黑油模型

黑油模型

黑油模型,又稱低揮髮油雙組分模型,是指描述含有非揮發組分的黑油和揮發性組分的原油溶解氣兩個系統在油藏中運動規律的數學模型。

基本假設

(1)油藏中的滲流為等溫滲流;

(2)油藏中最多只有油氣水三相,每一相的滲流均遵守達西定律;

(3) 油藏烴類只含有油氣兩個組分,油組分是指將地層原油在地面標準狀況下經歷分離後所殘存的液體,而其組分是指全部分離出來的天然氣。油藏狀況下油氣兩種組分可能形成油氣兩相,油組分完全存在於油相中,而氣組分則可以以自由氣的形式存在於氣相內,也可以以溶解氣的方式存在於油相中,所以地層中油相應為油組分和氣組分的某種組合。常規黑油模型一般不考慮油組分向氣組分的揮發過程;

(4) 油藏中氣體的溶解和逸出是瞬間完成的,即認為油藏中油氣兩相瞬時地達到相平衡狀態;

(5)油水之間不互溶;

(6)由於天然氣在水中溶解度很小,可以認為它不溶於水。

油氣水三相滲流基本微分方程

對於黑油模型, 可以有三相: 油相、水相和氣相, 可以存在三個組分: “ 油組分”、“水組分” 和“氣組分”。它們之間質量交換的特點: 氣水之間沒有質量交換; 油水之間沒有質量交換; 油氣之間只有一種形式的質量交換, 即氣組分可以從油相中分離和溶解, 但油組分不能汽化或揮發進入氣相, 氣組分也不能凝析成為油相。以上三點通常稱為黑油模型的簡化假設條件。黑油在儲層中的流動遵循以下滲流方程。

油氣水三相滲流基本微分方程:

黑油模型 黑油模型

油相:

黑油模型 黑油模型

氣相:

黑油模型 黑油模型

水相:

油水兩相滲流基本微分方程:

黑油模型 黑油模型

油相:

黑油模型 黑油模型

水相:

注意:

1、式中的產量項是以質量計的單位時間內單位地層體積的產出(注入)量;

2、ρ=ρ+ρ,地面油的相對密度為地面油與溶解氣相對密度之和。

3、γ=γ+γ γ=ρ γ=ρg

黑油只是為了而假設的一系列情況下的油藏模型。這種模型不是指“石油”本身在物理性質和化學性質上有什麼不同,而是指“油”在滲流規律和與油藏其它性質上的不同。它只是通過物理、數學的手段人造的一個模型,便於進行油藏的模擬開發。

模型中烴類系統可用兩組分描述:⑴非揮發組分(黑油);⑵揮發組分,即溶於油中的氣。黑油模型也稱低揮髮油雙組分模型。

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