕氣4了解不同油氣藏類型的相態(tài)特征第四十四頁，共五十九頁，2022年，8月28日原油和天然氣都是由多種烴類和非烴類物質組成的混合物，但二者所存在的狀態(tài)不同本節(jié)的主要內容一、相態(tài)及其表示法二、單、雙組分體系的相態(tài)特征三、多組分系統(tǒng)的相態(tài)特征四、典型的油氣藏相圖特征第二節(jié)油氣藏烴類的相態(tài)特征第四十五頁，共五十九頁，2022年，8月28日天然氣從原油中的分離天然氣向原油中的溶解相態(tài)方程的建立相態(tài)方程的應用本節(jié)內容第二節(jié)油氣體系中氣體的分離與溶解油田開發(fā)是一個近似的等溫過程相態(tài)變化的本質是天然氣在原油中的溶解和分離第四十六頁，共五十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)油氣體系中氣體的分離與溶解本節(jié)重點：氣體的溶解油氣分離的過程與分類相態(tài)方程的建立、求解和應用平衡常數(shù)的獲取方法掌握氣體的溶解和油氣分離的物理過程熟練掌握溶解和分離與油藏烴類的相態(tài)變化的關系以及相態(tài)方程建立的基本原理掌握平衡常數(shù)的概念和計算方法了解收斂壓力的物理意義學會利用相態(tài)方程計算飽和壓力、露點壓力和氣液平衡計算本節(jié)難點：相態(tài)方程在多級分離中的應用收斂壓力的理解、平衡常數(shù)的計算教學目的：第四十七頁，共五十九頁，2022年，8月28日

油氣分離方式：接觸分離、多級分離、微分分離在油氣分離過程中分離出的氣體與油始終接觸且系統(tǒng)的組成保持不變的脫氣方式1.接觸分離(閃蒸脫氣)一般保持在油藏溫度條件下一、天然氣從原油中的分離第四十八頁，共五十九頁，2022年，8月28日特點：一次性連續(xù)降壓，一次性脫氣；體系總組成不變，油氣兩相始終保持接觸結果：脫出氣量多，油量少，測出的氣油比(GOR＝Vg／Vo)高，氣體比重大（含C2-C5多）一次脫氣的P-V關系圖為兩相交的直線段，交點為氣液開始分離的初始點，即體系的泡點壓力(P

泡)體系飽和壓力Pb＝P

泡

(實驗測體系Pb

的依據(jù))一、天然氣從原油中的分離第四十九頁，共五十九頁，2022年，8月28日在脫氣過程中將每一次脫出的氣體排走后，液相再進入下一級進行油氣分離的脫氣方式2.多級脫氣開始壓力為Pb，溫度一般是地面分離器的溫度。目的是確定不同分離器條件（P,T）及分離級數(shù)對分出油氣量的影響特點：分次降壓，分次脫氣；每次脫氣類似于一次獨立的閃蒸分離脫氣過程中體系組成發(fā)生變化結果：脫出氣量比一次脫氣少，油量比一次脫氣多，測出的氣油比小，氣體比重小一、天然氣從原油中的分離第五十頁，共五十九頁，2022年，8月28日一、天然氣從原油中的分離第五十一頁，共五十九頁，2022年，8月28日3.微分脫氣

分離級數(shù)無限多的多級脫氣壓力低于泡點壓力時，油藏中的油氣分離過程接近于微分脫氣特點：氣油分離在瞬間完成，氣油兩相接觸極短系統(tǒng)組成不斷變化一、天然氣從原油中的分離第五十二頁，共五十九頁，2022年，8月28日地層中：油層中的脫氣介于接觸脫氣和微分分離之間，因為氣從油中脫出后存在流速差異形成微分分離，而氣體在孔隙中又始終與原油接觸形成接觸脫氣井筒中：當井筒中氣相與液相的流速相差不大時油井中的脫氣過程與接觸脫氣接近，而當氣體在井筒中的氣體超越原油出現(xiàn)“滑脫”現(xiàn)象時，井筒中的脫氣方式又介于接觸脫氣和微分分離之間C.地面儲運過程中：地面儲運過程中的脫氣過程為較理想的多級脫氣4.油田開發(fā)過程中的脫氣過程一、天然氣從原油中的分離第五十三頁，共五十九頁，2022年，8月28日1.天然氣在原油中的溶解度亨利定律：溫度一定，單組分氣體在單位體積液體中的溶解量與壓力成正比Rs——壓力為P時，單位體積液體中溶解的氣量，標m3/m3；