相的概念
油层内烃类体系的物理性质、化学性质和化学组成可以是均匀的，也 可以是不均匀的。
一个体系中，物理性质、化学性质和化学组成完全均匀部 分我们叫做“相”。
相的特征
相与相之间具有分界面，通过这个界面，宏观的物理相化学性质发生
突变。
不同的相其物理性质不同，有些化学性质和组成也不一样。同一相的
临界常数
压力 kg/cm2
温度 ℃
47.3 -82.5
49.8 32.2
43.4 96.8
38.2 134.0
38.7 152.0
33.9 187.8
34.1 197.2
30.5 234.8
34.6 -1Βιβλιοθήκη 7.275.5 31.191.8 101.5
34.8 -140.7
224.6 374.1
体积 dm3/kg 6.16 4.93 4.42 4.27 4.44 4.27 4.31 4.27
第二篇 储油（气）层中流体物理的性质
储油（气）层是指储油（气）岩石和其中的流体二者而 言。而储油（气）岩中的流体则是指储油（气）岩孔隙中的 石油、天然气和地层水。由于地下压力和温度各油（气）层 十分不同，因此在储油（气）层中的流体处于不同的相态， 可能为单一的液相（石油），如油藏；可能为单一的气相 （天然气），如气藏；也可能处于两相（石油和天然气）， 如带气顶的油藏；当然也可能在地下为单一的气相（天然 气），而采到地表后又出现两相（石油和天然气），而且液 态的石油含量相当多，这就是一种特殊类型的气藏叫凝析气 藏。
/ / / / /
对空气 相对密度
0.554 1.038 1.528 2.007 2.007 2.49 2.49 2.995 0.968 1.52 1.178
1 0.622
密度
0℃ 20℃ 1atm 1atm 0.7165 0.6678 1.356 1.2634 2.019 1.8811 2.668 2.4858 2.703 2.5222 3.221 3.0173 3.221 3.0173 3.860 3.3798 1.250 1.2320 1.977 1.9300 1.539 1.5000 1.293 1.205 1.804 0.795
石油和天然气的化学组成主要是一些复杂的碳氢化合物的混合 物，即烃类的合物，这些混合物在常温常压下: 1-4个碳原子的烃类为气体，即天然气； 5-16个碳原子的烃类为液体，即各种馏分的石油； 16个以上碳原子的烃类为固体，即固态的石蜡。 此外还有一些含氮、氧、硫的烃类化合物，为液态或固态的沥青—— 胶质物质。
油（气）层中流体在什么压力、温度条件下出现 什么相态，各相态的物理性质和物理化学性质如 何？这就是本篇所要研究的问题。
研究储油（气）层中流体相态、流体物理性质 和物理化学性质，对阐明油气运移、聚集和分布规 律、对油气田的勘探评价和储量计算以及对油气田 的合理开发和提高石油采收率都有着极其重要的意 义。
液相区，为油藏。
地面油气分离器P、T条件
（S）----处在两相区，采到 地面液态石油含量较高。
临界点（C）----向重组分
（向右）大幅度偏移，远离临 界凝析压力点（A’），说明石 油中重组分含量多。
2. 轻质油田相图
特征：
地下P、T条件（A）---处在
液相区，为油藏。
地面油气分离器P、T条件（S）
（6）临界温度则比组成中较轻 组分的临界温度高，而比组成 中较重组分的临界温度低，因 此体系中的临界温度是处于两 种纯组分的临界温度之间。
组成对泡点和露点轨 迹构成的包线形状及 位置的影响
（7） 哪种组分百分含量高， 则包线靠近哪一部分，而其 临界点C也靠近哪一组分。
如果两种组分的百 分含量相当，那么具有 最大面积的包线区，这 时临界压力最高，而临 界温度则处于两个纯组 分之间。
态函数，因此在特定体系中其状 态方程式可写成：
Fp、T、V 0
表示状态方程的图件就是相图。
常用相图为：
压力（p）-体积（V）图，或 压力（p）-温度（T）图。
§1 单组分体系
A点----泡点 B点----露点 C点----临界点 AC----泡点线 BC----露点线
单组分的临界点可定义 为两相能共存的最高温 度点和压力点。
物理、化学性质和组成都是均匀的，但组成有时相同，有时则连续可变。
一个相中可以含多种物质，如气体混合物为一相，溶液为一相。 一种物质可以有多个相，如乙烷可以为气相，也可以为液相。又如更
高的烷烃（十六烷以上）除以液相出现外，还可以固相出现。
同一相的物质可以成片出现，也可以成孤立的分隔状态出现，如体系
（2）临界点不再是－两 相共存的最高温度点和 最高压力点。
双组分体系P-V图 c
体系临界点的含
c
义是泡点线与露点线
的交点，在该点上液、
气界限消失，液相气
相的内涵性质相同。
所谓内涵性质是
指那些与物质数量无
关的性质，如密度、
粘度、化学电位和表
面张力等。
这定义同样适用
于单组分体系。
C点----临界点 P’----临界凝析压力点，两相能共存的最高压力点 T’----临界凝析温度点。两相能共存的最高温度点
单组分体系相图的另一种形式：P--T图
C点----临界点 曲线----既是泡点线
又是露点线
由P-V图可看出，在一定 温度下泡点压力与露点压 力相同，因此，在压力－ 温度相图上是一条曲线。 这条曲线实际上是饱和蒸 汽压曲线。在曲线上的每 一点都代表了气液二相共 存。
C点称为临界点，高于此温度无论施加多大压力都不会有二相出现，如D点，若一定 要判断相态的话，则可通过P-V图，D点体积大于临界体积Vc为气态，若小于临界体 积Vc为液态。
相应的温度Tc—临界温度，
相应的压力pc－临界压力，
相应的体积Vc－临界体积。
单组分体系P-V图
轻石蜡族碳氢化合物及其它化合物的物理性质 （据Amyx.1960）
组分
甲烷 乙烷 丙烷 异丁烷 正丁烷 异戊烷 正戊烷 正己烷 氮 二氧化碳 硫化氢 空气 水
分子式 分子量
1ata 的沸 点℃
CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i-C5H12 n-C5H12 C6H14 N2 CO2 H2S
压力下降液 态组分增加
逆行现象的分子运动学解释
逆凝结现象的解释：B→D A点全部为气相，当压力降到B点，分
子间距加大，引力降低，被吸引的液态重 烃分子开始析离，产生第一批液滴，当压 力进一步降低到D点，气态烃分子间距进一 步加大，分子间引力进一步减小，液态烃 分子全部析离出来，出现大量液态烃。
压力下降液 态组分增加
等温逆行区
B→D降压为等温逆凝结， D→B升压为等温逆蒸发。
压 力
液相百分含量
等压逆行区
温度
B→C升温液相增加——为等压逆凝结， C→B降温气相增加——为等压逆蒸发。
逆行现象的分子运动学解释
逆蒸发现象的解释：D→B F点开始为气相，随压力增加到E点，
开始有液滴凝结，较重液态烃分子凝结， 这是因为分子量大，分子间引力大，因而 首先从气态分子凝结成液态分子，随压力 增加到D点，几乎所有较重烃分子全部凝结， 此时液态烃含量达到最大，由此点再增压， 分子间距缩小，导致分子间引力增加，但 未达到轻烃分子液化程度，这时可将部分 液态烃分子吸引，随压力增加，引力增加， 直至将所有液态烃分子全部吸引，体系中 凝结的液相也就全部转成气相——这种现 象可视为液态重烃分子分散在气态的轻烃 分子中形成气溶胶体。
临界点（C）----向轻组分
（左）方向小幅度偏移，说明 石油中轻组分含量较高。
4. 湿气气田相图
特征：
地下P、T条件（A点）---处
在气相区，为气藏。
地面油气分离器P、T条件
（S点）----处在两相区，采 到地面有少量液态石油，绝大 部分为天然气。
临界点（C点）----向轻组
分（向左）小幅度偏移，离临 界凝析压力点较近，说明天然 气中重组分含量多。
乙烷-正庚烷的P－T－C（成分）关系图
可看出： （4）在双组分以上的 体系中，相的状态函数 除了与温度、压力有关 外，还与各组分含量有 关。组分含量变化，相 图是变化的——形态上 发生变化，但线的类型 不发生变化。
组成对体系临界压力 和临界温度的影响
（5）由任意两种成分组成的体 系的临界压力，一般都高于纯 组分的临界压力。当组成相差 越大时，其临界压力越高，组 成越邻近时，则临界压力越低。
双组分体系相图的另一 种形式：P--T图
C点----临界点 p’----临界凝析压力点，两 相能共存的最高压力点 T’----临界凝析温度点。两 相能共存的最高温度点 aC----泡点线 bC----露点线
（3）在P-T图上二相区不再是 一条饱和蒸汽压曲线，而是一 个区域。
双组分体系相图一般 采用：P--T图
（8）临界点的位置
三种类型： （1）临界点C位于临
界凝折压力 （p’ ）和
临界 凝 析 温 度 （ T‘） 之间； （2）临界点C位于临
界凝析压力 （p’ ）与
临界凝析温度（T＇） 下侧； （3）临界点C位于临
界凝析压力（p’）与临
界凝析温度（T＇）上 侧。
难挥发的组分含量占绝对优势 临界点位于临界凝析压力点的右侧
重质油田 轻质油田 气田 干气田 湿气田 凝析气田
液态烃相对密度
≥0.802 0.802-0.739
/ ＞0.739 0.780-0.739
原始油气比（S.C.m3/m3）
178 178-1425
/ 10686-17810 1425-12467
§4 典型油气藏相态图
1. 重质油田相图
特征：
地下P、T条件（A）---处在