油层物理——3. 油气藏烃类的相态和汽液平衡
油气藏中烃类石油和天然气特点深高温高压混合物多种状态生产过程中产生变化相态及其表示法1. 体系看作是由边界面包围起来的空间2. 相体系中某一均质的部分称为相3. 相态气相液相固相4. 相图一个组成不变的体系状态参数压力温度比容P,T,V之间的关系F(P,T,V)0是体系相态的数学描述方法5. 组分组成油藏烃类的每一类分子称为组分6. 组成各种化学成分或者组分及其所占比列的多少烃类多组分体系的 P-T 相图压力 - 温度P-T相图是描述烃类相态规律的核心工具。与纯物质不同纯物质气液两相区对应一条饱和蒸气压曲线泡点与露点重合多组分烃类的两相区为一个封闭区域。相图关键要素泡点线液相体系降压至开始析出第一批气泡的压力连线线以上为单相液相区。露点线气相体系降压至开始凝结出第一滴液滴的压力连线线以下为单相气相区。气液两相区泡点线与露点线包围的区域体系内气液两相稳定共存。临界点C泡点线与露点线的交点此时气液两相密度、黏度等性质完全相同相界面消失对应临界温度Tc​、临界压力Pc​。临界凝析温度Tcc​相图的最高温度高于此温度时无论压力多高体系始终为单相气相无法被液化。临界凝析压力Pcc​相图的最高压力高于此压力时无论温度多高体系始终为单相液相。特殊现象反凝析当地层温度处于临界温度Tc​与临界凝析温度Tcc​之间时对单相气相体系降低压力反而会析出液相凝析油继续降压析出的液相又会重新气化该现象称为反凝析逆蒸发是凝析气藏的核心特征。油气藏典型烃类相态类型根据烃类组成与地层温压在相图上的相对位置油气藏流体可分为 5 类典型相态体系直接决定开发特征流体类型地层温度与相图的位置关系核心开发特征黑油普通原油远低于临界温度Tc​地层条件下单相液相开采降压至泡点后开始脱气溶解气油比低一般 300 m³/m³挥发油接近临界温度Tc​液相侧地层条件下单相液相泡点压力高降压后大量脱气液相体积收缩显著凝析气介于Tc​与Tcc​之间气相侧地层条件下单相气相降压发生反凝析析出凝析油需保持压力开采减少原油滞留损失湿气接近Tcc​气相侧地层条件下单相气相地面常温常压下析出少量凝析油干气高于临界凝析温度Tcc​地层到地面全程单相气相几乎不析出液态烃甲烷含量 95%油气藏开发中的工程意义油气藏类型识别通过相图判断流体类型区分油藏、凝析气藏、气藏指导储量计算与开发方式选择。开发压力保持油藏需尽量保持压力高于泡点避免地层脱气降低渗流能力凝析气藏需保持压力高于露点减少反凝析导致的原油滞留损失。地面集输设计通过相平衡计算确定多级分离器的温压参数最大化原油 / 凝析油收率。注气开发设计注 CO₂、注烃气混相驱的核心就是通过改变体系组成调整相态特征实现混相以提高采收率。

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