ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----------------
NGUYỄN THẾ DUY
XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG XỬ PHA CHO MỎ KHÍ
CONDENSAT–ỨNG DỤNG DỰ BÁO KHAI THÁC CHO MỎ
KHÍ HỪNG ĐÔNG, BỒN TRŨNG CỬU LONG
Chuyên ngành: Địa chất dầu khí ứng dụng
Mã số học viên: 09360599
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2012
Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa-ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : ......................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 1 : ...........................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 2 : ...........................................................................
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày . . . . . tháng . . . . năm . . . . .
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. ................................................................
2. ................................................................
i
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trước khi có thể sử dụng mô hình thủy động lực để dự báo khai thác và đánh giá
các yếu tố có thể tác động đến quá trình khai thác của một mỏ mới, các nghiên cứu chi
tiết về các mặt đặc tính đá chứa và đặc tính của chất lưu trong đá chứa, phải được tiến
hành một cách cẩn thận. Trong đó việc nghiên cứu các đặc tính chất lưu sẽ cho cái nhìn
tổng quan về sự biến đổi giữa các pha hay còn gọi là ứng xử pha trong cùng một chất
lưu, là yếu tố đầu vào rất quan trọng đặc biệt là trong các vỉa khí condensat. Nếu không
nghiên cứu đầy đủ và cẩn thận cũng như không mô phỏng lại được các ứng xử pha theo
sự biến đổi áp suất và nhiệt độ thì sẽ không đánh giá được hết các rủi ro do sự tách pha
lỏng cũng như động thái của mỏ khí condensat do sự suy giảm áp suất trong quá trình
khai khác.
Vì thế luận văn này được thực hiện với mục đích tìm hiểu cơ sở lý thuyết, từ đó
ứng dụng vào thực tiễn xây dựng mô hình ứng xử pha bằng phương trình trạng thái phù
hợp cho đối tượng khí condensat cụ thể. Trong đó quy trình xây dựng mô hình ứng xử
pha tổng quát được trình bày tại Chương 2 của luận văn. Quy trình cụ thể được áp dụng
có chọn lọc và nêu lên quan điểm cá nhân được nêu lên trong Chương 3, khi áp dụng
vào thực tiễn để xây dựng mô hình ứng xử pha cho mỏ khí condensat Hừng Đông. Kết
quả mô phỏng các ứng xử pha bằng phương trình trạng thái sau khi đã được hiểu chỉnh
và đạt độ tin cậy sẽ được ứng dụng vào mô hình thủy động lực đặc tính dầu cải tiến để
dự báo khai thác và đánh giá các yếu tố có thể ảnh hưởng đến quá trình khai thác được
nêu lên trong Chương 4 của luận văn.
Ý nghĩa thực tiễn của luận văn là đã nêu lên được quy trình xây dựng mô hình
ứng xử pha áp dụng cho khí condensat (có sự hỗ trợ của phần mềm thương mại PVTi
của Schlumberger), từ cách kiểm tra thông số đầu vào, lựa chọn các thông số hiệu
chỉnh, cách đánh giá trọng số các thông số hiệu chỉnh, thứ tự hiệu chỉnh… Đồng thời
khi ứng dụng kết quả mô phỏng các ứng xử pha vào mô hình thủy động lực tập F mỏ
khí condensat Hừng Đông, sau khi đã hiệu chỉnh phù hợp với số liệu thử vỉa DST, để
1.1.2.2 Hệ hai cấu tử ....................................................................................... 3
1.1.2.3 Hệ đa cấu tử ........................................................................................ 5
1.2 Đặc trưng cơ bản của khí condensat........................................................................ 8
1.2.1 Tính chất cơ bản của khí condensat ............................................................... 8
1.2.2 Đặc trưng dòng chảy của khí condensat ....................................................... 10
1.2.2.1 Ứng xử và trạng thái cân bằng pha ................................................... 10
1.2.2.2 Sự thay đổi ứng xử pha trong quá trình khai thác ............................ 11
1.2.2.3 Ứng xử dòng chảy khí condensat lân cận giếng khoan .................... 12
1.2.2.4 Hiện tượng tích tụ condensat vùng cận đáy giếng ............................ 14
1.3 Các phương pháp lấy mẫu và các thí nghiệm phân tích PVT ............................... 15
1.3.1 Các phương pháp lấy mẫu chất lưu .............................................................. 15
1.3.1.1 Phương pháp lấy mẫu đáy giếng ...................................................... 16
1.3.1.2 Phương pháp lấy mẫu bề mặt ........................................................... 17
1.3.2 Các thí nghiệm phân tích PVT của khí condensat ....................................... 18
1.3.2.1 Thí nghiệm CCE ............................................................................... 18
1.3.2.2 Thí nghiệm CVD .............................................................................. 20
iv
1.4 Tính toán cân bằng pha và phương trình trạng thái .............................................. 21
1.4.1 Tính toán cân bằng pha ................................................................................ 21
1.4.1.1 Tỷ số cân bằng pha Ki ...................................................................... 21
1.4.1.2 Tính toán cân bằng hai pha ............................................................... 22
1.4.1.3 Tính toán tỷ số cân bằng pha cho các thành phần nặng ................... 24
1.4.2 Phương trình trạng thái ................................................................................. 25
1.4.2.1 Phương trình trạng thái Van der Waals ............................................ 26
1.4.2.2 Phương trình trạng thái Redlich-Kwong (RK): ................................ 30
1.4.2.3 Phương trình trạng thái Soave-Redlich-Kwong (SRK) .................... 31
1.4.2.4 Phương trình trạng thái Peng-Robinson (PR) ................................... 35
1.4.3 Ứng dụng của phương trình trạng thái ......................................................... 38
3.3 Mô phỏng thí nghiệm bằng phương trình trạng thái ............................................. 62
3.3.1 Kết quả mô phỏng trước khi hiệu chỉnh ....................................................... 63
3.3.2 Kết quả mô phỏng sau khi hiệu chỉnh .......................................................... 67
3.3.2.1 Lựa chọn các thông số hiệu chỉnh trong phương trình trạng thái..... 67
3.3.2.2 Các bước hiệu chỉnh thông số trong phương trình trạng thái ........... 68
3.3.2.3 Kết quả quá trình mô phỏng thí nghiệm PVT bằng phương trình
trạng thái sau khi đã hiệu chỉnh...................................................................................... 70
3.3.3 Đánh giá kết quả mô phỏng .......................................................................... 74
vi
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ỨNG XỬ PHA ĐỂ DỰ BÁO KHAI THÁC
CHO MỎ KHÍ CONDENSAT HỪNG ĐÔNG ............................................................. 77
4.1 Tổng quan về đối tượng nghiên cứu...................................................................... 77
4.1.1 Lịch sử thăm dò và thẩm lượng .................................................................... 77
4.1.1.1 Vị trí mỏ khí condensat Hừng Đông ................................................ 77
4.1.1.2 Lịch sử thăm dò và thẩm lượng ........................................................ 78
4.1.2 Sơ lược đặc điểm địa tầng khu vực mỏ khí condensat Hừng Đông ............. 79
4.1.3 Trữ lượng khí tại chỗ tập F mỏ khí Hừng Đông .......................................... 82
4.2 Mô hình thủy động lực mỏ khí Hừng Đông .......................................................... 83
4.2.1 Tính chất đá chứa và chất lưu vỉa ................................................................. 83
4.2.1.1 Tính chất đá chứa.............................................................................. 83
4.2.1.2 Tính chất chất lưu vỉa ....................................................................... 86
4.2.2 Mô hình thủy động lực ................................................................................. 91
4.2.2.1 Mô hình địa chất ............................................................................... 91
4.2.2.2 Mô hình thủy động lực ..................................................................... 94
4.2.3 Kết quả bài toán mô phỏng........................................................................... 97
4.2.3.1 Hiệu chỉnh giá trị trữ lượng khí tại chỗ ban đầu............................... 97
4.2.3.2 Hiệu chỉnh mô hình phù hợp với dữ liệu thử vỉa tại giếng HD-1X
Hình 1.21 Biểu đồ minh họa giá trị hiệu chỉnh hệ số..................................................... 25
viii
Hình 1.22 Biểu đồ pha hệ đơn cấu tử trong mối tương quan Áp suất-Thể tích ............. 28
Hình 1.23 Sơ đồ quy trình tính tỷ số cân bằng pha Ki ................................................... 38
Hình 2.1 Quy trình xây dựng mô hình ứng xử pha ........................................................ 46
Hình 2.2 biểu đồ Đề-cát-Logarit giữa tỷ lệ thành phần với khối lượng phân tử ........... 48
Hình 2-3 Biểu đồ thực hiện mô phỏng thí nghiệm CVD bằng phương trình trạng thái 51
Hình 3.1 biểu đồ Đề-cát-Logarit giữa tỷ lệ thành phần nặng với khối lượng phân tử... 57
Hình 3.2 Cơ sở dữ liệu về tổng thành phần của khí condensat tại giếng HD-3X .......... 59
Hình 3.3 Cơ sở dữ liệu về thí nghiệm CVD mẫu chất lưu đáy giếng HD-3X ............... 60
Hình 3.4 Cơ sở dữ liệu về thí nghiệm CCE mẫu chất lưu đáy giếng HD-3X................ 60
Hình 3.5 Cơ sở dữ liệu về thí nghiệm xác định áp suất điểm sương ............................. 61
Hình 3.6 Lựa chọn phương trình trạng thái và phương pháp hiệu chỉnh độ nhớt ......... 62
Hình 3.7 Độ bão hòa pha lỏng trong thí nghiệm CCE chưa hiệu chỉnh ........................ 63
Hình 3.8 Thể tích tương đối trong thí nghiệm CCE chưa hiệu chỉnh ............................ 63
Hình 3.9 Giá trị hệ số nén pha khí trong thí nghiệm CCE chưa hiệu chỉnh .................. 64
Hình 3.10 Khối lượng riêng pha khí trong thí nghiệm CCE chưa hiệu chỉnh ............... 64
Hình 3.11 Độ bão hòa pha lỏng trong thí nghiệm CVD chưa hiệu chỉnh ...................... 64
Hình 3.12 Giá trị hệ số nén pha khí trong thí nghiệm CVD chưa hiệu chỉnh................ 65
Hình 3.13 Giá trị hệ số nén hai pha trong thí nghiệm CVD chưa hiệu chỉnh ................ 65
Hình 3.14 Khối lượng riêng pha khí trong thí nghiệm CVD chưa hiệu chỉnh .............. 65
Hình 3.15 Lựa chọn các thông số hồi quy trong phần mềm PVTi ................................ 67
Hình 3.16 Định nghĩa các thành phần nặng bằng phương pháp nhóm .......................... 68
Hình 3.17 Bảng phân tích độ nhạy từng thông số theo ma trận Hessian ....................... 69
Hình 3.18 Các thông số được lựa chọn để tiến hành hồi quy ........................................ 70
ix
Hình 4.16 Lựa chọn thông số PVT cho mô hình thủy động .......................................... 96
Hình 4.17 Bản đồ phân chia các khu vực chính của mỏ khí Hừng Đông ...................... 97
Hình 4.18 Mô hình thủy động cục bộ khu vực giếng HD-1X ....................................... 98
Hình 4.19 Kết quả phù hợp giá trị lịch sử trước khi hiệu chỉnh mô hình ...................... 99
Hình 4.20 Kết quả phù hợp giá trị lịch sử cuối cùng sau khi hiệu chỉnh mô hình....... 100
Hình 4.21 Mô hình thủy động cục bộ khu vực giếng HD-3X ..................................... 100
Hình 4.22 Kết quả phù hợp giá trị lịch sử trước khi hiệu chỉnh mô hình .................... 101
Hình 4.23 Kết quả phù hợp giá trị lịch sử cuối cùng sau khi hiệu chỉnh mô hình....... 102
Hình 4.24 So sánh kết quả mô hình toàn cục và mô hình cục bộ ................................ 103
Hình 4.25 Bản đồ phân bố giếng khai thác trong trường hợp có 30 giếng khai thác .. 104
Hình 4.26 So sánh kết quả dự báo các mô hình 30, 23 và 20 giếng khai thác ............. 104
Hình 4.27 Bản đồ phân bố giếng khai thác trong trường hợp có 23 giếng khai thác .. 105
Hình 4.28 kết quả so sánh hai chế độ khai thác cùng thời điểm và từng giai đoạn ..... 106
Hình 4.29 Kết quả các phương án khai thác có tính tới yếu tố không chắc chắn về độ
thấm .............................................................................................................................. 107
Hình 4.30 Kết quả các phương án khai thác có tính tới yếu tố không chắc chắn về độ
liên thông ...................................................................................................................... 108
xi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Thành phần và tính chất vật lý cơ bản của các chất lưu Dầu-Khí (Wall, 1982)
.......................................................................................................................................... 9
Bảng 2.1 Thành phần hỗn hợp sau khi nhóm các thành phần nặng ............................... 55
Bảng 2.2 Ví dụ về quy trình nhóm và hồi quy theo Whitson và Brule .......................... 55
Bảng 2.3 Các thông số hồi quy của từng thành phần ..................................................... 56
Bảng 3.1 So sánh kết quả thí nghiệm CCE chưa hiệu chỉnh với số liệu thực nghiệm .. 66
Bảng 3.2 So sánh kết quả thí nghiệm CVD chưa hiệu chỉnh với số liệu thực nghiệm .. 66
Bảng 3.3 Bảng tiêu chuẩn đánh giá chất lượng hiệu chỉnh của ConocoPhillips ........... 70
C = hệ số nén đẳng nhiệt của chất lưu đơn pha.
f i L = độ dễ bay hơi của thành phần thứ i trong pha lỏng.
f i v = độ dễ bay hơi của thành phần thứ i trong pha khí
kij = hệ số tương quan nhị phân.
Ki = tỷ số cân bằng pha
Kw = hệ số Watson.
M = khối lượng phân tử.
n = số mol của hỗn hợp.
nL = số mol của pha lỏng.
nv = số mol của pha khí.
xiii
pd = áp suất điểm đọng sương.
pb = áp suất điểm bọt khí.
R = hằng số khí (hằng số vũ trụ).
Tb = nhiệt độ điểm sôi.
Tc = nhiệt độ tới hạn.
VL = thể tích của pha lỏng.
Vrel = thể tích tương đối.
Vsat = thể tích tại áp suất bão hòa.
xi = tỷ lệ mol của thành phần thứ i trong pha lỏng.
yi = tỷ lệ mol của thành phần thứ i trong pha khí.
zi = tỷ số mol của thành phần thứ i trong hỗn hợp.
Z = hệ số nén khí.
ZL = hệ số nén của pha lỏng.
Zv = hệ số nén của pha khí.
Các từ viết tắt
dựng mô hình ứng xử pha cho mỏ khí condensat Hừng Đông. Ứng dụng kết quả làm
dữ liệu đầu vào để xây dựng mô hình thủy động lực cho mỏ khí condensat Hừng Đông,
từ đó tiến hành dự báo khai thác.
Luận văn giải quyết các nhiệm vụ sau:
Xây dựng cơ sở lý thuyết về ứng xử pha, lựa chọn phương trình trạng thái EOS
thích hợp để xây dựng mô hình ứng xử pha thích hợp cho đối tượng nghiên cứu.
Ứng dụng xây dựng mô hình ứng xử pha bằng phần mềm PVTi.
Ứng dụng kết quả xây dựng mô hình ứng xử pha vào mô hình thủy động lực đặc
tính dầu cải tiến cho đối tượng nghiên cứu là mỏ khí Condensat Hừng Đông, bồn trũng
Cửu Long.
Dự báo sản lượng khai thác cho cả đời mỏ.
xiv
3. Tình hình nghiên cứu:
Trong các mô hình thủy động lực ngoài tính chất của đá chứa thì tính chất của
chất lưu mà đại diện là các thông số về PVT đóng một vai trò rất quan trọng đến độ
chính xác của mô hình. Các thông số PVT này mô tả các ứng xử pha ở điều kiện vỉa,
trong giếng và tại điều kiện bề mặt cùng với quá trình thay đổi các điều kiện ban đầu
của mỏ (sự thay đổi về áp suất và nhiệt độ vỉa). Đối với mô hình thủy động lực đặc tính
chất lưu đa thành phần (compositional model) thì số liệu PVT càng phải được xây
dựng và mô phỏng bằng các phương trình trạng thái (đã được phù hợp với các số liệu
thực nghiệm) một cách chi tiết hơn để thể hiện đầy đủ sự thay đổi của các thành phần
trong quá trình khai thác. Việc nghiên cứu các công cụ để xây dựng thông số PVT
thông qua các phương trình trạng thái và tương quan thực nghiệm đã được thực hiện
cả trong và ngoài nước với các bài báo và báo cáo cụ thể sau:
3.1. Nguyễn Vi Hùng, Hoàng Mạnh Tấn, Dự đoán tính chất vật lý Dầu mỏ
bằng các tương quan thực nghiệm PVT, Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học
công nghệ “ Viện Dầu Khí Việt Nam: 25 năm xây dựng và trưởng thành”
cho đến cuối khoảng thời gian khai thác, góp phần làm duy trì sản lượng ổn định và
kéo dài”.
3.3. Nguyễn Hoàng Long, Xây dựng mô hình ứng xử pha cho các ứng dụng
mô phỏng mỏ dầu khí đa thành phần.
Tác giả nhấn mạnh ý nghĩa của phương trình trạng thái trong việc mô phỏng sự
thay đổi của các thành phần pha khi áp suất và nhiệt độ thay đổi sẽ dẫn tới các chất lưu
như khí ngưng tụ, dầu mất dần các thành phần nhẹ… khi đó tỷ lệ mol của từng thành
phần trong mỗi pha biến động rất lớn, dẫn đến làm thay đổi tỷ lệ cân bằng pha khí-lỏng
và ứng xử pha. Tuy nhiên việc xây dựng phương trình trạng thái tốn rất nhiều thời gian
và theo tác giả cần phải hiểu rõ các thông số có độ tin cậy không cao ảnh hưởng nhiều
đến quá trình hồi qui để hiệu chỉnh, giúp cải thiện sự phù hợp giữa các dữ liệu thực
nghiệm và dữ liệu tính toán từ phương trình trạng thái bằng phần mềm PVTi. Bằng
cách đưa ra ví dụ cụ thể tác giả đã đưa ra được nhận định một cách tổng quát về mức
độ ảnh hưởng của từng thông số có độ tin cậy không cao, từ đó đưa ra các đề xuất về
các bước hiệu chỉnh cũng như gợi ý về các lựa chọn tối ưu cho các nhóm biến hồi quy
và quy trình hiệu chỉnh cho từng biến. Mặc dù đạt được những kết quả khả quan nhưng
tác giả cũng kiến nghị nên phân tích thêm ảnh hưởng của các mô hình nhóm thành
phần hydrocacbon đến quá trình hiệu chỉnh mô hình ứng xử pha khi có thêm điều kiện
về thời gian.
3.4. D.l.O’Reilly, University of Adelaide, Comparative PVT Simulation: An
application to Australasian Fluid Samples, SPE-129517.
Bài báo nêu lên kết quả so sánh độ chính xác của các phương trình trạng thái
(EOS) trong các thí nghiệm PVT, về mô phỏng các ứng xử pha và thể tích pha của các
mẫu chất lưu khác nhau được thu thập tại các khu vực của nước Úc. Các phương trình
xvi
trạng thái được sử dụng để so sánh bao gồm 9 phương trình trạng thái: Soave-RedlichKwong (SRK), Peng-Robinson (PR), Adachi-Lu (AL), Patel-Teja (PT), SchmidtWenzel (SW), Esmaeilzadeh-Roshanfekr (ER), ngoài 6 phương trình trạng thái thông
dụng trên 3 phương trình SPR, PR và ER cải tiến được hiệu chỉnh bằng phần mềm
MATLAB được sử dụng trong mô phỏng. Kết quả so sánh độ chính xác của từng
tương quan mới (công thức thực nghiệm) các tác giả đã sử dụng phương pháp Whitson
& Torp kết hợp với 1850 giá trị từ kết quả phân tích PVT của 8 mẫu khí condensat,
1180 giá trị từ kết quả phân tích 6 mẫu dầu nhẹ) để xây dựng các thông số PVT (các
thông số này phải phù hợp với kết quả thực nghiệm và phương trình trạng thái của chất
lưu). Kết quả các tương quan mới giúp cho việc tính toán 4 thông số PVT tỷ số dầu-khí
(Rv), tỷ số khí hòa tan-dầu (Rs), hệ số thành hệ thể tích của Dầu (Bo) và hệ số thành hệ
thể tích của khí (Bg), trở nên chính xác hơn trong các mô hình mỏ khí-condensat và
dầu nhẹ.
4. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu của đề tài là dựa trên cơ sở lý thuyết về tính chất của
chất lưu, các thí nghiệm PVT và các phương trình trạng thái EOS để xây dựng mô hình
ứng xử pha, ứng dụng cho đối tượng nghiên cứu là mỏ khí Condensat Hừng Đông.
Ngoài ra, các công cụ có thể hỗ trợ cho việc xây dựng mô hình ứng xử pha là công cụ
PVTi. Trong thời gian nghiên cứu đề tài, phần mềm ECLIPSE được sử dụng để phục
vụ cho quá trình xây dựng mô hình thủy động lực đặc tính dầu cải tiến và hiệu chỉnh lại
mô hình cho phù hợp với số liệu thực nghiệm.
5. Ý Nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Phân tích, kiểm tra dữ liệu đầu vào, nêu lên quy trình cụ thể để xây dựng mô hình
ứng xử pha cho khí condensat với đối tượng nghiên cứu là chất lưu thu thập từ mỏ khí
condensat Hừng Đông. Đay là một trong những thông tin đầu vào quan trọng trong quy
trình xây dựng mô hình thủy động lực, đặc biệt với mô hình mô hình thủy động đặc
tính dầu cải tiến.
Ứng dụng kết quả xây dựng mô hình ứng xử pha làm đầu vào xây dựng mô hình
thủy động lực đặc tính dầu cải tiến (MBO) cho mỏ khí condensat Hừng Đông, là một
mỏ hoàn toàn mới chưa có các thông số khai thác thực tế để đánh giá được tất cả các
rủi ro có thể gặp trong quá trình khai thác. Kết quả mô phỏng bằng mô hình thủy dộng
lực khi sử dụng thông số đầu vào đặc tính PVT của chất lưu được xây dựng ở trên sẽ là
cơ sở để dự báo khai thác từ đó đưa ra phương án khai thác sơ bộ hợp lý, đánh giá tiềm
xviii
1.1 Lý thuyết về ứng xử pha
1.1.1 Khái niệm cơ bản
Pha là các phần có cùng cấu trúc, cùng trạng thái, có tính chất cơ – lý – hóa xác
định và các pha phân cách nhau bởi các ranh giới phân chia.
Ứng xử pha là sự thay đổi pha (pha rắn – lỏng – khí) dưới tác động của điều kiện
nhiệt độ và áp suất nhất định, như tinh thể đá (pha rắn) sẽ chuyển thành nước (pha
lỏng) khi nhiệt độ tăng, nếu tiếp tục gia tăng về áp suất thì nước sẽ chuyển thành hơi
(pha khí).
Những biểu đồ toán học hay thực nghiệm thể hiện các điều kiện vật lý liên quan
đến sự biến đổi của các pha được gọi là biểu đồ pha.
1.1.2 Ứng xử pha của các hệ hydrocacbon
Dầu-khí thông thường là hỗn hợp của nhiều cấu tử, để hiểu được ứng xử pha của
hỗn hợp này ta khảo sát lần lượt ứng xử pha các hệ cấu tử từ đơn giản đến phức tạp:
1.1.2.1 Hệ đơn cấu tử
Hệ đơn cấu tử là hệ hydrocacbon đơn giản nhất, chỉ chứa một loại nguyên tử hay
phân tử (hệ sạch). Hiểu rõ mối quan hệ giữa áp suất, nhiệt độ và thể tích của hệ đơn
cấu tử là nền tảng để nghiên cứu ứng xử pha các hệ hydrocacbon phức tạp.
Theo quy tắc pha, đối với hệ đơn cấu tử, hai pha chỉ cần sử dụng một thông số
nhiệt độ hay áp suất để mô tả trạng thái nhiệt động học của hệ thống. Khảo sát ảnh
hưởng của áp suất và thể tích đến ứng xử pha của hệ đơn cấu tử được biểu diễn ở biểu
đồ pha, hình 1.1:
Với: pc , áp suất tới hạn
1
Tc , nhiệt độ tới hạn
Vc , thể tích tới hạn
Hình 1.1 Biểu đồ Áp suất – Thể tích của hệ đơn cấu tử
Vùng bên trong của biểu đồ được giới hạn bởi hai đường áp suất bão hòa BC
Copyright: Tài liệu đại học ©