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，
3、实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 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 2 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 ) 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.
4、大，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
5、比 B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 ？ 油层物理练习册 储层流体的高压物性 33 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。 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
6、所占的体 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 14.4 1.505 1.323 4.086 0.241 0.1257 171.54 15.27 11.094 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 4 4 63HC 0.03 44.1 4.19 369.8 104HnC 0.02 58.1 3.75 425.2 1.162 0.075 8.504 合计： Yi =1 M= 18.39 Pc=4.528 Tc=206.408 解 ：（
7、 1） 天然气的视分子量 ： M= YiMi=14.4+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
8、1 8.314 (47+273)/(8 106) =2.76 10-4(m3) 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，
9、根据天然气分析知，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)。 油层物理练习册 储层流体的高压物性 35 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
11、 Bg= ZTP0/(T0P)=0.84（ 273+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 6 6 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： Pp
12、c= YiPci=0.902 4.54+0.045 4.82+0.031 4.19+0.021 3.75=4.52（ MPa） Tpc=YiTci=0.902 190.6+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）
13、 Vg 地下 =BgVg 地面 =0.0103 10000 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) 组 分 Yi Mi Pci (MPa) Tc
14、i (K) CH4 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 7 第二章 油气藏烃类的相态和汽液平衡 一 、 名词解释 。 1.第一露 点 （ first dew point） ： 2.临 界 点 (critical
15、point)： 3.临 界凝析 压力 (critical 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
16、 图 中， 临 界凝析 压力 是气向液 转 化的最高 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 ，
17、两组 分的相 对 分子 质 量差 别 越大， 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 ) 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 8 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 _. 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
18、相区 B.气 相区 C.两相区 D.所有 区 ( C ) 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 ： 油层物理练习册 储层流体的高压物性 9 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。 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 油 层 物理 练习册 储层流体的高压物性 10 五计算题。 1 试 推 导 油气体系露 点线 方程和泡 点线 方程。
