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油层物理第二章


一、油藏烃类的化学组成和分类
1.组成
油藏烃类包括石油、天然气和石蜡。石油和天然 气的化学组成主要是复杂的碳氢化合物的混合物,主 要是烷烃、环烷烃、芳香烃及烃类与氧、硫、氮的化 合物。 在常温、常压下,CH4~C4H10的烷烃为气态,它 们是构成天然气的主要成分;C5~C16的烷烃为液态, 它们是构成石油的主要成分;C16以上的烷烃为固态, 它们是石蜡的主要组成部分。
2.相图种类
(1)立体相图 以P、V、T三个变量为坐标作图,即得立体相图。
(2)平面相图
固定一个参变量,改变其它两个参数,即可得到平 面相图。常用P—V图和P—T图。 (3)三角相图 适用于温度、压力一定,而组成变化的情况。
1.单组分体系的相态特征
以C2H6为例介绍单组分的相态特征。
C
© ¨0.1MPa£ ¦ £ ¹ Á Ñ
(2)两组分相图的特点(任何两组分烃体系)
①临界点: a.②两相区: 混合物的临界压力都高于各组分的临界压力,混合物的临界温
b.随着混合物中较重组分比例的增加,临界点向右迁移(即向 度介于两纯组分的临界温度之间。 c. 混合物中哪一组分的含量占优势,泡点线或露点线就靠近 d. 两组分性质差别越大,则两相区面积越大。 两组分的分配比例愈接近,两相区的面积愈大;两组分中 重组分饱和蒸汽压方向偏移)。 a.b. 所有混合物的两相区都位于两纯分的饱和蒸汽压线之间; 哪一组分的饱和蒸汽压线; 只要有一个组分占绝对优势,相图的面积就变得狭窄; CP C C2 CT
第一节 油气藏烃类的相态特征
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。
(3)饱和蒸汽压反应了液体挥发的难易程度,蒸汽压 越高,说明越容易挥发。
说明较重的烃在较低的压力或较高的温度下,呈现 液态的倾向增强。
2.双组分相图
如图所示,为C2H6 和C7H16各占50%的两组 分混合体系的相图。
CP C
CT
C2
F
E
C7
(1)两组分相图的构成
图中央的狭长环形曲线为这两组分相图的包络线,包络线 但 CFC 点已不是两相共存的最高温度和压力,而两相共存的 ④泡点线的上部为液相区;露点线的下部和外部为气相 ① C 为泡点线; ③泡点线与露点线的交点为系统的临界点 ② EC C 为露点线; C; 两侧分别是 PⅠⅡ 组分的饱和蒸汽压线。 T 最高温度和最高压力分别为 C C 点所对应的温度、压力, T、 P 区;泡点线和露点线所包围的区域为两相区;两相区内 分别称为临界凝析温度和临界凝析压力。 的细线为等液量线。 CP C2
© ¨0.1MPa£ ¦ £ ¹ Á Ñ
液体
F G A
蒸汽
 ¶ Î È £ ¨¡ æ £ © Ò Í é µ Ä Ñ ¹ Á ¦ ¡ ª Î Â ¶ È ¹ Ø Ï µ Í ¼
(2)相图分析
a.饱和蒸汽压线是两相共存的轨迹,即泡点线和露点 线的共同轨迹,单组分体系的饱和蒸汽压线、泡点线、 露点线三线合一,即温度一定时,气相凝结为液相和 液相蒸发为气相的压力相等。
2.分类
二、油藏烃类的相态表示方法
1.烃类的地下形态
油藏烃类的相态变化一方面取决于烃类体系的化学组成; 另一方面则受压力和温度的影响。 对于一个组成固定的体系,压力、温度和比容都是该体系 组成中相状态的函数。因此,对任一特定体系其状态方程可写 成:F(P、V、T)=0。
将状态方程以图示法表示就是相图。即相图是以图形方式 表示体系的相状态。
C CT
F
E
C7
(1)两组分相图的构成
图中央的狭长环形曲线为这两组分相图的包络线,包 络线两侧分别是ⅠⅡ组分的饱和蒸汽压线。
①FCPC为泡点线;
②ECTC为露点线;
③泡点线与露点线的交点为系统的临界点C;
但C 点已不是两相共存的最高温度和压力,而两相共存 的最高温度和最高压力分别为CT、CP点所对应的温度、压力, 分别称为临界凝析温度和临界凝析压力。 ④泡点线的上部为液相区;露点线的下部和外部为气相区; 泡点线和露点线所包围的区域为两相区;两相区内的细线为 等液量线。
液体
F G A
蒸汽
 ¶ Î È £ ¨¡ æ £ © Ò Í é µ Ä Ñ ¹ Á ¦ ¡ ª Î Â ¶ È ¹ Ø Ï µ Í ¼
(1)饱和蒸汽压:在一个密闭容器内,由于液体的
蒸发和蒸汽的凝结,当同一时间内离开液体的分子 数和回到液体的分子数相等,则液体与它的蒸汽处 于平衡状态,此时,液体上面的 蒸汽所产生的压力 称为饱和蒸汽压。
液体的动平衡是有条件的,温度改变,旧的平衡 被新的平衡所取代,出现新的饱和蒸汽压,饱和压 力和温度的关系曲线称为该物质的 饱和蒸汽压曲 线。曲线的终点 C为临界点,该点的温度和压力分 别称为这种物质的 临界温度( TC ) 和 临界压力 (PC),它是气液共存的最高温度和最高压力。
(2)相图分析
a.饱和蒸汽压线是 两相共存的轨迹, 泡点:在一定温 即泡点线和露点线 度下,开始从液相 露点:在一定 的共同轨迹,单组 中分离出第一批气 温度下,从气 b.饱和蒸汽压 分体系的饱和蒸汽 泡的压力点;或在 相中凝结出第 曲线是气液状 一定压力下,开始 压线、泡点线、露 一批液滴的压 c. 临界点是 态的分界线, 从液相中分离出第 力。 点线三线合一,即 一批气泡的温度点。 气液共存的 上部为液相, 温度一定时,气相 露点连线 最高温度和 下部为气相。 泡点连线即 凝结为液相和液相 即为露点线。 最高压力点。 为泡点线。 蒸发为气相的压力 相等。
泡点:在一定温度下,开始从液相中分离出第一批气泡的压力 点;或在一定压力下,开始从液相中分离出第一批气泡的温度 点。 泡点连线即为泡点线。 露点:在一定温度下,从气相中凝结出第一批液滴的压力。 露点连线即为露点线。
b.饱和蒸汽压曲线是气液状态的分界线,上部为液相, 下部为气相。 c.临界点是气液共存的最高温度和最高压力点。
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