本书主要围绕油气藏PVT相态实验、相平衡理论及油气藏PVT相态模拟三个方面,开展系统的文献调研、油气藏PVT相态实验归纳总结和数据处理,PVT相态数模实例计算与结果分析等大量工作。本书以理论为先行,实验和模拟验证跟进为特色。全书共分六章。第一章油气藏流体相态基础,主要讨论油气藏流体的组成、流体组成的物性以及油气藏分类。
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本书关于油气流体相行为的研究,与国内外的同类书籍相比,本书提供的大量油气藏地层流体PVT相态实验数据,源于我国各大油气田地层流体PVT相态实验测试结果,同时,在实验的基础上还进行了油气藏地层流体PVT相态模拟研究,这些测试和模拟结果对判断油气藏类型、估算储量、编制开发方案、确定开发方式、估算最终采收率及进行经济评价等都具有十分重要的意义。
《油气藏流体相行为研究》一书是笔者在参加“凝析油气藏开发新技术研究(2011B-1507)”CNPC重大专项“花场凝析气藏C02、N2提高凝析油采收率可行性室内评价研究”、国家自然科学基金青年基金“高温高压C02-原油-地层水三相相平衡溶解度规律(5140040257)”等多个课题中不断积累、研究后编写而成。全书共分六分类。第一章油气藏流体相态基础,主要阐述了油气藏地层流体的组成、流体组成的物性以及油气藏及关联式,综述了天然气和原油物性及关联式。第二章油气物性。第三章油气藏流体PVT相态实验,系统介绍了油气藏地层流体的流体取样、组分分析以及不同油气藏PVT相态实验,主要包括:干气、湿气、凝析气、近临界凝析气藏、挥发油和普通黑油PVT相态实验。第四章状态方程,归纳总结了文献上已经存在的立方型状态方程以及混合规则。第五章油气藏流体PVT相态模拟,主要对油气藏流体PVT相态模拟涉及的重质组分特征化以及两相闪蒸、等组成膨胀、定容衰竭和注气膨胀模拟等进行了阐述。
油气藏流体相行为研究涉及多学科、多专业,包括多相多组成相态理论、物理模拟和数值模拟等,是一项理论和实际结合的系统工程。本书依靠现场研究人员和高校研究人员组合的研究团队,在国内外相关学者的研究的基础上,结合自身的基础研究及现场应用,完成了书稿的编写和审定。在书稿的完成过程中,得到了成都理工大学能源学院和“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室及相关油田(中石油南方勘探开发股份有限公司、中石化勘探开发研究院和中石化西北油田分公司等)的大力支持。由于笔者水平所限,书中难免会出现一些不足之处,敬请读者同仁批评指正。
编者
2016年4月
目录
第1章油气藏流体相态基础1
1.1油气藏流体组成及性质1
1.2油气藏分类5
1.2.1按流体性质划分5
1.2.2按流体相态特征划分6
1.2.3按气油比划分7
1.2.4按流体组分摩尔百分数划分8
1.3油气藏流体的相态特征9
1.3.1干气相态特征9
1.3.2湿气相态特征10
1.3.3凝析气相态特征10
1.3.4挥发油相态特征11
1.3.5黑油相态特征12
参考文献13
第2章油气物性及关联式14
2.1物性命名及单位14
2.1.1分子量14
2.1.2临界特性及相对特性15
2.1.3组分组成及混合规则15
2.1.4体积特性16
2.1.5黏度18
2.2天然气物性19
2.2.1体积特性19
2.2.2偏差系数21
2.2.3气体拟临界特性22
2.2.4气体黏度24
2.2.5露点压力25
2.2.6天然气体积系数26
2.3原油物性27
2.3.1泡点压力27
2.3.2原油密度28
2.3.3欠饱和油的等温压缩系数32
2.3.4饱和油的等温压缩系数33
2.3.5饱和油的地层体积系数33
2.3.6原油黏度34
参考文献36
第3章油气藏流体PVT相态实验38
3.1流体取样38
3.1.1取样基本原则38
3.1.2取样方法38
3.1.3取样时机39
3.1.4取样井的选择40
3.2组分分析40
3.3PVT相态实验42
3.3.1干气42
3.3.2湿气48
3.3.3凝析气52
3.3.4近临界凝析气63
3.3.5挥发油71
3.3.6普通黑油80
参考文献92
第4章状态方程93
4.1立方型状态方程93
4.1.1范德华方程93
4.1.2RK方程96
4.1.3SRK方程98
4.1.4PR方程101
4.1.5SW方程103
4.1.6PT方程106
4.1.7LHSS方程108
4.1.8Peneloux体积方程111
4.1.9其他立方型状态方程113
4.2混合规则115
4.2.1维里型混合规则115
4.2.2范德华混合规则115
4.2.3交互作用参数与组成有关的混合规则116
4.2.4基于过量自由能(GE/AE)模型的局部组分型混合规则117
参考文献123
第5章油气藏流体PVT相态模拟127
5.1组分的分类127
5.1.1确定组分130
5.1.2C7+组分130
5.1.3劈分组分133
5.2二元相互作用系数138
5.3归并138
5.4相态模拟实例应用144
5.4.1组分劈分与归并144
5.4.2流体回归变量调整145
5.4.3等组成膨胀147
5.4.4定容衰竭149
5.4.5注气膨胀150
参考文献156
附录158
索引167