油藏物理第一章(地层油水的性质).ppt

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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 中国石油大学（北京）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

2、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度地层油的密度和相对密度地层原油的特点：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。中国石油大学（北京）A A、当当PPb时时：RsRs不不随随压压力力的的变变化而改变，为原始溶解气油比化而改变，为原始溶解气油比RsRs i。B

3、 B、当当PPb时时：RsRs随随压压力力降降低低而而降降低低。（压压力力降降低低，一一部部分分气气体体已已从从地地层层原原油油中中逸逸出出，溶溶解解于于原原油油中中的的气气量量减减少，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(饱饱和和压压力力)时时，RsRs为为最最大值。大值。二二.地层原油的溶解气油比（地层原油的溶解气油比（RsRs）1 1 1 1、RsRs定义：定义：定义：定义：地层油的溶解气油比地层油的溶解气油比地层油的溶解气油比地层油的溶解气油比R Rs s是指是指是指是指单位体积地面原油在地层压力、温度下所溶有的单位体积地面原油在地层压

4、力、温度下所溶有的单位体积地面原油在地层压力、温度下所溶有的单位体积地面原油在地层压力、温度下所溶有的天然气在标准状态下的体积。天然气在标准状态下的体积。天然气在标准状态下的体积。天然气在标准状态下的体积。2 2、RsRs与压力的变化关系与压力的变化关系与压力的变化关系与压力的变化关系 中国石油大学（北京）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定定义义：原原油油在在地地层层条条件件下下的的体体积积(即即地地层层油油体体积积)与与其其在在地地面面脱脱气气后后的体积之比，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

5、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。（这是由于单相地时，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

6、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。）中国石油大学（北京）2、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。中国石油大学（北京）3、地层油气两相体积系数（、地层油气两相体积系数（

7、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。(1)当当地地层层压压力力大大于于或或等等于于饱饱和和压压力力(即即PPb)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)当当地地层层压压力力降降低低到到地地面面大大气气压压时时，油油中中溶溶解解气气全全部部脱脱出出，Rs0；此此时时，Bg1，Bo1，故得出，故得出Bt1+Rsi，此时，此时

8、Bt为最大值。为最大值。(3)由由于于Bo、Bg、Rs均均为为压压力力P的的函函数数，Bt也也是是压压力力的的函函数数，Bt-P关关系系曲曲线线如如图图43中虚线所示。中虚线所示。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n111 中国石油大学（北京）四、地层原油的压缩系数四、地层原油的压缩系数四、地层原油的压缩系数四、地层原油的压缩系数 所所谓谓原原油油压压缩缩系系数数是是指指地地层层油油体体积积随随压压力力的的变变化化的的变变化化率率。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：中国石油大学（北京）中国石油大学（

9、北京）五、地层原油的粘度五、地层原油的粘度五、地层原油的粘度五、地层原油的粘度 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。中国石油大学（北京）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-沥青含量）越高，沥青含量）越高，则粘度越高。则粘度越高。五、五、五、五、地层原油的粘度地层原油的粘度地层原油的粘度地层原油的粘度 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）

10、、压力、温度沥青含量）、压力、温度。中国石油大学（北京）3、原原油油粘粘度度对对于于温温度度的的变变化化是是很很敏敏感感的的。温温度度提提高高，原油粘度降低。原油粘度降低。中国石油大学（北京）50C50C时，时，500mPa.s 500mPa.s 100C100C时，时，100mPa.s 100mPa.s 8mPa.s/10C8mPa.s/10C 中国石油大学（北京）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

11、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。中国石油大学（北京）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。中国石油大学（北京）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 中国石油大学（北京）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 中国石油大学（北京）第五节第五节 地层水的高压物

12、性地层水的高压物性 地地地地层层层层水水水水或或或或称称称称油油油油层层层层水水水水是是指指处处于于油油藏藏边边部部和和底底部部的的边边水水和和底底水水、层层间间水水以以及及与与原原油油同同层层的的束束缚缚水水的的总称。总称。束束束束缚缚缚缚水水水水是是油油藏藏形形成成时时残残余余在在孔孔隙隙中中的的水水，它它与与油气共存但不参与流动，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

13、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。中国石油大学（北京）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、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。中国石油大学（北京）第五节第五节 地层水的高压物性地层水

14、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 中国石油大学（北京）第五节第五节 地层水的高压物性地层水的高压物性 一、地层水的化学组成一、地层水的化学组成一、地层水的化学组成一、地层水的化学组成1、化学组成、化学组成地地层层水水在在地地层层中中长长期期与与岩岩石石和和原原油油接接触触，通通常常含含有有相相当当多多的的金金属属盐盐类类，如如钾钾盐、钠盐、

15、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)不不同同种种类类的的微微生生物物，其其中中最最常常见见的的是是非非常常顽顽固固的的厌厌氧氧硫硫酸酸还还原原菌菌，它它们们助助长长了了油油井井套套管管的的腐腐蚀蚀，在在注注水水过过程程中中导导致致地地层层堵堵塞塞。这这些些微微生生物物的的来来源源尚尚不十分清楚，它们可能存在于封闭油藏中，或由于钻井而带入地层。不

16、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。中国石油大学（北京）2、矿化度与离子毫克当量浓度、矿化度与离子毫克当量浓度矿化度矿化度矿化度矿化度:代代表表水水中中矿矿物物盐盐的的总总浓浓度度，用用mgL或或ppm（百百万万分分之之一一）来来表表示示。地地层

17、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。原原始始地地层层条条件件下下，高高矿矿化化度度的的地地层层水水处处于于饱饱和和溶溶液液状状态态，当当由由地地层层流流至至地地面面时时，会会因因为为温温度度、压压力力降降低低，导导致致盐盐从从地地层层水水中中析析出出，严严重重时时还还可可在在井井筒筒中中结盐，给生产带来困难。结盐，给生产带来困难。离子毫克当量浓度离子毫克当量浓度离子毫克当量浓度离子毫克当量浓度: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离子的浓度除以该离子的当量。例例如如，已已知知氯氯离离子子(Cl)的的浓浓度度为

18、为7896mgL，而而氯氯离离子子的的化化合合当当量量35.3，则氯离子的，则氯离子的毫克当量浓度毫克当量浓度毫克当量浓度毫克当量浓度789635.3225.6毫克当量升。毫克当量升。中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）第五节第五节 地层水的高压物性地层水的高压物性 一、地层水的化学组成一、地层水的化学组成一、地层水的化学组成一、地层水的化学组成3、硬度、硬度 地地层层水水的的硬硬度度是是指指地地层层水水中中钙钙、镁镁等等二二价价阳阳离离子子含含量量的的大大小小。在在使使用用化化学学驱驱(如如注注入入聚聚合合物物或或活活性性剂剂等等)时时，水水的的硬硬度度太太高高，注注入入化化学学剂剂会会

19、产产生生沉沉淀淀而而影影响响驱驱替替效效果果。所所以以，在在油油田田生生产产中中必必须须对对地地层层水水的的矿矿化化度度、硬硬度度有有清清楚的认识。楚的认识。中国石油大学（北京）二、地层水的水型分类二、地层水的水型分类二、地层水的水型分类二、地层水的水型分类 1 1、水型分类、水型分类、水型分类、水型分类苏林分类法苏林分类法苏林分类法苏林分类法(1)硫硫酸酸钠钠(Na2SO4)水水型型：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)重重重重碳碳碳碳酸酸酸酸钠钠钠钠(NaHCO(NaHCO3 3)水水水水型型型型：代表

20、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)氯氯氯氯化化化化镁镁镁镁(MgCl(MgCl2 2)水水水水型型型型：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)氯氯氯氯化化化化钙钙钙钙(CaCl(CaCl2 2)水水水水型型型型：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。中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）图图48 48 离子化合顺序示意图离子化合顺序示意图 2 2、水型判断方法、水型判断方法、水型判断方法、水型判断方法阴、阳离子的结合顺序阴、阳离子的结合顺序阴、

21、阳离子的结合顺序阴、阳离子的结合顺序 中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）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）。中国石油大学（北京）地地层层水水的的压压缩缩系系数数定定义义为为地地层层水水单单位位压压力力变变化化时时的的体体积积变变化化率率，其其数学表达式为：数学表达式为：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，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

22、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 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/MPa2、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。中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）3 3、地层水的体积系数地层水的体积系数 定定义义为为等等量量的的地地层层水水在在地地下下的的体体积积与与其其在在地地面面条条件件下下的的体积之比，其数学表达式为：体积之比，其数学表达式为：式中：式中：B Bw

23、 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。中国石油大学（北京）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；中国石油大学（北京）地地层层水水的的粘粘度度与与温温度度、压压力力和和含含盐盐量量的的关关系系见见图图441111和图和图412412所示。所示。由

24、由图图可可以以看看出出：温温度度对对地地层层水水的的粘粘度度影影响响较较大大，随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 中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）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

25、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 中国石油大学（北京）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 中国石油大学（北京）图图4-14 4-

26、14 地层油高压物性分析流程示意图地层油高压物性分析流程示意图 在在矿矿场场实实际际中中，最最常常用用的的方方法法是是室室内内实实验验对对原原油油和和天天然然气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 中国石油大学（北京）1 1、PVTPVT实验装置实验装置 用用来来测测定定油油气气高高压压物物性性的的装装置置称称为为高高压压物物性性仪仪，或或简简称称为为PVTPVT仪仪。图图415415为为原原油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

27、仪的流程示意图，其主要由以下几部分组成：(1)PVT(1)PVT筒筒(5)(5)、(6)(6)：这这是是装装置置的的核核心心，是是油油样样或或气气样样达达到到相相平平衡衡的的高高压压容容器器，一一般般带带有有视视窗窗。用用于于黑黑油油的的PVTPVT筒筒视视窗窗在在上上部部，以以观观察察泡泡点点。用用于于凝凝析析气气的的PVTPVT筒筒视视窗窗在在下下部部，以以观观察察露露点点。视视窗窗的的材材料料为为蓝蓝宝宝石石或或高高强强度度玻玻璃璃。图图中中仪仪器器由由(5)(5)、(6)(6)两两个个PVTPVT筒筒组组成成，一一个个为为主主釜釜，另另一一个个为为副副釜釜。两两个个PVTPVT筒筒之之

28、间间通通过过管管线线相相连连，并并有有一一个个毛毛细细管管粘粘度度计计旁旁路。路。(2)(2)高高压压计计量量泵泵(13)(13)、(14)(14)：可可以以加加压压并并计计量量PVTPVT筒筒油油气气的的体体积积，图图中中PVTPVT筒筒中中与与活活塞塞相相连连接接的的就就是是高高压压计计量量泵泵的的螺螺杆杆，油油气气体体积积的的计计量量通通过过传传感感器器探探测测活活塞塞的的位位置置并并由由计计算算机机程序测算并记录。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

29、和气量计(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)外外部部转转样样设设备备：包包括括取取样样器器(7)(7)、转转样样器器恒恒温温水水浴浴(8)(8)和和转转样样泵泵(10)(10)以以及及转转样样泵泵的的工工作作液储

30、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 中国石油大学（北京）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 中国石油大学（北京）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 中国石油大学（北京）计计 算算 出出不不同同压压力力P P下下的的Y Y值值，绘绘制制Y-PY-P关关系系曲曲线线(图图417)417)，一一 般般 为为 直直线。线。第六节第六节 地层油、气高压物性参数的测算地层油

31、、气高压物性参数的测算 中国石油大学（北京）矿矿场场常常用用的的地地层层油油饱饱和和压压力力的的图图版版如如图图418418所所示示。由由于于该该图图考考虑虑了了与与饱饱和和压压力力有有关关的的多多种种因因素素，故故该该图图具具有有较较高高的的精精度度，与与实实测测值值通通常常仅仅差差7 7。查查图图时时，从从溶溶解解气气油油比比开开始始，考考虑虑地地面面原原油油密密度度、地地层层温温度度，天天然然气气密密度度，根根据据实实际际数数值值在在相相应应的的曲曲线线上依次拐弯转折，最后得到饱和压力。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

32、开始反求溶解气油比，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 中国石油大学（北京）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

33、油、气高压物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 中国石油大学（北京）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 中国石油大学（北京）地地 层层 原原油油体体积积系系数数与与溶溶解解气气油油比比、天天然然气气相相对对密密度度、地地面面原原油油相相对对密密度度以以及及地地层层温温度度间间的的相相关关关关系系相相关关图图版版如如图图 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 中国石油大学（北京）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 中国石油大学（北京）第六节第六节 地层油、气高压

34、物性参数的测算地层油、气高压物性参数的测算 中国石油大学（北京）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 中国石油大学（北京）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。中国石油大学（北京）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

35、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的原油体积系数 利利用用Standing(斯斯坦坦丁丁)经经验验相相关关关关系系，计计算算饱饱和和压压力力下下的的原原油油体体积积系系数数的关系式为：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,中国石油大学（北京）一、物质平衡方程式的推导一、物质平衡方程式的推导1、油藏物质平衡原则、油藏物质平衡原则物质平衡就是指：在油田

36、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整个开发过程中始终保持不变油藏温度在整个开

37、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 中国石油大学（北京）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：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累积采油量，标米累积采油量，标米

38、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在压力为在压力为P时气体的体积系数时气体的体积系

39、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 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（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/Bg 溶解气量（原始）溶解气量（原

40、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：中国石油大学（北京）油气藏物质平衡方程油气藏物质平衡方程同学们注意：同学们注意：同学们注意：同学们注意：上上上上式式式式推导中应用了：推导中应用了：推导中应用了：推导中应

41、用了：Bt=Bo+(Rsi-Rs)Bg Bti=BoiBt=Bo+(Rsi-Rs)Bg Bti=BoiBt=Bo+(Rsi-Rs)Bg Bti=BoiBt=Bo+(Rsi-Rs)Bg Bti=Boi 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）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 第一类：油、气高压物性参数：第一类：油、气高压物性参数：第一类：油、气高压物性参数：第一类：油、气高压物性

42、参数：RsiRsi，RsRs，BgiBgi，BgBg，BoiBoi，BoBo，BtiBti，BtBt，Bw Bw，这些参数可由实验确定。这些参数可由实验确定。这些参数可由实验确定。这些参数可由实验确定。第二类：生产统计数据，第二类：生产统计数据，第二类：生产统计数据，第二类：生产统计数据，NpNp、WpWp、Rp Rp，这些参数由现场统计资料确定。这些参数由现场统计资料确定。这些参数由现场统计资料确定。这些参数由现场统计资料确定。第三类：地质参数，第三类：地质参数，第三类：地质参数，第三类：地质参数，NN，mm，WW ，m m可由测井资料确定，可由测井资料确定，可由测井资料确定，可由测井资料确

43、定，N N，WW 为未知数据为未知数据为未知数据为未知数据 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，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。中国石油大学（北京）Petro-Physics 油层物

44、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，但对于不同的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。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，Bti Bti=Boi

45、Boi，（PiPb）N=Np(Rp-Rsi)Bg+Bt)-（W-Wp）BwBw/(Bt-Boi)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，而实际情况并非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：如

46、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。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）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）