油层物理学.doc

油层物理学第一章油气藏流体的化学组成与性质储层流体:储存于油(气)藏中的石油、天然气和地层水。石油中的烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃三种饱和烃类构成,原油中一般未发现非饱和烃类。烷烃又称石蜡族烃,H2n+2,在常温常压(20℃,)下,C1~C4为气态,它们是天然气的主要成分;C5~C16是液态,它们是石油的主要成分;C17以上的烷烃为固态,即所谓石蜡。烷烃:带有直链或支链,但没有任何环结构的饱和烃。石油的化学组成石油中主要含碳、氢元素,也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素,一般碳、氢元素含量为95%~99%,硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。石油中的化合物可分为烃类化合物和非烃类化合物;烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃;非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧的胶质和沥青质。含蜡量:指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。胶质:指原油中分子量较大(约300~1000),含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物,通常呈半固态分散状溶解于原油中。胶质含量:原油中所含胶质的质量分数。沥青质含量:原油中所含沥青质的质量分数。含硫量:原油中所含硫(硫化物或硫单质)的百分数。原油的物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。原油颜色的不同,主要与原油中轻、重组分及胶质和沥青质含量有关,胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。凝固点与原油中的含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关,轻质组分含量高,则凝固点低;重质组分含量高,尤其是石蜡含量高,则凝固点高。原油的密度:单位体积原油的质量。原油的相对密度:原油的密度(ρo)与某一温度和压力下的水的密度(ρw)之比。我国和前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水的密度之比,欧美国家则以1atm、60℉(℃)时的原油与纯水的密度之比,γo欧美国家还使用API度凝固点:原油冷却过程中由流动态到失去流动性的临界温度点。粘度:流体中任意一点上单位面积的剪应力与速度梯度的比值,是粘性流体流动时内部摩擦而引起的阻力大小的量度,表明流体流动的难易程度。μ—流体粘度,又称动力粘度或绝对粘度,Pa·s,1mPa·s=1cPF/A—单位面积上的剪应力或内摩擦阻力,N/m2或Padv/dy—速度梯度,s-1运动粘度:相同状态(p、T)下绝对粘度与密度之比。单位:m2/s闪点(闪火点):指可燃液体的蒸气同空气的混合物在临近火焰时能短暂闪火时的温度。荧光性:原油在紫外光照射下发出一种特殊光亮的特征。旋光性:偏光通过原油时,偏光面对其原来的位置旋转一定角度的光学特性。地面原油的分类(1)根据原油中硫的含量可分为:低硫原油、含硫原油、高硫原油(2)根据原油中胶质—沥青质的含量可分为:少胶原油、胶质原油、多胶原油(3)根据原油中的含蜡量可分为:少蜡原油、含蜡原油、高含蜡原油(4)按原油的关键组分可分为:凝析油、石蜡基原油、混合基原油、环烷基原油(5)根据地面脱气原油相对密度可分为:轻质油、中质油、重质油地层原油的分类按粘度分为:低粘油、中粘油、高粘油、稠油。还有凝析油、挥发油、高凝油天然气的化学组成天然气是以甲烷为主的烷烃,甲烷含量可高达70%~98%,乙烷含量约为10%,仅含少量的丙烷、丁烷、戊烷等。非烃类气体有二氧化碳、氮气、硫化氢(一般不超过5%~6%)、水汽,偶尔含稀有气体如氦(He)、氖(Ar)等,还含有毒的有机硫化物,如硫醇RSH、硫醚RSR等。油气藏的分类及特点(根据流体特性)(1)气藏以甲烷为主,含少量乙烷、丙烷和丁烷。(2)凝析气藏含有甲烷到辛烷(C8)的烃类,它们在地下原始条件是气态,随着流体压力下降,会凝析出液态烃。液态烃(地面)~,颜色浅,称为凝析油。(3)挥发性油藏(临界油气藏)特点是含有比C8重的烃类,构造上部接近于气,下部接近于油,但油气无明显分界面,原油具挥发性,~。(4)油藏油藏流体以液态烃为主,油中都溶解有一定量天然气,~。(5)重质油藏(稠油油藏)原油粘度高、相对密度大,~,地层温度条件下脱气原油粘度为100~10000mPa·s。地层水的特点(1)地层水在地层中长期与岩石和原油接触,常含有相当多的金属盐类,故称为盐水。地层水含盐是它有别于地面水的最大特点,总矿化度高。常见的阳离子为Na+、K+、Ca2+、Mg2+,偶尔含Ba2+、Fe2+、Sr2+、Li+;常见的阴离子为Cl-、SO42-、HCO3-及CO32-、NO3-、Br-、I-。(2)地层水中还常存在多种微生物,其中最常见的是非常顽固的厌氧硫酸还原菌,它们助长了油井套管的腐蚀,在注水过程中导