油层物理学总复习题

砂岩的粒度组成:是指不同的粒径范围的颗粒占全部颗粒的百分数含量， 通常用质量百分数来表示。岩石比面：是指单位体积岩石内孔隙总内面积或单位体积岩石内岩石骨架的总表面积。 表达式：S=A/V（A:岩石孔隙的总内表面积； V:岩石外表面积）绝对孔隙度：指岩石的总孔隙体积Va与岩石外表面积Vb之比。原始含水饱和度Swi:是油藏投入开发前储层岩石孔隙空间中原始含水体积 Vwi和岩石孔隙体积Vp的比值。又称共有水饱和度，残余饱和度，束缚水饱和度，原生水饱和度，封存水饱和度，不可再降低水饱和度，临界饱和度或平衡水饱和度等。原始含油饱和度Soi:地层中原始状态下含油体积 Voi与岩石孔隙体积Vp之比。绝对渗透率：岩芯中100%被一种流体所饱和时测定的渗透率。克式渗透率：又称等效流体渗透率,若压力增至无穷大，气体的流动性质已接近于液体的流动性质，气一固之间的作用力增大， 管壁上的气膜逐渐趋于稳定， 这时渗透率趋于一个常数K无穷，它接近液测渗透率值，故称为克式渗透率。流体饱和度：当储层岩石孔隙中同时存在多种流体时, 岩石孔隙被多种流体所饱和， 某种流体所占的体积百分数称为该种流体的饱和度。原油的体积系数:原油地下体积系数，简称为原油体积系数，是原油在地下的体积（即地层油体积）与其在地面脱气后的体积之比岩石的有效孔隙度有效孔隙度：岩石中有效孔隙的体积 Ve与岩石外表体积Vb之比.波及系数：波及系数表示注入工作剂在油层中的波及程度。定义为被工作剂驱扫过的油层体积百分数泡点:泡点压力是温度一定时、压力降低过程中开始从液相中分离出第一批气泡时的压力束缚水饱和度：束缚水饱和度即原始含水饱和度， 是油藏投入开发之前岩石空隙空间中原始含水体积Vwi和岩石空隙体积Vp的比值。测毛管力曲线的方法有半渗透隔板法、压汞法、离心法。原油相对密度：在特定的温度压力下，原油密度与水密度之比。超临界区：温度高于临界温度的区域为超界区, 此时无论对体系施加多大的压力都不会有两相出现，体系为没有气体与液体之分的流体。露点压力：温度一定，压力升高时，从汽相中凝结出第一批液滴时的压力。克氏渗透率：气测渗透率时，当气体压力为00时，对于的渗透率。双重孔隙介质：具有两种不同孔隙类型的孔隙介质：如基质（粒间孔） -裂缝型、基质-孔洞型。原油地下体积系数:简称原油体积系数，是原油在地下的体积Vor即地层油体积与其在地面脱气后的体积Vos之比，用Bo表示，即Bo=Vor/Vos天然气体积系数：一定量的天然气在油层条件下的体积 Vr与其在地面标准状态下120°C所占的体积Vsc之比，即Bg=Vr/Vso天然气压缩率：或称为弹性系数，是指在高温条件下，天然气随压力变化的体积变化率地层原油的压缩系数：是指地下院油体积随压力变化的变化率粘度：是流体流动时内部摩擦而引起的阻力的量度。地层油溶解油气比：指一定量的地层原油在地面降压脱气（标准状态） ，平均单位体积的脱气原油中所脱出天然气的体积。地层水的矿化度：地层水中含盐量的多少。一次脱气：又称闪蒸分离、接触分离、 接触脱气，即在油气分离的过程中分离出的气体与油气始终保持接触，体系组成不变。多级脱气：又称差异分离，即在脱气的过程中将每一级脱出的气体排走后， 液相再进入下一级，即脱气是在系统组成变化的条件下进行的。微分分离：又称微分脱气，是指脱气过程中，微小降压后立即将从油中分离出的气体放掉，使气液脱离接触，即不断降压排气，系统组成不断变化。地下油气两相体积系数：当油层压力低于饱和压力时,地层中原油和析出气体的总体积与它在地面脱气后原油体积之比，用符号 B表示地层水的压缩系数：定义为地层水单位压力变化时的体积变化率。地层水的体积系数:定义为等量的地层水在地下的体积与其他在地面条件下的体积之比。压缩因子：给定压力和温度下，一定量真是气体所占的体积之比。表面活性剂：被吸附再两相界面层上，能大大降低表面张力的物质。润湿角：又称接触角，是指通过液-液-固（或气-液-固）三相交点做液-液（或气-液）界面的切线，切线与固-液界面之间的夹角。润湿相与非润湿相：当不相混的两相流体与岩石固相接触时, 能沿岩石表面铺开的那一相称为润湿相，另一相为非润湿相。润湿反转：固体表面在活性物质吸附的作用下，润湿性发生转化的现象。静润湿滞后:是指油水与岩石表面接触的先后次序不同一即水驱油或油驱水过程时所产生的滞后现象。（水驱油时，前进角大于原始接触角，使得亲油性增强。 ）动润湿滞后：是在水驱油或油驱水过程中，当油，和岩石三相周界沿固体表面向前移动时，由于油水界面各处运动速度不同而使接触角发生变化的现象。毛细管压力：毛细管中产生的液面上升或下降的曲面附加压力。毛管压力曲线：毛细管压力与湿相或非湿相饱和度的关系曲线。有效渗透率：又称相渗透率,指多相流体共存和流动时，岩石对某一相流体的通过能力大小。相对渗透率：是指多相流体共存时，每一相流体的有效渗透率与一个基准渗透率的比值。三种测定毛细管压力曲线的方法 ：半渗透隔板法、压汞法、离心法毛管压力曲线可确定储层的储层的储渗参数，如孔隙度，绝对渗透率， 相对渗透率，束缚水饱和度，岩石润湿性，岩石比面，孔隙喉道大小分布，驱油效率等。一级脱气比多级脱气所分离出的气量多，油量少，且分出的气相对密度较高。简述天然气向原油中的溶解规律：1.体系压力越高，天然气的Rs越大。2.体系温度越低，天然气的Rs越大。3.油越轻，气越重，天然气的Rs越大。孔隙按大小的分类：1.超毛细管孔隙：指孔隙直径大于 0.5mm或裂缝宽度大于0.25mm的孔隙。在此类孔隙中，流体在重力作用下可自由流动。 2.毛细管孔隙：指孔隙直径介于0.5~0.0002mm之间，或裂缝宽度介于0.25~0.0001mm之间的孔隙。在此类孔隙中，孔隙壁面固体分子对流体分子的作用力较大， 如果存在两相流体，则存在毛管力，液体不能自由流动，但在一定压差作用下，液体在毛细管内可以流动。 3J微毛细管孔隙：指孔隙直径小于0.0002mm,裂缝宽度小于0.0001mm的孔隙。在此类孔隙中，分子间的引力很大，油层条件下的压力梯度一般无法使液体在孔隙中移动。这类空隙称为无效孔隙。影响孔隙度大小的因素：1.颗粒大小及排列方式：理想岩石的孔隙度大小与颗粒粒径无关，仅取决于排列方式。乙颗粒的分选：颗粒的分选程度对孔隙度影响很大， 岩石颗粒越均匀孔隙度越大；岩石颗粒分选程度差时， 孔隙度变小。分选系数越接近1时，即粒度组成均匀时，粒度对孔隙度影响不大；而分选系数增大即分选差时，颗粒越细孔隙度越高。3/岩石的矿物成分与胶结物质：矿物成分影响颗粒形态，粘土矿物遇水会发生膨胀而使孔隙度降低。 矿物成分中长石亲水或亲油性比石英强， 当其被水或油润湿时，长石表面所形成的，不移动的液膜比石英厚，它在一定程度上减少了孔隙的流动截面和储集体积。 泥质胶结的砂岩较为疏松，孔隙性较好，伴随胶结物质含量的增加， 粒间孔隙度显著降低。t埋藏深度与压实作用：随着储层埋深的增加和上覆岩层的加厚，地层静压力和温度也随之增加，颗粒排列更加紧密，致使孔隙度急剧下降。与颗粒排列达到最大紧密限度时， 若上覆地层压力继续增大，就会使颗粒在接触点上局部压溶，溶解的矿物在空隙间内形成新的结晶， 导致孔隙度继续降低。厚层的裂缝密度小，规模大；而薄层的裂缝密度大，规模小。 5.成岩后生作用：受构造力作用储层岩石产生微裂缝，使岩石孔隙度增加，地下水溶蚀岩石颗粒及胶结物使岩石孔隙度增加，而地下水中的矿物质沉淀充填，缩小岩石孔隙，导致岩石孔隙度减小。影响渗透率大小的因素有哪些？ 1.沉积作用：a,岩石骨架构成，岩石构造：疏松砂岩的粒度越细，分选性越差，其渗透率越低。在正韵律沉积岩层中，由于粒度向上变细，渗透率也相应降低。只有原生孔隙的碳酸盐岩其水平渗透率大于垂向渗透率， 而其有次生裂缝的碳酸盐岩其垂向渗透率可能大于水平渗透率。 b，岩石孔隙结构的影响：粒度细，孔隙半径小，则岩石比面大，渗透率低。孔隙的连通性，迂曲度，内壁粗糙度等对岩石渗透率也有影响。乙成岩作用：a，地层静压力的影响：作用于岩样的有效覆盖越大，测得的渗透率越小。压实作用主要是孔隙通道急剧变小， 孔喉比急剧增加且曲折度增大， 因而渗透率大大降低。b，胶结作用：胶结物质的沉淀和胶结作用都使孔隙通道变小，孔喉比增加，粗糙度增大， 因而使渗透率降低。C,溶蚀作用：溶蚀作用使孔隙度增大，但对于渗透率来说，有可能增大，有时增加不显著。3^构造作用与其他作用：a，构造作用形成的断裂和裂隙使储层孔隙度和渗透率均增大。b，流体或多或少地会与岩石发生物理和化学作用， 流体的性质影响渗透率。C,温度升高，上覆压力对渗透率的影响将减小。什么是气体的滑脱效应？对测得的渗透率有何影响？常以何种条件测得的渗透率为准? 气测渗透率时，由于气-固间的分子作用力远比液-固间的分子作用力小，在管壁处的气体分子一起沿管壁方向作定向流动，管壁处流速不为零，形成了所谓的气体滑脱效应， 又称气体滑动效应。对测得渗透率的影响有以下五类： 1.同一岩石的气测渗透率值大于液测的岩石渗透率。2.平均压力越小所测渗透率值 Kg越大：平均压力越小，气体分子间的相互碰撞就越少，这就使得气体更易流动，气体滑脱现象也就越严重。 3.不同气体所测的渗透率值不同。 4.岩石不用，气测Kg与液测K差值大小就不同。常规岩心分析中采用P:1大气压绝对压力下的空气渗透率，并以此作为储层渗透性高低的评价标准。什么是达西定律？测得岩石绝对渗透率的条件是什么？ 达西定律:Q=K（P）/L其中Q-在压差△P下通过砂柱的流量cm3/sA-砂柱截面积cm2卩-通过砂柱的流体粘度mPa-s△P-流体通过砂柱前后的压力差 O.IMPaK-比例系数称为该孔隙介质的绝对渗透率D。测定和计算岩石绝对渗透率时必须符合以下条件： I岩石中全部孔隙为单相液体所饱和，液体不可压缩，岩心中流动是稳态单相流。 2.通过岩心的渗流为一维直线渗流。 匹液体性质稳定，不予延时发生物理 化学作用。绝对，有效，流动孔隙度分别是什么？ 岩石的绝对孔隙度（Qa）指岩石的总孔隙体积 Va与岩石外表体积Vb之比。岩石的有效孔隙度（$e）指岩石中有效孔隙的体积Ve与岩石外表体积Vb之比。岩石的流动孔隙度（$f）指在含油岩石中，可流动的孔隙体积 Vf与岩石外表体积Vb之比。1.流动孔隙度与有效孔隙度不同，它既排除了死孔隙，又排除了微毛细管孔隙体积。2.流动孔隙度不是定值，它随地层中的压力梯度和液体的物理化学性质而变化。3.绝对孔隙度$a＞有效孔隙度$e＞流动孔隙度$f。4.岩石总孔隙体积分为：连通孔隙体积（又称有效孔隙体积），不连通孔隙体积。连通孔隙体积又分为：可流动的孔隙体积，不可流动的孔隙体积。孔隙度的计算1.封蜡法：Vb=（W2-W3）/Pw-（W2-W1）Pp式中：Vb-岩石外表体积cmA2PwPp分别为水和石蜡的密度g/cmA2W1W2W3岩样不同条件下的质量g2.饱和煤油法A，先将岩心抽真空后，将其浸入煤油中，使其孔隙中饱和煤油，然后将已饱和煤油的岩心在空气中称质量w1,该岩心在煤油中称质量记w2•根据阿基米德浮力原理可以推算出 Vb的值:Vb=(W1-W2)/Po,Po为煤油的密度B,将已洗净、烘干的岩样在空气中称质量记为 w2,然后将岩样抽成真空然后饱和煤油，在空气中称出饱和煤油后的岩样的质量记为 w2,两次质量之差即为进入岩心空隙中煤油的质量。若煤油密度为po,则岩心孔隙体积Vp为VP=(W2-W1/Po有关液体饱和度的计算：孔隙中油，水，气饱和度分别为： So=V”Vp=Vo/Vb①Sw=Vy/Vp=Vw/Vb①Sg=Vg/Vp=Vg/Vb①其中，So+Sw+Sg=1当岩心中只有油水两相时， So+Sw=1油，水体积可按质量求得：实验过程中， 分别测出岩心原始的质量W1和岩心经抽提，洗净，烘干后的质量W2将抽提出的水体积Vw转换成质量Ww则油的体积为：Vo=(W1-W2-Ww/Po含油饱和度So为：So=(W1-W2-Ww/Vp-poX100%含气饱和度Sg为：Sg=1-(Sw+So关于储量的计算： 原油地下体积系数:Bo=Vo/N.其中，Vo为原油地下体积N 为原油地表体积例题：某油藏含油面积A=14.4km2,油层有效厚度为10m,孔隙度0.2，束缚水饱和度0.3,原油地下体积系数1.2，原油相对密度d204为0.86•试计算该油藏的原油储量该油藏地下原油体积为Vo=(1-Scw)• •A-h6= (1-0.3)X0.2X14.4X10X107 3则地表原油体积为： N=V/Bo=V0/1.2=1.68X10(m)则原油储量为N-d^20=1.68X107X0.86=1445(10中t)简述岩石润湿性特征的相对性和可变性。 某储层岩石对于油、水系统可能是水温，而对于油气系统则可能是油湿，这就是润湿性的相对性。而储层长期注水开发，可能使弱系油岩石变为弱系水岩石，称为润湿性反转，这就是润湿性的可变性试举例说明等渗点的定义及其渗流物理涵义。测定润湿性的方法有哪些？ (1)接触角法；(2)吊板法；(3)吸入法：通过测定润湿相在毛细管的作用下自发吸入的速度及非润湿相被驱替出来的量来确定油藏岩性的润湿性， 它是测定油、水对岩石的相对润湿能力的方法。烷烃的形态(气、液、固)与其分子量的关系是什么？ 烷烃又称石蜡族烃，其化学通式为CnH2n+2＞烷烃由于其分子量大小不同存在形态也不同，在常温常压下， C1~C4为气态，它们是构成天然气的主要成分； C5~C15是液态，它们是石油的主要成分； C16以上的为固态，即所谓石蜡。利用凝析气藏相图解释凝析气藏的最佳开采方式1.气藏中沉积下来的凝析油饱和度一般比较小， 往往小于液烃能够开始流动的饱和度， 凝析油粘附在岩石颗粒表面形成油膜， 或成为油滴滞留于空隙的角隅中。 2.从相图可以想象，当压力继续降低到露点E以下是，凝析油会再蒸发成为气相， 从而可以被采出。但当气藏压力降低到上露点B以下是，重烃凝析于地层中轻烃产出，长期生产下去，气藏中剩余烃类的组成与原始条件下气藏中的烃类组成已不相同， 相图形态变化，从而阻止了再蒸发作用的进行。3.凝析液在地层中的沉积还增加气流阻力没改变气藏湾流特征， 降低气井产能，甚至形成烃锁导致气井停喷。因此为防止重烃从天然气中凝析出来， 凝析气藏开发要采用循环注气的方法保持地层压力，使地层压力再高于上露点压力条件下生产。地层油的高压物性变化规律 1.地层油密度：以饱和压力为界，当压力小于饱和压力时，由于随压力增加，溶解的天然气量增加，因而原油密度减小，当压力高于饱和压力时，天然气已全部溶解，随压力增加原油受压缩，因而粘度增大。 2.地层油溶解气油比：地层压力高于饱和压力时的溶解气油比均为原始溶解汽油比 Rsi。当地层压力降至低于饱和压力后，随着压力降低，一部分气体已从地层原油中逸出，溶解于原油中的气量减少，故溶解气油比Rs减少直到为零。3.地层油的体积系数当P<Pb时，随地层压力的降低，溶解气量减小，原油体积Vf收缩，故Bo随压力降低而减小。此时Bt为压力的函数。当P>Pb时体积系数随压力的增加而降低。这事由于地下原油受压缩，体积 Vf缩小，故Bo也减小。此时Bt=Bo当P=Po时，溶解气油比Rs最大，体积系数Bo也最大。4.地层原油的压缩系数：地层温度越高，原油密度越小，弹性越大，则其压缩系数越大；压力增加，原油密度增大，则其压缩系数变小。5.地层原油的粘度：以饱和压力Pb为界，当P>Pb时，压力的增加引起地层油的弹性压缩油的密度增大，液层间摩擦阻力也增大，原油粘度也相应增大；当 P<Pb时，随着地层压力的降低，油中溶解气不断分离出来，地层原油粘度急剧增加。影响岩石润湿性的因素1,岩石的矿物组成。粘土矿物对岩石的润湿性影响较大，主要矿物亲水性强弱次序为：粘土>石英〉石灰岩>白云岩>长石。2，油藏流体组成的影响。A对于非极性的烃类，原油中烃类所含碳原子数越多，接触角就越大，即亲油性越强。 B对于极性物质而言，他们对各种矿物表面的润湿性的影响主要取决于极性物质的多少和性质。 其中沥青质很容易吸附在岩石表面上使其表现出亲油性。 3,表面活性物质的影响。表面活性物质吸附到岩石表面，可以使岩石的润湿性发生变化， 甚至润湿反转，因此它对岩石润湿性的影响比极性物质的影响还要大。 4,岩石孔隙表面的非均质性及粗糙度的影响。当润湿固界接触到棱角时，就会在棱角处遇到很大阻力，此时在棱角与三相润湿固界接触处的接触角还应加上形角的值，这样才能合理地反映润湿滞后现象，形角越大滞后现象越严重。 5,润湿性与孔隙结构温度压力等也有一定关系油和水在岩石孔隙中的分布有哪些影响因素一、 润湿性对油水微观分布的影响： （1）当岩石颗粒表面亲水时：A当含水饱和度较低时，水围绕砂岩颗粒接触点形成一个水环， 称环状分布。B当含水饱和度的增加时，水环也随之增大，直至增到水环彼此连通起来， 成为共存水的一种形式。C随含水饱和度的进一步提高，油最终失去连续性并破裂成油珠、 油滴、以孤滴状分布在油层岩石孔隙的中间部位在较大压差下可以被水驱走， 但遇较窄孔喉精后很容易被卡住形成较大阻力。（2）当岩石颗粒表面亲油时。 A进入岩石中的非润湿相的水先沿着较大的流通性好的孔道形成曲折迂回的连续水流渠道。 B当继续注水，水逐渐侵入较小的孔道并使这些水侵小孔道串联起来形成另外一些水流渠道。 C当形成的水流数目多得几乎使水能畅通地渗流时，油流几乎消失。残余油除了一些停留于晓得油流渠道内， 其余的则是在大的水流渠道固相表面形成油膜。（3）非润湿相驱出湿相的过程称为驱替过程 （亲油油层注水）湿相驱出非湿相的过程称为吸吮过程 （亲水油层注水）二、润湿性决定着孔道中毛管压力的大小和方向。亲水毛细管的毛细管压力的方向与注水的驱动压差方向一致， 此时毛管压力为驱油的动力，相反，亲油毛细管的毛管压力与注水驱油方向相反， 毛管压力为阻力三、润湿性对采收率的影响。水湿储层的采收率要比油湿储层高。 四、注水对岩石润湿性的影响。注入水冲洗岩石表面，使表面油膜脱落，长石石英表面呈现出本来的亲水性。说明毛管压力曲线的定性和定量特点一、定性特征：毛管压力一般分为三段：初始段、中间平缓段和末端上翘段；曲线表现出两头陡中间缓的特点。A初始段：随毛管压力升高湿相饱和度平缓降低，非湿象饱和度缓慢增加。这并不表示非湿象流体已真正进入岩石内部孔隙中， 而是非湿象进入岩样表面凹坑或切开的大孔隙。B中间段：中间段越长表示岩石孔隙孔道分布越集中，分选性越好；平缓段越靠下说明岩石孔吼道半径越大。 C最后上桥段：表面非湿象进入岩石孔隙的量越来越小，毛管压力急剧升高，最后仅有很少孔隙还存在湿象流体且不能被非湿象驱替。二、毛管压力的定量特征A阀压或称排驱压力PT指非湿象开始进入岩样时的最小压力。一般来说，毛管压力曲线中