油层物理习题讲解

油层物理：一、名词解释题1.粒度组成：岩石各种大小不同颗粒的含量。2.不均匀系数（n）：n=d60/d10，式中：d60——在颗粒累积分布曲线上颗粒累积重量百分数为60%的颗粒直径；d10———在颗粒累积分布曲线上颗粒累积重量百分数为10%的颗粒直径。3.粘土：直径小于0.01的颗粒占50%以上的细粒碎屑。4.胶结类型：胶结物在岩石中的分布状况及与碎屑颗粒的接触关系。5.岩石的比面(S)：单位体积岩石内颗粒的总表面积或孔隙总的内表面积。6.岩石的孔隙度(φ)：岩石中孔隙体积与岩石总体积的比值。7.岩石的绝对孔隙度(φa)：岩石的总孔隙体积与岩石外表体积之比。8.岩石的有效孔隙度(φe)：岩石中有效孔隙体积与岩石外表体积之比。9.岩石的流动孔隙度(φf)：在含油岩石中，能在其内流动的孔隙体积与岩石外表体积之比。10.岩石的压缩系数(Cf)：Cf=ΔVp/Vf*1/ΔP,Cf是指油层压力每降低一个大气压时，单位体积岩石内孔隙体积的变化值。11.油层综合弹性系数(C)：C=Cf+ΦCl;C=Cf+Φ(CoSo+CwSw)当油层压力降低或升高单位压力时，单位体积油层内，由于岩石颗粒的变形，孔隙体积的缩小或增大，液体体积的膨胀或压缩，所排出或吸入的油体积或水体积。12.岩石的渗透率(K)：K=QμL/A(P1-P2)岩石让流体通过的能力称为渗透性，渗透性的大小用渗透率表示。Q=K*A/μ*ΔP/L13.达西定律：单位时间通过岩芯的流体体积与岩芯两端压差及岩芯横截面积成正比例，与岩芯长度、流体粘度成反比，比例系数及岩石的渗透率长。14.“泊积叶”定律：Q=πr4(P1-P2)/8μL15.迂回度（Υ）：τ=Le/L,式中：Le—流体通过岩石孔隙实际走过的长度L—岩石外表长度16.岩石的含油饱和度：So=Vo/Vp17.岩石的束缚水饱和度（Swi）：存在于砂粒表面和砂粒接触角隅以及微毛管孔道中等处不流动水的饱和度。18.天然气的摩尔组成（Ni）：Yi=Ni/Σ式中：Ni—组分的摩尔数，n—气体组分数19.天然气的分子量（M）：M=Σn(YiMi)式中：Mi——组份i的分子量，n——组成数，Yi——天然气各组分的摩尔组成。20.天然气的比重（γ）：γ=ρg/ρa式中：ρg—天然气的密度；ρa—空气的密度。21.天然气的压缩因子（Z）：天然气与理想气体之间的偏差值。22.天然气的体积系数（Bg）：Bg=Vg(油气藏条件)/Vo(标准状况下)23.天然气的压缩系数（Cg）：Cg=-1/V(V/P)T当压力每变化一个单位时，气体体积的变化率。24.流体的粘度：流体在流动时由于内部摩擦而引起的阻力25..接触分离：分离过程中分出的气相始终与液相接触，系统组成不变，气、液两相平衡，到分离完时才排出气。26.多级分离：降压过程中，每一级脱出的气定压排走后，液相继续下一级脱气，油气来不及建立热力学平衡，系统组成不断改变。27.地层油溶解油气比（Rs）：单位体积地面原油在地层温度和压力下所溶解的天然气的标准体积。28.天然气在石油中的平均溶解系数（α）：当压力增加一个单位时，单位体积地面油所溶解的气量。α=(Rs2-Rs1)/(P2-P1)29.地层油的体积系数（B0）：B0=VF/Vs地层油与它在地面标准状况下脱气后体积的比值。30.地层油两相体积系数（Bt）：当地层压力低于饱和压力时，在某一压力下，地层油和释放出气的总体积与它在地面条件下脱气油体积的比值。31.地层油的压缩系数（Co）：Co=-1/VF(V/P)T定温下单位体积地层油在压力改变一个单位时体积变化率。32.地层油的饱和压力（Pb）：油藏中开始出现第一批气泡时的压力。33.地层油的比重(d204)：在20oC下的原油密度与4oC下水的密度之比。34.地层油的析蜡温度：原油降温时，开始有了蜡结晶析出的温度。35.比界面能：σ=R/S式中：R——自由界面能，S——界面层的面积，单位面积界面上所具有的自由界面能。36.选择性润湿：当固体表面有两种流体存在，某种流体自发地驱开另一种流体的现象。37.斑状润湿：同一岩样表面上由于矿物组成不同表现出不同的润湿。38.混合润湿：同一孔道中不同位置的润湿不同，在小孔隙的砂粒接触处常是亲水的，而在大孔隙的砂粒表面常是亲油的。39.毛细现象：湿相流体在毛管中的上升现象。40.毛管力：毛管中平衡弯液面两侧非湿相和湿相压力差的一种附加压力。41.球面上的毛管压力Pcs=2σ/R=2σcosθ/r42.阀压(Pr)：非湿相流体进入已饱和湿相流体的岩样，驱替开始时的起始压力。43.饱和度中值压力（P50c）：驱替Pc曲线上饱和度为50%时对应的Pc值。44.最小湿相饱和度（Sw）min：驱替压力达到最大时，未被非湿相充满的孔隙体积百分数。45.驱替：非湿相驱湿相的过程。46.吸吮：湿相自动驱开非湿相的过程。47.有效渗透率：当多相共存时岩石对每一相流体的通过能力。48.相对渗透率：每相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。49.产水率(fw)：fw=Qw/(Qw+Q0)，是产水量与产液量的比值。50.末端效应：两相流动时，在岩样末端，由于毛管孔道间断引起的湿相饱和度富积和见水滞后的现象。5１、油层物理：是研究储层岩石、岩石中的流体（油、气、水）以及流体在岩石微小孔道中渗流机理的一门学科。52、水力沉降法：是基于大小不同的颗粒在粘性液体沉降速度不同进行分离的原理。5３、粒度中值：在累计分布曲线上相应累计重量百分数为50%的颗粒直径。5４、分选系数：代表碎屑物质在沉积过程中的分选的好坏。5５、孔吼比：孔隙与喉道直径的比值。5６、孔隙配位数：每个孔道所连通喉道数。5７、孔隙迂曲度：用以描述孔隙弯曲程度的一个参数。5８、比热：把一克岩石的温度生高一度所需的热量叫做比热容量，简称比热。5９、泡点：是在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的温度。6０、露点：是温度一定是开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。6１、天然气：是指在不同的地质条件下自然形成、运移，并以一定的压力储集在地层中的气体。6２、地层有的密度：单位体积地层油的质量。6３、原油的凝固点：是指原油由能流动到不能流动的转折点。6４、界面：截面是非混溶两相流体之间的接触面。6５、润湿：是指流体在界面张力的作用下沿岩石表面流散的现象。66、不均匀系数：指累积分布曲线上某两个重量百分数所代表的颗粒直径之比值。67、孔吼比：孔隙与吼道直径的比值。68、岩石的绝对孔隙度：指岩石的总孔隙体积Va与岩石外表体积Vb之比。69、交接类型：胶结物在岩石中的分布状况以及它们与碎屑颗粒的接触关系。70、临界凝析温度：当体系温度高于最高温度CT时，无论加多大的压力，体系也不能液化，此温度称为临界凝析温度。71、油气分离：伴随着压力降低而出现的原油脱气现象。72、天然气等温压缩系数：在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率。73、矿化度：地层水中含盐量的多少，代表矿化度的浓度。74、润湿性：当存在两种非混相流体时，其中某一相流体沿固体表面延展或附着的倾向性。75、接触角：过气液固三相交点对液滴表面所做切线与液固界面所夹的角。76、附着功：将单位面积固-液界面在第三相中拉开所做之功。77、润湿反转：我们把固体表面的亲水性和亲油性的相互转化叫做润湿反转。78、部分润湿：也称斑状润湿，是指油湿或水湿表面无特定位置。79、静润湿滞后：油、水与固体表面接触的先后次序不同时所产生的滞后现象。80、动润湿滞后：在水驱油或油驱水过程中，当三相周界沿固体表面移动时，因移动的延缓而使润湿角发生变化的现象叫动润湿滞后。81、拉普拉斯方程：PC=σ(1/R1+1/R2)82、相渗透率：多相流体共存和流动时，其中某一相流体在岩石中的通过能力大小。83、三次采油：针对二次采油未能采出的残余油和剩留油，采用向地层注入其他驱油工作剂或引入其他能量的方法。84、阻力系数：是指在有油存在的多孔介质中，水的流度与聚合物溶液的流度只比。二、综合题和计算题答案1、试论述粘土遇滤水膨胀原因和消除的方法。答：因粘土中含有蒙脱石等遇水易膨胀的矿物。蒙托石晶层是分子间作用力联结，其联结弱，水分子易进入层间引起膨胀。此外蒙托石表面呈负电性，易吸附阳离子形成水化层。粘土膨胀性还和水的性质有关，水中电解质浓度增加，膨胀性减弱，粘土在酸性水中解离，晶层表面带正电就不会吸附阳离子形成水化层，因此可以通过注盐水、注酸水（需有防腐措施）、注聚合物等方式消除粘土的膨胀。2、设某断块砂岩体积为14.4*107立方米，孔隙度为20%，地层油的压缩系数Co=1*10-4/兆帕，水的压缩系数Co=4*10-4/兆帕，砂岩的压缩系数Cf=1*10-4/兆帕（以岩石体积为基础），油层压力20.0兆帕，饱和压力19.0兆帕，束缚水饱和度25%，原油比重为γo=0.86，体积系数Bo=1.2，向这个断块油层弹性能量驱油，可以采出多少油？C=Cf+Ф(CoSo+CwSw)=1*10-4+0.2[(1-25%)*10*10-4+25%*4*10-4]=2.7*10-4(1/Mpa)地层油：Vo=C*Δp*Vf=2.7*10-4(20-19)*14.4*107=3.89*104m3地面油：Go=Vo*Vo/Bo=3.89*104*0.86/1.2=2.79*104T3、为何说岩石的绝对渗透率是岩石本身固有的属性？答：岩石本身固有的孔隙结构，其让流体通过的能力是一定的。此外外界条件如流体粘度压差等到改变岩石的绝对渗透率是不变的。4、用空气测定岩心渗透率，岩心直径d=1.9cm，L=2.54cm，空气在常温下的粘度μa=0.0183毫帕.秒，岩心入口处的压力P1=1500毫米汞柱，出口压力P2=750毫米汞柱，通过岩心的空气流量在标准情况下（常温，大气压）为Qo=35厘米/秒，求所测岩心的渗透率为若干？答：K=2ρoQoμL/A(P21-P22)=2*1*35*0.0183*2.54/{3.14*1.92/4[(1500/760)-(750/760)]}=0.393D5、试论述岩石的渗透率具有面积因次。答：（1）、K=QμL/(FΔP)=L3/T/F*T/L2L2/(L2*FL2)，可见K的因次为面积因次（2）、K=Фr2/8由数也可看出具有面积因次。（3）、岩石中孔道截面积越大，K的数值就越大。6、如何根据孔隙大小分布曲线判断孔隙的均匀程度和渗透率的好坏？答：孔隙大小分布曲线尖峰越高表示孔隙越均匀，若曲线尖峰越向右移表示渗透率越高。7、试论述油层综合弹性系数的物理意义？答：当油层压力改变0.1MPa时，单位体积岩石中孔隙和液体总的体积变化。它代表岩石和流体弹性的综合影响，是考虑地层中弹性储量和弹性能量的重要参数。8、用同一块岩心测定岩石含油、水、气饱和度，岩石渗透率，岩石的孔隙度，岩石的比面和岩石的碳酸盐含量，其先后顺序应如何安排？答：顺序：（1）岩石含油、水、气饱和度（S0、Sw、Sg）；（2）岩石孔隙度（Ф）；（3）岩石渗透率（K）；（4）岩的比面；（S比）；（5）岩石的碳酸盐含量。9、写出渗透率（K）、孔道半径（r）、孔隙度（Ф）和比面（S）之间的函数表达式。并指明适用范围。答：K=Фr2/8,K=Ф3/2S2，其适用范围是等径毛管所组成的假想岩石。10、画出地层油相态示意图，并结合代表的油、气藏类型加以说明。答：（1）一般气藏：临界凝析温度和下露点线右侧如F点（2）反凝析气藏：温度介于临介温度和临界凝析温度之间，上露点线上侧，如A点（3）带有反转凝析气顶的油藏：两相区内；上露点线下面阴影区（4）未饱和油藏：温度低于临界温度，泡点上方如J点（5）饱和油藏：两相区内如L点以及泡点线上如I点（6）易挥发油藏：温度接近临界温度，泡点线上方，如M点。11、什么是反凝析气藏，其形成的原因和开发中应注意什么？答：反凝析气藏的温度介于临界温度和临界凝析温度之间，上露点线的上方，其形成的原因是液相溶于气相中呈非液非气的雾状，开采时应使开采压力高于上露点压力。12、未饱和油藏原始饱和压力的概念和重要性以及影响因素。答