1
● 储层烃类系统的相态
第一章 储层流体的物理性质
● 油气的溶解与分离
● 天然气的高压物性
● 原油的高压物性
● 地层水的高压物性
2
储
层
流
体
石 油
天然 气
地层水
一些分子结构相似的
碳氢化合物的混合物
和少量非碳氢化合物
的混合物
储层烃类,
烷烃、环烷
烃和芳香烃
3
（ 1） 高温高压, 且石油中溶解有大量的烃类气体；
储层流体的特点：
（ 2）随 温度、压力 的变化，油藏流体的物理性质
也会发生变化。同时会出现原油脱气、析蜡、地层
水析盐或气体溶解等相态转化现象。
原
因
烃类物质的组成是内因；
温度、压力是外因。
4
一、天然气的组成及表示方法、分类
石蜡族低分子饱和烷烃（主要）
CH4 70－ 98％
C2H6 C3H8 C4H10
非烃气体（少量）
H2S 惰性气体 He,ArH2ON2COCO2
>C5
第一节 储层烃类的化学组成
组成,指混合物体系中各个成分或组分及
其相对含量。
1.天然气的组成
5
2.天然气组成的表示方法
摩尔组成
质量组成
体积组成
%1 0 0
1
??
?
?
k
i
i
i
i
n
ny 1
1
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k
i
iy
理想气体
%1 0 0
1
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k
i
i
i
i
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mw 1
1
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%100
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M
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1
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My
Myw
1
6
矿藏
汽油蒸汽含量
硫含量
凝析气
油藏气
气藏气
干气 <100g/m3
≥100g/m 3富气
酸气 ≥1g/m 3
净气 <1g/m3
3,天然气的分类
（ >C5H12）
7
8
② 环烷烃
③ 芳香烃
④ 其它化合物
① 烷烃 C5～ C16
含氧化合物：
含硫化合物：
含氮化合物：
高分子杂环化合物：
苯酚、脂肪酸
硫醇、硫醚、噻吩
吡咯、吡啶、喹啉、吲哚
胶质、沥青质
二、石油的组成、商品性质及分类
1.石油的组成
9
2.石油的商品性质
馏分组成含硫量沥青质胶质
含蜡量固点凝粘度相对密度指标：
--148-2.35-20.722.633-63.50.8893任丘 P层
------3.418.130-12.30.8394川中油田
---6.40.260.1517.44.73-7-37.40.9037辽河 C区
21.85899.511.89.6513.82162.2*-0.9744江汉 W区
------22.68.3-15.5-12.90.8530玉门 L层
3518583.70.130.0112.62.04-50-19.230.8699克拉玛依
20.54.0974.810.136.2713.986.17-1225.5551.970.9174大港 M层
11.21.915.88.952.256.627.50-12157.5427.50.9547孤岛 G层
20979.55.50.473.118.317.93317.9537.690.8845胜利 T区
2814882.50.15-13.328.624-17.400.8753大庆 S区
< 300℃
/%
<
200℃
/%
初馏
点 (℃ )70℃50 ℃
馏分组成残碳
/%
含硫量
/%
沥青
质 /%
胶质
/%
含蜡
量 /%
凝固
点 / ℃
运动粘度
/(cm2/s)相对密度
D420
性质
原油
我国部分油田地面原油性质
10
世界部分油田地面原油性质
性质
原油
比重
(D
4
20
)
粘度
( 厘沱 )
凝固点
( ℃ )
含蜡量
(%)
胶质
(%)
沥青质
(%)
含硫量
(%)
残碳
(%)
哈西—迈乌得油田 ( 阿尔及利亚 ) 0.804 2.76(20 ℃ ) 45.56 2.40 0 0.03 0.13 0.83
基尔库克油田 ( 伊拉克 ) 0.844 4.61(20 ℃ ) -36 3.9 — 1.5 1.95 3.8
欣塔油田 ( 印尼 ) 0.855 23.7(50 ℃ ) 43.3 29.3 — 19.5 0.08 —
玻牟油田 ( 尼日利亚 ) 0.865 4.4(37.7 ℃ ) 17.78 5.1 — — 0.16 —
阿加贾里油田 ( 伊朗 ) 0.852 6.56(21 ℃ ) — 中等 — 0.60 1.42
帕那油田 ( 加拿大 ) 0.8388 — 10.0 — — — 0.29 1.76
东得克萨斯油田 ( 美国 ) 0.8315 3.4 厘泊 — — — — —
罗马什金诺油田Ⅱ 1 层 ( 苏联 ) 0.868 7.3(50 ℃ ) -28.89 4.3 — — 1.61 —
11
含硫量
胶质沥青质含量
含蜡量
多胶原油 >25％
8～ 25％胶质原油
3.石油的分类
少硫原油 <0.5%
>0.5%硫含原油
< 8％少胶原油
高含蜡原油 >2％
1～ 2％含蜡原油
< 1％少蜡原油
12
第二节 油气的相态
一、体系、相、组分、组成
体系, 指由一定种类和质量的物质所组成的整体。
相, 指体系或系统中具有相同成分、相同物理,化学
性质的均匀物质部分。
组分, 指混合物体系中的各个成分。
组成, 指混合物体系中各个成分或组分及其相对含量。
通常, 储层烃类一般有气、液、固三种相态；
储层, 储层烃类一般有气、液、气 — 液三种相态。
13
二、相图
某一个体系的相态是压力 (p)、温度 (T)和比容
(v)的函数：
相态方程
用来表示相态方程的图形。
油田开发中最常用的是,p— T相图。
),,( ?TpF ?
14
15
16
三、单、双、多组分相态特征
1.单组分体系的相态特征
单调曲线
三个区：
① 液相区
② 气相区
③ 气液两相区
极值点饱和蒸汽压线
泡点线
露点线
临界点
泡点
露点
17
临界点,体系中两相共存的压力和温点。
泡 点,开始从液相中分离出第一批气泡
时的压力、温度。
露 点,开始从气相中凝结出第一批液滴
时的压力、温度。
18
AC线上的点，也称饱和压力点
AC线上的点
泡点
露点
临界
点
C点，气液两相共存的最高压力、最高温度
点
三
点
液相中分离出气泡时压力、温度点组成的线
气相中凝结出液珠时压力、温度点组成的线
泡点线
露点线
饱和蒸汽压线 气液两相共存的压力、温度点组成的线一
线
液相区
气液两相区
气相区
AC线以上
AC线右下方
AC线上的点
油藏
气藏
油气藏
三
区
19
体系中两相共存的 最高压力 和 最高温度 点 。
指温度 (或压力 )一定时,开始从液相中分离出第
一批气泡时的压力 (或温度 )。
临界压力 (Pc) 临界温度 (Tc)
指温度 (或压力 )一定时,开始从气相中凝结出第
一批液滴时的压力 (或温度 )。
由泡点轨迹组成的线。
由露点轨迹组成的线。
露 点：
泡点：
临界点：
泡点线：
露点线：
20
C2H6
21
2.双组分体系的相态特征
开口环线
三 区
五 点
临界凝析
压力点
临界凝析
温度点
泡点线和露
点线相交
22
意义：
临界点,泡点线和露点线的 交汇点 。
使该体系的 气相 和 液相 的所有内
涵性质 (指与数量无关的性质 )如
密度、粘度、表面张力、化学电
位等 相同 的压力、温度点。
临界凝析
温度点：
临界凝析
压力点,指 气液 两相共存的最高 压力点。
指 气液 两相共存的最高 温度点。
23
24
双组分体系相图的特点：
1)任一双组分混合物的两相区都位于两纯组分
的饱和蒸气压曲线之间；
2)两组分的分配比例越接近,两相区面积越大；
3)两相区、临界点向占优势的组分的饱和蒸气压曲
线迁移；
4)双组分混合物的临界压力一般都高于各组分的临
界压力；混合物的临界温度都居于两纯组分的临界
温度之间；
5)两组分的分子量差别越大,临界点轨迹线所包
面积越大，两相区最高压力越高；
25
3.多组分体系的相态特征
未饱和油藏 饱和油藏 凝析气藏 纯气藏
过饱和油藏
反常凝析区
液相含量
最大点
等液量
四区
三线
六点
各类油气藏
的开发特点
26
PCT线包围的阴影部分
AC线，液相区与两相区的分界线
BC线，气相区与两相区的分界线
虚 线，线上的液相含量相等
AC线以上
BC线右下方
ACB线包围的区域
AC线上的点，也称饱和压力点
BC线上的点
C点，泡点线与露点线的交点
P点，两相共存的最高压力点
T点，两相共存的最高温度点
油藏
气藏
油气藏
凝析气藏
液相区
反常凝析区
气液两相区
气相区
泡点线
露点线
等液量线
泡点
露点
临界点
临界凝析压力点
临界凝析温度点
第二露点 气体在等温降压过程中出现的露点
三
线
四
区
六
点
27
各类油气藏的开发特点
J点 －油藏
液态 压力下降 泡点线 (饱和压力 ) 压力下降 气液两相
A点 －凝析气藏
气态
压力下降
气液两相
压力下降
气态
I点 －饱和油藏 液态
压力稍微下降
气液两相
F点 －气藏 气态 压力下降 气态
L点 －过饱和油藏 (带气顶的油藏 ) 气液两相
28
四、典型
油气藏相
态特征
29
30
CO2提高原油采收率相图变化
31
(3) 等液量线由在露点附近密集转变为在泡点线附近密集。
(1) 临界点从右向左转移,这一规律与双组分体系是一致的；
(2) 相图面积逐渐变小,油的两相区较开阔,气的两相区较狭窄；
认 识
从低收缩油、高收缩油、凝析气、湿气至干
气，油气混合物的相图有如下变化：
32
1.根据图 1.1.4试分析为什么在混相驱提高
采收率时，要选用二氧化碳和丙烷而很少选用
氮气和甲烷作混相剂？
2.相图分析对提高凝析气藏采收率有何重
要意义？
● 储层烃类系统的相态
第一章 储层流体的物理性质
● 油气的溶解与分离
● 天然气的高压物性
● 原油的高压物性
● 地层水的高压物性
2
储
层
流
体
石 油
天然 气
地层水
一些分子结构相似的
碳氢化合物的混合物
和少量非碳氢化合物
的混合物
储层烃类,
烷烃、环烷
烃和芳香烃
3
（ 1） 高温高压, 且石油中溶解有大量的烃类气体；
储层流体的特点：
（ 2）随 温度、压力 的变化，油藏流体的物理性质
也会发生变化。同时会出现原油脱气、析蜡、地层
水析盐或气体溶解等相态转化现象。
原
因
烃类物质的组成是内因；
温度、压力是外因。
4
一、天然气的组成及表示方法、分类
石蜡族低分子饱和烷烃（主要）
CH4 70－ 98％
C2H6 C3H8 C4H10
非烃气体（少量）
H2S 惰性气体 He,ArH2ON2COCO2
>C5
第一节 储层烃类的化学组成
组成,指混合物体系中各个成分或组分及
其相对含量。
1.天然气的组成
5
2.天然气组成的表示方法
摩尔组成
质量组成
体积组成
%1 0 0
1
??
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k
i
i
i
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1
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1
6
矿藏
汽油蒸汽含量
硫含量
凝析气
油藏气
气藏气
干气 <100g/m3
≥100g/m 3富气
酸气 ≥1g/m 3
净气 <1g/m3
3,天然气的分类
（ >C5H12）
7
8
② 环烷烃
③ 芳香烃
④ 其它化合物
① 烷烃 C5～ C16
含氧化合物：
含硫化合物：
含氮化合物：
高分子杂环化合物：
苯酚、脂肪酸
硫醇、硫醚、噻吩
吡咯、吡啶、喹啉、吲哚
胶质、沥青质
二、石油的组成、商品性质及分类
1.石油的组成
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2.石油的商品性质
馏分组成含硫量沥青质胶质
含蜡量固点凝粘度相对密度指标：
--148-2.35-20.722.633-63.50.8893任丘 P层
------3.418.130-12.30.8394川中油田
---6.40.260.1517.44.73-7-37.40.9037辽河 C区
21.85899.511.89.6513.82162.2*-0.9744江汉 W区
------22.68.3-15.5-12.90.8530玉门 L层
3518583.70.130.0112.62.04-50-19.230.8699克拉玛依
20.54.0974.810.136.2713.986.17-1225.5551.970.9174大港 M层
11.21.915.88.952.256.627.50-12157.5427.50.9547孤岛 G层
20979.55.50.473.118.317.93317.9537.690.8845胜利 T区
2814882.50.15-13.328.624-17.400.8753大庆 S区
< 300℃
/%
<
200℃
/%
初馏
点 (℃ )70℃50 ℃
馏分组成残碳
/%
含硫量
/%
沥青
质 /%
胶质
/%
含蜡
量 /%
凝固
点 / ℃
运动粘度
/(cm2/s)相对密度
D420
性质
原油
我国部分油田地面原油性质
10
世界部分油田地面原油性质
性质
原油
比重
(D
4
20
)
粘度
( 厘沱 )
凝固点
( ℃ )
含蜡量
(%)
胶质
(%)
沥青质
(%)
含硫量
(%)
残碳
(%)
哈西—迈乌得油田 ( 阿尔及利亚 ) 0.804 2.76(20 ℃ ) 45.56 2.40 0 0.03 0.13 0.83
基尔库克油田 ( 伊拉克 ) 0.844 4.61(20 ℃ ) -36 3.9 — 1.5 1.95 3.8
欣塔油田 ( 印尼 ) 0.855 23.7(50 ℃ ) 43.3 29.3 — 19.5 0.08 —
玻牟油田 ( 尼日利亚 ) 0.865 4.4(37.7 ℃ ) 17.78 5.1 — — 0.16 —
阿加贾里油田 ( 伊朗 ) 0.852 6.56(21 ℃ ) — 中等 — 0.60 1.42
帕那油田 ( 加拿大 ) 0.8388 — 10.0 — — — 0.29 1.76
东得克萨斯油田 ( 美国 ) 0.8315 3.4 厘泊 — — — — —
罗马什金诺油田Ⅱ 1 层 ( 苏联 ) 0.868 7.3(50 ℃ ) -28.89 4.3 — — 1.61 —
11
含硫量
胶质沥青质含量
含蜡量
多胶原油 >25％
8～ 25％胶质原油
3.石油的分类
少硫原油 <0.5%
>0.5%硫含原油
< 8％少胶原油
高含蜡原油 >2％
1～ 2％含蜡原油
< 1％少蜡原油
12
第二节 油气的相态
一、体系、相、组分、组成
体系, 指由一定种类和质量的物质所组成的整体。
相, 指体系或系统中具有相同成分、相同物理,化学
性质的均匀物质部分。
组分, 指混合物体系中的各个成分。
组成, 指混合物体系中各个成分或组分及其相对含量。
通常, 储层烃类一般有气、液、固三种相态；
储层, 储层烃类一般有气、液、气 — 液三种相态。
13
二、相图
某一个体系的相态是压力 (p)、温度 (T)和比容
(v)的函数：
相态方程
用来表示相态方程的图形。
油田开发中最常用的是,p— T相图。
),,( ?TpF ?
14
15
16
三、单、双、多组分相态特征
1.单组分体系的相态特征
单调曲线
三个区：
① 液相区
② 气相区
③ 气液两相区
极值点饱和蒸汽压线
泡点线
露点线
临界点
泡点
露点
17
临界点,体系中两相共存的压力和温点。
泡 点,开始从液相中分离出第一批气泡
时的压力、温度。
露 点,开始从气相中凝结出第一批液滴
时的压力、温度。
18
AC线上的点，也称饱和压力点
AC线上的点
泡点
露点
临界
点
C点，气液两相共存的最高压力、最高温度
点
三
点
液相中分离出气泡时压力、温度点组成的线
气相中凝结出液珠时压力、温度点组成的线
泡点线
露点线
饱和蒸汽压线 气液两相共存的压力、温度点组成的线一
线
液相区
气液两相区
气相区
AC线以上
AC线右下方
AC线上的点
油藏
气藏
油气藏
三
区
19
体系中两相共存的 最高压力 和 最高温度 点 。
指温度 (或压力 )一定时,开始从液相中分离出第
一批气泡时的压力 (或温度 )。
临界压力 (Pc) 临界温度 (Tc)
指温度 (或压力 )一定时,开始从气相中凝结出第
一批液滴时的压力 (或温度 )。
由泡点轨迹组成的线。
由露点轨迹组成的线。
露 点：
泡点：
临界点：
泡点线：
露点线：
20
C2H6
21
2.双组分体系的相态特征
开口环线
三 区
五 点
临界凝析
压力点
临界凝析
温度点
泡点线和露
点线相交
22
意义：
临界点,泡点线和露点线的 交汇点 。
使该体系的 气相 和 液相 的所有内
涵性质 (指与数量无关的性质 )如
密度、粘度、表面张力、化学电
位等 相同 的压力、温度点。
临界凝析
温度点：
临界凝析
压力点,指 气液 两相共存的最高 压力点。
指 气液 两相共存的最高 温度点。
23
24
双组分体系相图的特点：
1)任一双组分混合物的两相区都位于两纯组分
的饱和蒸气压曲线之间；
2)两组分的分配比例越接近,两相区面积越大；
3)两相区、临界点向占优势的组分的饱和蒸气压曲
线迁移；
4)双组分混合物的临界压力一般都高于各组分的临
界压力；混合物的临界温度都居于两纯组分的临界
温度之间；
5)两组分的分子量差别越大,临界点轨迹线所包
面积越大，两相区最高压力越高；
25
3.多组分体系的相态特征
未饱和油藏 饱和油藏 凝析气藏 纯气藏
过饱和油藏
反常凝析区
液相含量
最大点
等液量
四区
三线
六点
各类油气藏
的开发特点
26
PCT线包围的阴影部分
AC线，液相区与两相区的分界线
BC线，气相区与两相区的分界线
虚 线，线上的液相含量相等
AC线以上
BC线右下方
ACB线包围的区域
AC线上的点，也称饱和压力点
BC线上的点
C点，泡点线与露点线的交点
P点，两相共存的最高压力点
T点，两相共存的最高温度点
油藏
气藏
油气藏
凝析气藏
液相区
反常凝析区
气液两相区
气相区
泡点线
露点线
等液量线
泡点
露点
临界点
临界凝析压力点
临界凝析温度点
第二露点 气体在等温降压过程中出现的露点
三
线
四
区
六
点
27
各类油气藏的开发特点
J点 －油藏
液态 压力下降 泡点线 (饱和压力 ) 压力下降 气液两相
A点 －凝析气藏
气态
压力下降
气液两相
压力下降
气态
I点 －饱和油藏 液态
压力稍微下降
气液两相
F点 －气藏 气态 压力下降 气态
L点 －过饱和油藏 (带气顶的油藏 ) 气液两相
28
四、典型
油气藏相
态特征
29
30
CO2提高原油采收率相图变化
31
(3) 等液量线由在露点附近密集转变为在泡点线附近密集。
(1) 临界点从右向左转移,这一规律与双组分体系是一致的；
(2) 相图面积逐渐变小,油的两相区较开阔,气的两相区较狭窄；
认 识
从低收缩油、高收缩油、凝析气、湿气至干
气，油气混合物的相图有如下变化：
32
1.根据图 1.1.4试分析为什么在混相驱提高
采收率时，要选用二氧化碳和丙烷而很少选用
氮气和甲烷作混相剂？
2.相图分析对提高凝析气藏采收率有何重
要意义？
