油物考试资料之我是学渣版

油层物理学进展考试复习资料1❤油层物理学的研究方法、技术上有哪些进展。❤①ASPE-730自动孔隙检测系统：常用的恒压压汞仪只能得到喉道大小分布的参数,孔隙则用铸体薄片图象分析系统，应用等效球模型研制的软件研究孔隙。这样喉道的参数与孔隙的参数只能来自两块不同的岩样，这在一定程度上影响了研究的质量。*优势*:ASPE-730系统采用恒速法压汞，使用极低的压汞速度，当在较高压力下进入某一尺寸的喉道后，再进入该喉道所控制的孔隙时压力下降，最后可获得一条喉道子曲线和一条孔隙子曲线（两条子曲线的总和即为恒压法的压汞曲线）。*特点*可在同一岩样上同时测得孔隙与喉道大小分布的数据。②岩石孔隙结构特征直观研究方法：铸体薄片法与扫描电镜法：（1）铸体薄片法*特点*是将染色树脂注入到被洗净和抽空的岩心孔隙内，待树脂凝固后，在将岩心切片放在显微镜下观察。*优势*:铸体薄片法能够很方便地直接观察到岩石薄片中的面孔率、孔隙、喉道及孔喉配位数等。（2）扫描电镜法*特点*采用电子束作光源，通过电磁场使电子束偏转并聚焦，再轰击到被分析的样品之上，然后接收到电子信号成像。*优势*:扫描电镜法能够清楚的观察到储层岩石的主要孔隙类型：粒间孔、微孔隙、喉道类型和测定出孔喉半径等参数。③利用CT扫描技术进行岩心分析：*特点*CT扫描法又叫层析成像法，是发射X射线对岩心作旋转扫描，在每个位置可采集到一组一维的投影数据，再结合旋转运动，就可得到许多方向上的投影数据；综合这些投影数据，经过迭代运算就可以得到X射线衰减系数的断面分布图。能够提供岩石孔隙结构、充填物分布、颗粒表面结构、构造及物性参数等。*优势*:CT扫描法对岩心没有损伤，且测量速度快，*缺点*但是其测量方法复杂，且费用较高。~*应用*~（1）利用CT确定油层基本物理参数（2）岩石微观特征描述（3）岩心地质特征描述：1）描述裂缝分布和微裂缝2）层理判断3）孔洞连通性4）岩心污染（4）油水驱替动态特征描述1）孔隙度及其分布特征2）岩心在不同注入压力下的含水饱和度分布特征④利用核磁共振技术进行岩心分析：采用核磁共振技术，可以获得岩石孔隙度（总孔隙度、有效孔隙度、粘土束缚水孔隙度等）、可动流体百分数孔隙分布以及渗透率等多种岩石物性参数，低磁场（共振频率2MHz和5MHz）核磁共振全直径岩心分析系统，开发了多种适合岩心分析的脉冲序列及多弛豫反演技术。*优势*:实现了孔隙度、渗透率、自由流体孔隙度等岩石物性参数的快速无损检测。~*应用*~岩石分析参数：（1）岩石孔隙度（2）岩石可动流体及束缚流体饱和度（3）岩石渗透率（4）岩石孔径分布⑤●裂缝应力敏感性实验评价方法：（1）微观上,以Hertz弹性接触模型为依据,从理论上研究裂缝与应力的作用机理及其闭合机理；（2）利用数值模拟计算方法分析裂缝的闭合接触机理；（3）从室内岩心模型测试分析和试井分析来研究裂缝渗透率随压力变化的规律。●裂缝应力敏感性评价方法的基本考虑为：（1）裂缝两个表面之间只有少量的岩石骨架支撑，在未受到外在环境条件影响时，裂缝处于原始状态；（2）当钻开产层并投入降压开发过程中，垂直于裂缝表面的地应力会增加，它可能使处于原始开启状态的裂缝闭合或变小；（3）在油气井开采过程中，如果孔隙给裂缝的供油气速度变低，也可能使裂缝中流体压力下降，从而使裂缝趋于闭合。●裂缝应力敏感性规律：（1）随着有效应力的增加，初期裂缝渗透率急剧下降，应力敏感严重，至一定压力以后渗透率下降幅度逐渐减小趋于平衡。（2）初始裂缝越宽的岩心，应力敏感越严重，即大裂缝容易闭合。虽然大裂缝容易闭合，但最终大裂缝仍有较高的渗透率，而小裂缝的最终渗透率则很低。（3）渗透率的变化与裂缝的宽度有关，裂缝宽度愈大，则渗透率的变化越明显。（4）当储层岩石的应力敏感性较强时，在油气田的开发中，应当避免过大的压差生产，以免造成裂缝提前闭合而影响产量。油层物理学进展考试复习资料2⑥气藏产能模拟技术：在实验模拟中，选择储层井下岩心，首先对无裂缝岩心作全模拟降压开采实验，然后将岩心造缝，再作全模拟降压开采实验，分别确定两种孔隙介质储层的单井产能。实验确定单井产量与产层厚度和储层类型以及物性间的关系和确定储层工业产气下限。❤孔隙结构❤1.定义:岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。认识储集岩孔隙结构的2。方法:是将多孔介质抽象为具有理想几何形状的孔隙空间，研究其中的各种过程和规律。3.意义/必要性:简便的、能近似实际孔隙介质的孔隙结构模型，代替实际孔隙介质，求出它的各种有代表性的参数。4.特点:类型多、连通关系复杂、形状变化大5.难度：几乎不可能完全模拟真实的孔隙结构；通过仪器和薄片---视孔隙分布、真实孔隙大小分布；形态复杂，数学方法计算困难。6.为什么要研究:目的是刻画直接影响孔隙介质的渗流特性的孔隙结构特征。喉道、孔隙以及孔喉比实际上是针对孔隙介质中流体的运动所提出来的概念，而非某一种具体的几何形态。通过对孔隙结构直接的观察，不难发现它具有极其复杂的几何形态。7.研究方法:#答案一#:教材P6表1-1-1#答案二#:(1)恒速压泵(2)常规压泵(3)铸体薄片法(4)扫描电镜法#答案三#:①常规压汞：假设多孔介质由直径大小不同的喉道和孔隙组成，只能测得某一级别喉道所控制的孔隙体积（实用价值：测试所需时间较短，但在对孔隙结构的信息反映完整程度上有缺陷）②恒速压汞：假设多孔介质由直径大小不同的喉道和孔隙组成，更符合低渗、特低渗油藏小孔隙喉或细孔隙喉的结构特征，所测的是喉道数量分布，优势明显（实用价值：能测得准确的喉道的数量分布）③扫描电镜法：采用电子束作光源，通过电磁场使电子束偏转并聚焦，再轰击到被分析的样品之上，然后接收到电子信号成像（实用价值：能够清楚的观察到储层岩石的主要孔隙类型：粒间孔、微孔隙、喉道类型和测定出孔喉半径等参数）④铸体薄片法：将染色树脂注入到被洗净和抽空的岩心孔隙内，待树脂凝固后，再将岩心切片放在显微镜下观察（实用价值：铸体薄片中带色的树脂就是代表岩石二维空间的孔隙结构状态，因此可以方便地直接观察到岩石薄片中的面孔率、孔隙、喉道及孔喉配位数等）。#答案四#：是将多孔介质抽象为具有理想几何形状的孔隙空间，研究其中的各种过程和规律。❤孔隙结构模拟技术❤模型研究与实际的区别。意义。价值。①细管束模型：孔隙网格是由一组等长度的、不同直径的毛细管所组成。毛细管束是许多单根毛细管的组合，而每一支单根毛细管液体的流动都遵循伯稷叶定律；同时，毛细管束集合体在岩石中又遵循达西定律，结合起来就可以求出有关岩石的渗透率、相渗透率、比表面等参数。*优点*是在该模型上有可能做严格的数学推导。存在问题：过于简化；*缺陷*:①毛细管之间缺乏横跨的连通性；②每一支毛细管都是直的，而且直径不变。*改进*：采用变直径设计、迂曲度等一些物理常数来使模型的参数逼近真实。但此模型还是不能完全真实地模拟实际储集岩的孔隙网络。②复合毛细管束模型：由大小不同短管子串联而成的毛细管组合，孔隙是由一串大小不同直径的孔隙和喉道组成。③管子网络模型：用管子（毛细管）组成网络的方法来表示孔隙结构特征，其中每一支管子都代表孔隙介质中的一个孔隙空间。油层物理学进展考试复习资料3④三维网络模型：模型中的每一条线代表一个孔隙，每个节点上，孔隙流入或流出有一定的随机性，网络中的流动相当复杂。⑤球形孔隙段节（SRS）模型：假定孔隙结构的几何性可以近似地又一串相接触的球所组成的三维网络，使截去顶的球在截去顶端的面上配合在一起即可形成连通网络。在构成的模型中，由截去顶端的球所得到的圆的直径与球本身的直径相比较来说是小的，这类似于实际储集岩的孔—喉分布。对于代表性的样品的截面，确定球的大小分布主要是“截面直径”法或“截面弦”法。⑥普通的段节（GPS）模型：实际孔隙不是球，而是不规则的形状。为了修正这个差异，对于不规则形状的物体大小分布提出了校正公式。在GPS模型中，孔隙结构是假设由不规则的、但是同形的实体相接触的三维网络所组成，可以使用一个形状函数ψ值来进行校正，结果比球形孔隙段节模型更符合实际。各类微观孔隙结构模型的比较：（1）毛管模型虽然能够较好地解释毛细管压力曲线，但是它不能够解释束缚饱和度和残余饱和度的存在。其最大的缺陷：极端的各向异性，只有沿毛管方向才可渗透，其它方向均不可渗透。（2）管子网络模型在各个连通的方向均可渗透，而且可以通过捕获机制很好地解释束缚饱和度和残余饱和度的存在。（3）格子法虽然目前在渗流研究中的应用比较普遍，但由于格子法不是对宏观连续方程的离散化，而是基于细观的动力学模型，通过众多粒子的细观行为给出宏观力学方程，因而数学上比较复杂。（4）孔隙网络模型的数学求解相对比较简单、物理图像比较清晰，且能够方便地研究非均匀介质中的渗流规律。（5）球形颗粒堆积模型虽然对毛管滞后、束缚饱和度和残余饱和度提供了简便的定性解释，但是数学处理及定量计算比较困难，只有在极其简单的排列方式下才能进行数学求解。❤油层物理知识在油气田开发中的应用❤生产纯油气的闭合高度。如何确定闭合高度：根据石油运聚过程，在构造的垂直剖面上，储集岩的水饱和度会有明显的、规律性的变化。在油水界面上有一个过渡区，过渡区中油水同产，在过渡区以上即可生产纯油。#当孔隙空间的水饱和度超过一定值时，石油会停止流动。相反，当隙间水饱和度低于“临界水饱和度”时，储集层中只有石油流动。#过渡区的宽窄取决于储集岩的孔隙结构特征和油水的密度差。在一个储集层中，如果完全是过渡区，该层不可能生产纯油。而当过渡区与构造的闭合高度相比是很小时该层就具有相当厚的层段可以生产纯油。#前提：提出储集岩要生产纯油所必须的要求的一定的闭合高度，这个闭合高度是受岩石的孔隙度、渗透率及油水密度差的控制。方法:在一个构造中,由于岩石物性变化的影响，可以造成不规则的或倾斜的油水接触面，当然也造成了生产纯油的层段是不规则的。在一般的储集层中，由于毛管力所造成的这种影响大体上可以正比于值，也就是说，可以根据值来大致估计所需要的闭合高度以及油水分布的实际情况。影响因素：#答案一#：①在一个构造中,由于岩石物性变化的影响，可以造成不规则的或倾斜的油水接触面，当然也造成了生产纯油的层段是不规则的。②控制储集岩所需要的闭合高度的另外一个因素就是油水密度差，水在毛细管中上升的高度无疑还与水面上各种油柱的重量有关。#答案二#：①储层自身的性质/地质条件的影响（岩石的孔隙度、渗透率；物性好，闭合高度小）②受流体性质的影响（油水密度差）KK油层物理学进展考试复习资料4❤毛管力在烃的运移过程中作用❤①油的运移（闭合高度）：石油二次运移的主要动力是浮力，其阻力是毛管力和粘滞力。油滴从一个孔隙运移到另一个孔隙必须穿过两个孔隙间相互连通的喉道。如果浮力增大，油滴变形并使它的上端通过了孔隙的一半。此时，在上端的毛细管压力为：Pt=2σ/rt，此时有，如果油滴能再向上移动，并有一半穿过孔隙喉道，其上部和下部的半径是相等的，毛管压力梯度为0，油滴在浮力作用下向上移动。如果油滴进一步变形，穿过了一半以上的孔隙喉道，上端的毛管压力小于下端的毛管压力，毛管压力梯度方向与浮力相同，油滴能快速的向上运动，从窄的喉道进入较大的孔隙部位。运移问题可以简化为在一个油滴上的浮力必须大到足够克服岩石孔隙喉道所给予的毛管阻力。当油滴长度增加时，浮力超过了毛管力，油滴可以运动。当浮力和毛管力相平衡时，Hobson将油柱的垂直高度称为临界油柱高度（Zc）。在临界油柱高度上稍微再有一点增大，就可以促使石油向上运移。临界油柱高度等于：临界油柱高度确定依据的原理：毛管力和浮力的平衡原则②油的捕集（捕集高度）：石油从一种砂岩运移到比它的粒径小的岩石时，为了克服在较小的喉道中较高的毛管压力，其垂直油柱高度进一步增大，其临界高度由300cm增加到760cm。如果油线的垂直高度不能超过此值，石油就会被捕集在这种砂岩中。较细颗粒的岩石就成为该层的屏障。为了计算被捕集的油柱高度，仍然可以用临界油柱高度计算式。但是其中的rt是在较细粒岩石中