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凝析气藏

/condensate gas reservoir/
条目作者陈冬霞

陈冬霞

最后更新 2022-11-29
浏览 173
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在地下以气相存在,采至地面后由于温度、压力的降低分离为油、气两相的油气藏。

英文名称
condensate gas reservoir
所属学科
地质学/地质资源与地质工程

在地下深处高温高压条件下的烃类气体,经采到地面后,由于温度和压力降低,会凝结出液态石油,这种液态的轻质油称为凝析油。凝析气藏是介于油藏与气藏之间的一种气藏。而常规油藏乃至轻质油藏在地下以油相存在,虽然其中含有气,但这种伴生气在地下常溶解于油,成为单一油相。一般气藏(湿气藏、干气藏)在开采过程中很少产凝析油。

在一定温度、压力范围内,任一物系内等温加压引起凝结,而等温减压导致蒸发;超越此范围会出现逆蒸发和反凝结现象,物系的等温减压引起凝结,等温加压导致蒸发。凝析气藏中的油气就是后一种物系,即液态的油在地下高温高压条件下反而蒸发为气体,而当压力降低以后又凝结为液态的油。因此,在产层中具有逆蒸发现象的气藏和油藏的含气部分就是凝析气藏。气体开始液化时对应的压力称为露点压力,气体完全液化时对应的压力称为泡点压力。

凝析气藏的烃类体系称为凝析油气体系。凝析油气体系的特点包括:①具有高的气油比,原始气油比一般不低于600~800立方米/立方米。②凝析油气体系中富含轻烃组分,这是凝析气藏形成的物质基础。

液体能维持液相的最高温度,称为该物质的临界温度。高于临界温度时,不论压力多大,都不能凝为液体。在临界温度时该物质气体液化所需的最低压力,称为临界压力。临界温度和临界压力通过分析物系的压力-体积-温度(PVT)关系曲线反映(见图1)。在PVT关系曲线上,K点的温度、压力为临界温度和临界压力,因此,将K点称为临界点。K点以上的P-V曲线不出现气-液共存的情况。

图1 丙烷的PVT关系曲线(K为临界凝结温度,B和B'为泡点,A和A'为露点,虚线左侧代表泡点压力曲线,右侧代表露点压力曲线)图1 丙烷的PVT关系曲线(K为临界凝结温度,B和B'为泡点,A和A'为露点,虚线左侧代表泡点压力曲线,右侧代表露点压力曲线)

在地层埋藏较浅、地层温度低于临界温度时,物系的相态变化符合正常的凝结和蒸发规律。如图2中,在25℃时,随着压力加大,物系中凝结的液体逐渐增多,至压力超过18兆帕(C1点)时,物系就全部凝结为液体。在这种情况下不可能形成凝析气藏。而当地层埋藏较深、地层温度介于临界温度(K)与临界凝结温度(K1)之间的情况下,物系的相态变化就比较复杂。例如,在图2所示82.5℃时,低压下物系呈双相状态,但以气相为主,物系中液体所占体积小于5%~10%;随着压力加大,凝结的液体逐渐增多;当压力增至15.5兆帕(B2点)时,凝结的液体数量最多,占物系总体积的10%;如果压力继续增加,凝结的液体反而气化,液体的数量逐渐减少;至压力增达18.7兆帕(B1点)时,凝析物就全部转化为气态了。对82.5℃时的这个物系而言,在低于15.5兆帕时属正常的凝结和蒸发,而在高于15.5兆帕时则属逆凝结和逆蒸发的范畴。在地层埋藏较深,地层温度介于某种烃类物系的临界温度与临界凝结温度之间,地层压力超过露点压力(如图2中的B1点)时,这种烃类就可以形成凝析气藏。临界温度和临界凝结温度两个特征点和两条特征曲线把图2所示的相图划分为四个区域:当物系处于A区时,物系的温度高于临界凝结温度,此时形成纯气藏,A区又称为纯气相区;当物系处于B区时,物系的温度介于临界温度和临界凝结温度之间,物系的压力高于该温度下的露点压力,此时形成凝析气藏,B区称为凝析气相区;当物系处于C区时,物系的温度低于临界温度,物系的压力高于该温度下的泡点压力(C1),此时形成纯油藏,C区称为纯液相区;当物系处于泡点线与露点线包围的D区时,形成油气藏,D区称为气液两相区。

图2 多族分烃类物系的相图图2 多族分烃类物系的相图

从凝析气藏相态特征的分析可以看出,凝析气藏的形成必须具备两个条件:①在烃类物系中气体数量比液体数量多。②地层埋藏较深,地层温度介于烃类物系的临界温度与临界凝结温度之间,地层压力超过该温度时的露点压力。

由于形成条件特殊,凝析气藏在地壳中的分布有一定范围限制。凝析气藏多分布在地下3000~4000米或更深处。例如,法国拉克气田是在3500~4000米深的石灰岩和白云岩中,发现了可采储量达2000×108立方米的巨大气藏,气体中凝析物含量很高,却未发现液态石油。

  • 柳广弟.石油地质学 . 4版.北京:石油工业出版社,2009.

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