1、 1 第一篇 储层流体的高压物性 第一章 天然气的高 压 物理性 质 一 、 名词解释 。 1.天然气 视分 子量 （ gas apparent molecular weight） ： 2.天然气的相 对 密度 g (gas relative density ) : 3.天然气的 压缩 因子 Z(gas compressibility factor) ： 4.对应状态 原理 (correlation state principle) ： 5.天然 气压缩 系 数 Cg （ gas compressive coefficient） ： 6.天然气体 积 系 数 Bg (gas formation
2、 volume factor)： 二判断题 。 1体 系压力 愈高， 则 天然气体 积 系 数愈 小。 （ ） 2 烃类 体 系温 度愈高， 则 天然 气压缩 因子愈小。 （ ） 3体 系压力 越大，天然气等 温压缩 率越大。 （ ） 4 当 二者 组 分相似，分子量相近 时 ，天然气的粘度增加。 （ ） 5 压力不 变时， 随 着 温 度的增加，天然气的粘度增加。 （ ） 6天然气水合物形成的有利 条 件是低 温 低 压 。 （ ） 7 温度不变时， 压力 增加，天然气体 积 系 数减 小。 （ ） 8 温度不变时， 压力 增加，天然气分子量 变 大。 （ ） 9. 当 压缩因子为 1时，实
3、际气体则成为理想气体。 （ ） 三选择题 。 ACACBDB 1.理想气体的 压缩 系 数 与下列因素有 关 1.理想气体的 压缩 系 数 与下列因素 有 关 A.压力 B.温 度 C.体 积 D.组 成 ( A ) 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 2 2.在相同 温 度下， 随 着 压力 的 增加，天然 气压缩 因子在低 压区间将 在高 压区间将 A.上升，上升 B.上升，下 降 C.下降，上升 D.下降，下降 ( C ) 3.对 于 单组 分 烃， 在相同 温 度下，若 C原 子数愈 少， 则 其 饱 和蒸 气压 愈 其挥发 性愈 A.大， 强 B.小，弱 C.小， 强 D.大，
4、弱 ( A ) 4.地 层 中天然气的密度 地面天然气的密度。 A.小于 B.等于 C.大于 D.视 情 况 定 ( C ) 5.通常用 来计 算天然气体 积 系 数 的公式 为 A.Bg=Cg(273+t)/293P B.Bg=V 地下 / V 地面 C.Bg=Z(273+t)/293P D.Bg= V 地 面 / V 地下 ( B ) 6.天然 气压缩 因子 Z 1说 明天然气比理想气体 压缩 ， Z 1说 明天然气比理想气体 。 A.易于， 难 于 B.易于，易于 C.难 于， 难 于 D.难 于，易于 ( D ) 7.两 种天然气 A 和 B，在相同的 P-T 条 件下， A 比 B
5、更易于 压缩 ， 则 CgA CgA, ,ZA ZB A.大于，大于 B.大于，小于 C.小于，大于 D.小于，小于 ( B ) 四问答题 。 1.天然气的分子量 M、密度 和比重 g 是如何 定义 的 ？ 2.压缩因子 的物理意义是什么？请区别压缩系数 gC ，压缩因子 和 体积系数 gB 的 概念。 油层物理练习册 储层流体的高压物性 33 3.如何确定多组分体系的视临界压力和视临界温度？你认为它们就是多组分体系的临界压力和临界温度吗？为什么？ 五计算题 。 1某天然气 的组 成如表所示。 1 计 算天然气的 视分 子量和比重 2 计 算在 43和 8MPa 下， 1mol 该 天然气所占
6、的体 积 。 组 分 Yi Mi Pci (MPa) Tci (K) iiMy ciiPyciiTy 4CH 0.90 16.0 4.54 190.6 62HC 0.05 30.1 4.82 305.4 63HC 0.03 44.1 4.19 369.8 104HnC 0.02 58.1 3.75 425.2 14.4 1.505 1.323 1.162 4.086 0.241 0.1257 0.075 171.54 15.27 11.094 8.504 合计： Yi =1 M= 18.39 Pc=4.528 Tc=206.408 解 ：（ 1） 天然气的视分子量 ： M= YiMi=14.4
7、+1.505+1.323+1.162=18.30 因而该天然气的比重 : =M/29=0.634 （ 2）该天然气的视临界参数 ： Ppc= YiPci=4.528（ MPa） Tpc= YiTci=206.408（ K） 因而在 43， 8MPa 下，其视对比参数为： Ppr=P/Ppc=8/4.528=1.77 Tpr=T/ Tpc=(47+273)/206.408=1.53 查压缩因子图版得该天然气在此状态下的压缩因子： Z 0.84 由 PV=ZnRT 得 ： 1mol 该天然气在此温度压力下所占体积： V=ZnRT/P=0.84 1 8.314 (47+273)/(8 106) =2
8、.76 10-4(m3) 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 4 4 2.某天然气的比重 为 0.743， 当 地 层压力为 13.6MPa，地 层温 度 为 93 时 ， 求该 天然气的 压缩 因子。 解： 根据比重 查“天然气相对密度与拟临界参数图”可得视临界参数： Tc=222K, Pc=4.64MPa （也可以通过经验公式计算出视临界参数） 可计算出： Ppr=P/Ppc=13.6/4.64=2.93 Tpr=T/ Tpc=（ 273+93） /222=1.65 查压缩因子图版可得： Z 0.81 3已知某气井地 层压力为 53.752MPa，地 层温 度 为 105.58，根据
9、天然气分析知，相 对 密度 为 0.57， 临 界 压力为 4.762MPa,临 界 温 度 为 192.3K，求天然气的地下密度 。 解：由题意可求得： Ppr=P/Ppc=53.752/4.762=11.2 Tpr=T/ Tpc= (273+105.58)/192.3=1.97 查压缩因子图版可得： Z 0.93 由 =M/29 得 M=29 对于 1mol 的天然气，根据状态方程 PV=ZRTm/M 得该天然气的地下密度： g=m/V=PM/(ZRT)=29P /(ZRT) =29 53.752 106 0.57/0.93 8.314 (105.58+273) =0.306 (g/m3)
10、 又解： Z=0.93， Bg=0.0024, g=0.57 1.293/Bg=0.307(g/cm3)。 4某油藏存在一气 顶 ，地下体 积为 105万立方米，地 压力为 20MPa，地 层温 度 为 75，天然气比重 为 0.7， 求该 气 顶的 储 量。 解： 根据比重 查“天然气相对密度与拟临界参数图”可得视临界参数： Tc=216K, Pc=4.66MPa （也可以通过经验公式计算出视临界参数） 可得： Ppr=P/Ppc=20/4.66=4.3 Tpr=T/ Tpc=（ 273+75） /216=1.6 查压缩因子图版得： Z=0.84 Bg= ZTP0/(T0P)=0.84（ 2
11、73+75） 0.1/(273+20) 20=0.004929 Ng=V 地下 /Bg=105 104/0.004929=2。 13 108（ m3） 油层物理练习册 储层流体的高压物性 5 5某油气田 的组 成如表所示。 若地 层温 度 为 32，油 层压力为 8.3MPa。 （ 1） 求气体的 压缩 因子； （ 2） 求气体的体 积 系 数 ； （ 3） 若油井日 产 气 10000 3m （ 标 准 状态 ），它在地下所占体 积为多 少？ （ 4） 计 算 该 气体的 压缩 系 数 ； （ 5） 计 算 该 气体的粘度。 解： Ppc= YiPci=0.902 4.54+0.045 4.
12、82+0.031 4.19+0.021 3.75=4.52（ MPa） Tpc= YiTci=0.902190.6+0.045 305.4+0.031 369.8+0.021 425.2=206.06（ K） 可得： Ppr=P/Ppc=8.3/4.52=1.84 Tpr=T/ Tpc=（ 273+32） /208.06=1.48 （ 1）查压缩因子图版 可 得该天然气在此状态下的压缩因子 Z 0.82 （ 2） Bg= ZTP0/(T0P)=0.82 (273+32) 0.1/(273+20) 8.3=0.0103m3/ m3 （ 3） Vg 地下 =BgVg 地面 =0.0103 1000
13、0 m3=103(m3) （ 4）根据压缩因子图版，在 Ppr=1.84、 Tpr=1.48 处 （仅供参考） 代入数据计算得： （ 5）该天然气的视分子量 M= YiMi=0.902 16.0+0.045 30.1+0.031 44.1+0.021 58.1=18.37 查图可得大气压下该天然气的粘度： 1=0.0106(mPa s) 查图可得在 Ppr=1.84、 Tpr=1. 48 处，高低压粘度比为 g/ 1=1.3 g= 1 g/ 1=0.0106 1.3=0.0138(mPa s) 第二章 油气藏烃类的相态和汽液平衡 组 分 Yi Mi Pci (MPa) Tci (K) CH4
14、0.902 16.0 4.54 190.6 C2H6 0.045 30.1 4.82 305.4 83HC 0.031 44.1 4.19 369.8 104HnC 0.021 58.1 3.75 425.2 0.06prpr TZP 11 1 1 1 1 1( ) ( 0 .0 6 ) 0 .1 3 6 44 .5 5 1 .8 2 0 .8 2crzCg M P aP P Z p 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 6 6 一 、 名词解释 。 1.第一露 点 （ first dew point） ： 2.临 界 点 (critical point)： 3.临 界凝析 压力 (cri
15、tical condensate pressure)： 4.反常凝析 (retrograde condensation)： 5.露 点压力 (dew point)： 6.泡 点压力 (bubble point)： 7.相 态 方程 (phase state equations)： 二判断题 。 1 饱 和油藏可以理解 为 高 收缩 油藏。 （ ） 2 烃类 体系相 图 中，重 质组 分含量愈高， 则 气液等含量 线 分布 线 愈向右密集 。 （ ） 3 烃类 体系相 图 中， 临 界 温 度是液向气 转 化的最高 温 度。 （ ） 4 烃类 体系相 图 中， 临 界凝析 压力 是气向液 转 化
16、的最高 压力 。 （ ） 5 烃类 体系相 图 中，反常相 变现 象只 发 生在等 温 反常凝 析区 。 （ ） 6 烃类 体系相 图 中，重 质组 分含量愈高， 则临 界 点 愈向右多移。 （ ） 7重 质组 分含量越高， 则 相 图 中等液量 线越 向露 点线 密集。 （ ） 8 对烃类单组 分，碳原 子数 越多， 则饱 和蒸汽 压 越大。 （ ） 9反凝析 现 象只 发 生在等 温 降 压过 程中。 （ ） 10重 质组 分含量增加， 则 相 图 中的 临 界 点 越靠右。 （ ） 三选择题 。 CDAC 1.在 双组 分体系相 图 中 ， 两组 分的相 对 分子 质 量差 别 越大，
17、则临 界 点轨迹线 所包面 积 越 两相区最高压力 越 A.大，低 B.小，低 C.大，高 D.小，高 ( C ) 2.对 于 双组 分 烃体 系，若 较 重 组 分含量愈高， 则 相同 位置愈 ， 临 界 点 位置愈偏 A.高，左 B.低，左 C.高，左 D.低，右 ( D ) 3.在多 组 份 烃类 体系的相 图 中， 不饱 和油藏 应处 于 _. 油层物理练习册 储层流体的高压物性 7 A. 液 相区 B. 两相区 C. 气 相区 D. 所有的 区 ( A ) 4.在多 组 份 烃类 体系的相 图 中， 饱 和油藏 应处 于。 A.液 相区 B.气 相区 C.两相区 D.所有 区 ( C
18、 ) 四问答题。 1.油藏流体意指什么？何谓高压物性？ 2.单组分体系的临界点是如何定义的？多组分体系的临界点又是如何定义的？ 3.根据下面的相图（ P-T图），判断图中的各点属于何种油气藏类型，各自有什么特点？分析影响 P-T 相图的因素有哪些？ A点 ： B点 ： L点 ： E点 ： F点 ： 4凝析气藏形成的条件是什么？ 5画出干气和湿气的相图，并分析比较说明各自的特征。 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 8 6在同一 P-T 相图上画出未饱和油藏和湿气气藏从原始地层压力 iP ，地层温度 iT 至地面分离气压力 Psp，分离器温度 Tsp 的开采路径。 7在同一 P-T相图上画
19、出挥发油油藏和干气气藏从原始地层压力 iP （ iP bP ），地层温度 iT 至地面分离气压力 Psp，分离器温度 Tsp 的开采路径。 注：开采路径指：地层井底井筒分离器 五计算题。 1 试 推 导 油气体系露 点线 方程和泡 点线 方程。 油层物理练习册 储层流体的高压物性 9 第三章 油气的溶解与分离 一、名词解释。 1.溶解油气比 sR ( gas/oil ratio)： 2.差异分离 (differential liberation)： 3.接触分离 (single stage liberation)： 4.天然气溶解度（ gas solubility）： 5.平均生 产 油气比
20、(average production oil/gas ratio)： 6.平衡 常数 iK ( equilibrium constant)： 二判断题 。 1.对 于同种原油，一次分离的溶解油气比大于 多级 分离。 （ ） 2.对 于同种原油，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。 （ ） 3.原始溶解油气比一定大于目前 压力下 的溶解油气比。 （ ） 4.对 于同种天然气，在地 层 油中的溶解度一定大于在地 层水 中的溶解度。 （ ） 5.地 层温 度愈高， 则 地 层 油溶解油气比愈小。 （ ） 6 对 于同一种原油， 温 度 压力 相同 时 ，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。 （ ） 三选择题。
21、 AADCBB 1.多级脱气过 程中，各相 组 成 将 发 生 变 化，体 积组 成 将 发 生 变 化。 A.要，要 B.要，不 C.不，要 D.不，不 ( A ) 2.一次 脱气 与 多级脱气 相比，前者的分离气密度 较 ，前者的 脱气 油密度 较 。 A.大，大 B.大，小 C.小，大 D.小，小 ( A ) 3.在其它相同 条 件下的溶解能力而言， 2CO 、 2N 、 4CH 三者的 强 弱 顺 序 为 。 A. 2CO 2N 4CH B. 2N 4CH 2CO C. 4CH 2CO 2N D. 2CO 4CH 2N ( D ) 4.若在某平衡 条 件下，乙烷的平衡 常数为 2，此
22、时 在液相中的摩 尔分数为 20%， 则 其在气相中的摩 尔分数为 。 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 10 A.10% B.80% C.40% D.20% ( C ) 5.当压力 低于 饱 和 压力时 ，天然气在石油中的溶解度是 随压力 的增大而 _。 A 减 小 B. 增大 C. 不 变 D.不确定 ( B ) 6.在相同的 温 度 压力条 件下，同一种天然气在 轻质 油中的溶解度 在重 质 油中的溶解度。 A.小于 B.大于 C.等于 D.不确定 ( B ) 四问答题 。 1.地层原油的溶解油气比是怎样定义的？其影响因素有哪些？ 2. 在油气分离的过程中，一次脱气与多次脱气的区别和联系是什么？多级脱气和微分脱气的区别 和 联系是什么？ 3. 一次脱气和多级脱气对地层油的体积系数及溶解油气比有何影响？一般计算溶解油气比以何种脱气方式为准？ 4.在采油过程中存在哪些脱气方式？各发生在什么阶段？
