Phase Behavior of Petroleum Reservoir Fluids pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Pedersen, Karen Schou/ Christensen, Peter L.

出品人:

页数:422

译者:

出版时间:2006-10

价格:$ 237.24

装帧:HRD

isbn号码:9780824706944

丛书系列:

图书标签:

物理学
物理
石油储层流体
相行为
PVT分析
油藏工程
石油工程
热力学
流体性质
相平衡
油气藏
原油

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具体描述

Understanding the phase behavior of the various fluids present in a petroleum reservoir is essential for achieving optimal design and cost-effective operations in a petroleum processing plant. Taking advantage of the authors' experience in petroleum processing under challenging conditions, Phase Behavior of Petroleum Reservoir Fluids introduces industry-standard methods for modeling the phase behavior of petroleum reservoir fluids at various stages in the process. Keeping mathematics to a minimum, the book discusses sampling, characterization, compositional analyses, and equations of state used to simulate various pressure-volume-temperature (PVT) properties of reservoir fluids. The coverage of phase behavior at reservoir conditions includes simulating minimum miscibility pressures and compositional variations depending on depth and temperature gradients. Developed in conjunction with several oil companies using experimental data for real reservoir fluids, the authors present new models for the characterization of heavy undefined hydrocarbons, transport properties, and solids precipitation. An up-to-date overview of recently developed methods for modern petroleum processing, Phase Behavior of Petroleum Reservoir Fluids presents a streamlined approach for more accurate analyses and better predictions of fluid behavior under variable reservoir conditions.

复杂流体相态与地球科学应用图书名称：复杂流体相态与地球科学应用引言本书深入探讨了在极端条件下流体行为的复杂性，重点关注了那些在地球科学、能源勘探以及材料科学等领域具有重要意义的体系。我们旨在提供一个全面、严谨的框架，用以理解和预测多组分、非理想流体在不同温度、压力和组分变化下的相变规律。本书内容涵盖了从基础热力学原理到先进的实验技术与计算模拟方法的各个层面，旨在为研究人员、工程师和高级学生提供一个坚实的技术基础。第一部分：热力学基础与相平衡理论本书的第一部分奠定了理解复杂流体行为所需的热力学基础。我们首先回顾了经典的热力学定律，并将其应用于多相系统的平衡条件。核心内容集中于吉布斯自由能最小化原理，这是推导相平衡关系的基础。 1.1 理想与非理想溶液理论本章详细阐述了理想混合物假设的局限性，并系统地介绍了描述真实流体混合物非理想性的关键概念，如逸度（Fugacity）和活性系数（Activity Coefficient）。我们将探讨范德华（van der Waals）方程、Redlich-Kwong（RK）以及Peng-Robinson（PR）等经典状态方程（EOS）的原理、应用范围及其在预测临界点和汽液平衡（VLE）方面的优势与不足。特别地，我们将深入分析如何通过精确的混合规则（Mixing Rules）来校准这些方程，以适应复杂的分子间相互作用。 1.2 相平衡的计算方法相平衡计算是复杂流体研究的核心。本章聚焦于多种迭代算法，用以求解多相体系中的平衡方程。这包括闪蒸计算（Flash Calculation）的数学结构，以及如何处理稳健性问题，例如多重平衡点的识别与收敛策略。我们也将介绍溶液热力学模型，如NRTL（Non-Random Two-Liquid）和UNIQUAC，这些模型在处理包含极性组分或高分子组分的体系中尤为重要。 1.3 临界现象与超临界流体流体性质在接近临界点时会发生剧烈变化，这对于流体在储层中的迁移和采收至关重要。本章深入研究了临界点的定义、二元和多元系统的临界曲线的拓扑结构。超临界流体（SCF）因其独特的溶解能力和传质特性，在萃取和分离过程中具有巨大潜力。我们将分析其输运性质（如扩散系数和粘度）如何随状态变量变化，并探讨其在复杂多孔介质中的流动特性。第二部分：特定复杂流体体系的深入分析本书的第二部分将这些理论应用于地球科学和工业中遇到的特定流体系统，强调了它们的独特性质和挑战。 2.1 复杂烃类混合物：原油与天然气原油和天然气是典型的多组分、高压力系统。本章首先从组分表征的角度入手，讨论如何通过实际的实验数据（如蒸馏曲线、密度测量）来构建精确的假组分（Pseudo-components）模型，这是应用状态方程模拟原油行为的前提。随后，我们将详细分析原油在降压过程中的复杂多相行为，包括气析（Gas-out）、蜡析（Waxing）和沥青质沉淀（Asphaltene Precipitation）的机理。对于天然气，我们将侧重于水合物的形成（Hydrate Formation）——这是一种在低温高压下烃类与水分子形成的笼形结构晶体，对管道输送构成严重威胁。 2.2 溶解气体与多相驱替过程在油气藏开采过程中，注入的气体（如CO2、N2或天然气）与地层原油的相互作用决定了采收效率。本章分析了气体驱替过程中的相容性问题，包括单相混相区（Miscible Zone）的形成条件，这要求注入气体与原油在特定条件下能完全互溶。我们将结合相平衡数据，解释“粘滞抛射”（Viscous Fingering）和“高压气窜”（Gas Channeling）等宏观现象背后的微观相态机制。 2.3 溶液中的非烃组分：酸性气体与盐水油气田伴生气体中常见的H2S和CO2是酸性气体，它们与水和烃类形成复杂的体系。本章探讨了酸性气体在油水体系中的溶解度，特别是它们对腐蚀和设备性能的影响。此外，高矿化度（盐度）地层水（Brine）的存在极大地改变了烃类的分配系数。我们将使用专门的热力学模型来描述盐水对烃类溶解度的抑制效应（Salting-out Effect）以及盐在高温高压下对水相密度的影响。第三部分：先进的实验技术与数值模拟理解复杂流体的关键在于精确的测量和可靠的预测工具。第三部分侧重于现代实验室技术和计算方法的应用。 3.1 关键实验技术本章介绍了用于确定相平衡数据的尖端实验设备。我们将讨论高精度体积法（PVT Cell）的使用，如何准确测量饱和压力、泡点和露点。此外，对于粘度和密度等输运性质的测量，也将详细介绍毛细管法、振动式密度计和旋转粘度计在高温高压环境下的操作规程和数据校准。 3.2 计算流体力学与分子模拟在预测极端条件下的流体行为时，计算模拟扮演了不可或缺的角色。我们将介绍如何将状态方程（如PR/RK）耦合到流体流动模拟器中，以预测大规模储层中的动态过程。更进一步，本书探讨了分子模拟方法，特别是蒙特卡洛（Monte Carlo）和分子动力学（Molecular Dynamics, MD）模拟，如何用于理解分子层面的相互作用，并为宏观状态方程提供参数。我们将重点讨论如何利用这些技术预测界面张力以及在纳米孔隙尺度上的毛管力。结论与展望本书总结了复杂流体相态研究的当前状态，并指出了未来研究的挑战，包括对超高压、超高温环境中流体行为的更深入理解，以及在碳捕集与封存（CCS）技术中，CO2与地层流体的长期相容性预测。我们相信，对这些复杂体系的精确建模和预测，是实现高效能源开发和可持续环境管理的基础。