溶气原油体积系数、密度的预测模型
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|Nor-begs 模型既不适用于含有 CO2 成分的天然气，也不适用于纯甲烷。 另外，上述模型都是根据海洋原油物性参数建立的经验模型，对我国陆相原油适用性较差。 本研究拟基于实验数据从理论上探讨原油的溶气过程，建立溶气原油体积系数和密度的理论预测模型。 在地层温度和压力条件下，地表原油的V0体积加上其中溶解的气体所占的体积为V2。 定义地层原油的体积系数一般规定表面温度为20℃，压力为101.kPa。 地层条件和地表条件存在温差，这种温差会给原油带来体积变化。 假设一定量的未溶解原油在一定温度下的体积为V1。 V1与其在地温V0下的体积之比。 脱气后地层条件下的原油体积相对于地面体积的增加来自两个方面。 一方面是由于温度的升高和体积膨胀(!Vz；另一方面是由于气体溶解引起的体积膨胀。整个过程的状态变化可以分为两个步骤描述（1726（2003）0606 接收日期： 基金项目：国家重点基础研究发展规划项目（） 作者简介：薛海涛（1975年，男，博士生，石油地球化学专业。邮箱：No. 32Vol.32, 2003., 2003 地球化学 20 与表观液态“摩尔体积” 原油从地表状态到地层状态的体积变化示意图 Fi.注：带!的数据是通过具体换算得到的液体的重力。
该液体的比重为15.20原油密度，代表20℃时的密度。 根据文献[15相对分子质量液体比重甲烷16.04353.42乙烷30.07088.47丙烷44.09788.11正丁烷58..42异丁烷58..42异戊烷72..43正戊烷72...01053。 .01334..07643.18 假设一定量的原油，其质量为m0，地面体积为V0。 根据公式（为了计算!Vp，引入了气体表观液体密度的概念。气体表观液体密度是一种假设密度，即假设溶解在原油中的气体具有液体性质这种液态气体的密度称为气体的表观液体密度。假设在一定温度下，溶解在一定量原油中的气体的质量为，则该气体的表观液体体积为。由此，得到气体的表观液体密度，则其表观液体摩尔体积（地温条件）是一个与气体种类有关的常数，根据文献报道的数据14,15，表观液体密度和液体摩尔体积天然气各主要成分如表1所示。假设溶解在原油中的气体物质的量为，且溶解在油相中的气体与油相具有相同的温度系数，则温度的理论模型为单组分气体溶解在原油中时的体积系数。 式中，V2，量纲为mol。 从上式可以看出，B是温度的表达式，可以计算出溶解气原油的体积系数。 该计算将在另一篇文章中讨论。
假设混合气体中存在一种组分，并且组分之间不存在相互作用。 各气体成分的溶解对油相体积增加的贡献为：!Vp1，!Vp2，...，!VpI； 油相中各气体成分的量为； 各组分的表观液体摩尔体积为Vm1、Vm2。 假设原油由于温度变化而产生的体积变化为!Vt!VpV0!VpV0!Vp1V0!Vp2V0!VpIV0。 多元气体溶解时原油的体积系数。 气油比、摩尔溶解度、体积系数与密度的关系为：解Ci'11D可得到'12D，即用多种组分的溶解度表示的体积系数。 当地层压力大于饱和压力时，体积系数略小于饱和压力下的体积系数。 目前广泛使用的修正公式可以在文献中找到150℃范围内原油的温度系数测量，并根据数据拟合温度系数和温度。 假设地面条件下原油的密度为。 当在一定温度和压力条件下，mg气体溶解到m0原油中达到饱和时，饱和压力为p，饱和原油相应的密度为 当原油体积从地面条件下的V0变为V2时，则饱和原油的密度可以表示为 m 是气体的质量浓度（14D 被改写为因为 Cm15D 可以改写为气体的摩尔质量，0 是脱气的地面原油的密度。
将体积系数（9D）的表达式代入公式（16D，则上式17D可推导出为单组分气体溶解在原油中时饱和压力下原油密度的理论计算公式说明了地层原油的密度和气体的溶解度，温度与气体的种类有关，只要已知气体的溶解度和温度，原则上可以求出溶解气原油的密度计算得出，多组分气体的情况可以用与单组分类似的方法推导，假设各组分溶解在原油中，气体质量分别为，...,'M1C2'M2CI'MICi'Mi18D 代入公式(12D代入上式可得'Ci''Ci'Mi19D 假设一定量的地面原油体积为V0，让它在一定的温度和压力条件下在地层饱和气体中运行，然后在地下完全脱气状况。 假设释放气体的体积为Vg，则定义气油比为RS20D。 因为标准状态下1mol气体的体积为，所以代入公式((cm22D)。这就是单组分气体溶液中混合气体溶解时气油比与摩尔溶解度的关系假设混合气体溶解在原油中时各组分之间不存在相互作用。