油层物理1-2 第二节 油气体系中的分离及溶解.pptVIP

第二节 油气体系中的分离与溶解 一、天然气从原油中的分离 1. 接触分离(flash vaporization) 使油藏烃类体系从油藏压力和温度状态瞬时变到某一特定压力和温度状态，实现油气分离，并迅速达到相平衡的过程。 接触分离，又称一次脱气，或闪蒸分离。 1. 接触分离示意图 泡点(bubble point) 开始从液相分离出第一个气泡的气液共存态。 泡点压力(bubble point pressure) 在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一个气泡的压力。 露点(dew point) 开始从气相中凝结出第一滴液滴的气液共存态。 露点压力(dew point pressure) 在温度一定的情况下，开始从气相中凝结出第一滴液滴的压力。 临界点(critical point) 在临界状态下，共存的气、液相所有内涵性质相等。 1. 接触分离 特点： 一次性连续降压，一次性脱气； 体系总组成不变，油气两相始终保持接触。 结果： 脱出气量多，油量少，测出的气油比(GOR＝Vg／Vo)高，气体比重大（含C2-C5多） 脱气的p-V 关系为两相交的直线段，交点为气液开始分离的初始点，即体系的泡点(p 泡) 一、天然气从原油中的分离 2、微分分离/脱气 (differential separation/liberation) 微分分离：等温降压过程中，不断使分出的天然气从体系中排出，保持体系始终处于泡点状态的分离方式。 特点： 气油分离在瞬间完成 气油两相接触极短； 组成不断变化。 一、天然气从原油中的分离 一、天然气从原油中的分离 1、溶解度(solubility)和溶解系数(solubility coefficient) (1)溶解度Rs Solubility：一定p、T下，单位地面体积的某种原油能够溶解的气量在标态下的体积。 (2)溶解系数α（solubility coefficient） α：温度一定时，每增加单位压力时，单位体积液体中溶解气量的增加值。m3/(m3.Mpa) 2、影响Rs大小的因素：（p、T、分离工艺和组成） (1)p的影响 ①亨利定律 Henry’s law：在温度一定时，某一单组分气体在液体中的溶解度与压力成正比。 适用范围：单组分气体、稀溶液 (1)天然气是多组分混合气体； (2)石油也非稀溶液； 因此，天然气在石油中的溶解不符合亨利定律。 (1)压力的影响 温度一定时，在低压下，溶解系数较大的重烃组分和易溶的非烃组分溶解到石油中，因而曲线陡峭； 随压力的增加，重烃组分基本溶解完毕，只有溶解系数小的轻烃组分继续溶解到石油中，因而曲线变为直线； 当压力达到泡点压力时，天然气全部溶解到石油中，曲线变为水平线。 (2) 温度的影响 当压力一定时，随温度的增加，溶解度降低 天然气密度↑→溶解度↑ -干气Rs＜湿气Rs -单组分气体溶解度大小为： C3C2CO2C1N2 体系饱和压力pb＝p 泡 (实验测体系pb 的依据) 3、级次/多级脱气 (multistage separation) 级次脱气：在脱气过程中，分几次降低压力，直至降到最后的指定压力为止。而每次降低压力时分离出来的气体都及时地从油气体系中放出。 特点： 分次降压，分次脱气； 每次脱气类似于一次独立的闪蒸分离； 脱气过程中体系组成要发生变化。 结果： 脱出气量比一次脱气少，油量比一次脱气多，测出的气油比小，气体比重小。 气油比GOR＝Vg／Vo 式中Vo为最后一次脱气后的油体积（标）Vg=∑Vgi（标） 结论： 级次脱气比闪蒸分离得到的气更干，气量更少； 级次脱气比闪蒸分离得到的油更轻，油量更多。 4、闪蒸分离和级次脱气对比 小 多 小（干） 少 小 变化 多次 级次脱气 大 少 大（湿） 多 大 不变 一次 闪蒸分离 密度 油量 密度 气量 脱出油 脱出气 汽油比 体系组成 方式 方法 二、天然气向原油中溶解 ★溶解度反映某种液体溶解了多少某种气体。 α与单组分气体性质有关； ★α反映某种液体溶解某种气体的能力。 气体分子量↑→α↑→Rs↑ 二、天然气向原油中溶解 内因 外因 (3)体系组成(composition)的影响 ①气组成的影响 ②原油组成的影响 原油密度越大天然气溶解度越小 -重油中的Rs＜轻油中的Rs 天然气在原油中的溶解规律：★ 油越轻，气越重，天然气的Rs 越大； 体系温度越低，天然气的Rs 越大； 体系压力越高，天然气的Rs 越大。