油层物理1-3第三节油气藏烃类的相态

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1、第三节油气藏烃类的相态石油和天然气是多种烃类和非烃类所组成的混合物。在实际油田开发过程中，常常可以发现：在同一油气藏构造的不同部位或不同油气藏构造上同一高度打井时，有的只产纯气，有的则油气同产。在油气藏条件下，有的烃是气相，而成为纯气藏；有的是单一液相的纯油藏；有的是油气两相共存，以带气顶的油藏形式出现。在原油从地下到地面的采出过程中，还伴随有气体从原油中分离和溶解的相态转化等现象。1水单组分体系single-componentH2O多组分体系multi-component水H2OC3、C7、C20油一、油藏烃类的相态表示方法1、基本概念体系(system)指一定范

2、围内一种或几种定量物质构成的整体，又称物系、系统。体系可分为单组分和多组分体系。2相(phase)体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分称为“相”。不同相之间有明显的相分界面；同一相物质可成片存在，也可以孤立的泡状、滴状等存在；一相中可含有多种组分。水油C3、C7、C20H2O一、油藏烃类的相态表示方法3组分(component)形成体系的各种物质称该体系的各组分，也即物系中所有同类的分子。拟组分(pseudo-component)：用于工程计算的一种假想组分，由物系中几种组分合并成。例如，油气相态研究中常用组分：纯组分：C1、C2、C3…；拟组分：轻烃组分C2

3、-6、重烃组分C7+。水H2OC3、C7、C20油一、油藏烃类的相态表示方法4相平衡(phaseequilibrium)p、T一定时，多相体系中任一组分的A相分子进入B相的速度与B相分子进入A相的速度相等时的状态。组成(composition)体系中构成某物质各组分所占的比例。定量表示体系或某一相中的组分构成情况。油C3、C7、C2010%、20%、70%一、油藏烃类的相态表示方法5在一个密闭抽空的容器里，部分充有液体，容器温度保持一定，处于气液相平衡时气相所产生的压力称为饱和蒸气压，体现为气相分子对器壁的压力。饱和蒸汽压(vaporpressure)蒸汽p液体一、

4、油藏烃类的相态表示方法6一、油藏烃类的相态表示方法泡点(bubblepoint)开始从液相分离出第一个气泡的气液共存态。泡点压力(bubblepointpressure)在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一个气泡的压力。露点(dewpoint)开始从气相中凝结出第一滴液滴的气液共存态。露点压力(dewpointpressure)在温度一定的情况下，开始从气相中凝结出第一滴液滴的压力。临界点(criticalpoint)在临界状态下，共存的气、液相所有内涵性质相等。内涵性质(intensiveproperty)与物质的数量无关的性质，如粘度、密度、压缩性等等。7

5、2、相态的表示方法(1)物系状态与性质之间的关系据热力学观点，物系的状态(state)是用物系所有的性质properties（如组成、温度、压力等）进行描述的。物系各性质确定→物系有完全确定的状态物系状态确定→物系各性质有完全确定的值→物系的性质又称为“状态函数”(statefunction)一、油藏烃类的相态表示方法8(2)相态的表示方法相态——相平衡态(phaseequilibriumstate)；相态研究——指体系相平衡状态随组成、温度、压力等状态变量的改变而发生变化的有关研究。→直观的相态研究和表示方法：相图。相图(phasediagram)：表示相平衡态与

6、物系组成、温度和压力等状态变量之间的关系图，又称为相平衡状态图，或状态图(statediagram)。一、油藏烃类的相态表示方法93、相图的类型油气体系的相态不仅与体系中烃类物质的组成有关，而且还取决于油气体系所处的温度、压力和所占体积，可用状态方程表示相态与状态变量的关系：F（p，T，V或组成）＝0→以图解方式表示上述状态变量所描述的相态关系，可得：立体相图：三维相图平面相图：二维相图三角相图：三元相图或拟三元相图一、油藏烃类的相态表示方法10(1)立体相图：三维空间中，描述p、V、T三个状态变量与相态变化关系的图形。在油气流体相态研究中，p-V-T三维立体相图用

7、于描述油气藏平面区域上和纵向上流体相态变化特征的分布规律，很详尽地表示出各参数间的变化关系。一、油藏烃类的相态表示方法11在油气烃类流体相态研究中，不同的平面相图用于描述不同的相态参数和相态特征。p—V、p—T、p—X(2)平面相图(twodimensionphasediagram)p-T相图是油气相态研究中最常用的相图。一、油藏烃类的相态表示方法12(3)三角相图（三元或拟三元相图）（triangular/ternary/pseudo-ternary)主要用于研究地层条件下注气混相驱和非混相驱提高原油采收率。(gasinjection注气)(misciblef