油层物理(1)(1)

流动孔隙度：岩石中能够在一般压差下流动的那一部分流体体积与岩石总体积之比

绝对孔隙度：岩石中未被碎屑物质或填隙物充填的空间与岩石总体积之比

连通孔隙度：岩石中相互连通的孔隙体积与岩石总体积之比。

孔隙结构：岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小分布及相互连通关系。

储集岩的孔隙结构：岩石所具有的空隙和喉道的几何形状，大小分布及相互连通关系。

毛细管压力：气液分界面以下的液相压力与气液分界面以上的气相压力的压力差

地层石油的饱和压力：油层温度下全部天然气溶解于石油中的最小压力。

地层原油饱和压力：油层温度下全部天然气溶解于原油中的最小压力。

临界凝析压力：两相共存的最高压力。

饱和压力Ps：油层温度下全部天然气溶解于石油中的最小压力。

饱和度中值压力：是指非润湿相饱和度为50%时对应的毛管压力。

排驱压力;实验室中用非润湿相排驱润湿相时，非润湿相进入最大连通孔喉所相应的毛细管压力。

绝对渗透率：当岩芯全部孔隙为单相流体所充填并在岩芯中流动，岩石与液体不发生化学和物理化学作用下流体的流动能力。

相渗透率（有效）：岩石孔隙中为多相流体饱和时，其中某一项流体的渗透率。或饱和着多相的孔隙介质对其中某一流体的传导能力。

相对渗透率;相渗透率与绝对渗透率的比值。

岩石的有效渗透率;当岩石孔隙中饱和两种或两种以上的流体时，岩石让其中两种流体通过的能力。或多相流体通过岩石时，所测出的某一相流体的渗透率，当岩石中为一相流体充满时所测得的岩石渗透率叫有效渗透率。

有效渗透率：多相流体通过岩石时，所测出的某一相流体的渗透率。

非润湿相最大相对渗透率点：表示油或气在多相流动中可能获得的最大相渗透率值。

临界水饱和度：润湿相开始流动时对应的饱和度。

交叉点饱和度：该点表示一油（或气）水饱和度值时，两种流体的相对渗透率相等。

非润湿相残余饱和度：或称残余油气饱和度，它用此度量当多相流体流动时，其中的非润湿相停止流动时所对应的饱和度。

非润湿相残余饱和度;岩芯中所残余的非润湿相液体占总的饱和非润湿液体的百分数。

地层原油的饱和度：地层条件下，在油气储集岩的孔隙中，原油所占总的孔隙体积的百分数。流体（液体）饱和度;油气储集岩的孔隙中，某种流体所占的数量占总的孔隙体积的百分数。地层原油饱和度：底层条件下，在油气储集岩的孔隙中，原油所占总的孔隙体积的百分数。吸入过程：润湿相排驱非润湿相的过程。

驱替过程：对于湿油层，用水排驱石油是排驱过程。（把非润湿相驱替润湿相的过程）

天然气的体积系数：天然气在油藏条件下的体积与它在地面标准状况下所占体积的比值。天然气压缩因子：在给定温度、压力下，实际气体占有的体积与相同温度和压力下理想气体所占有的体积比。

比面：单位体积的岩石内颗粒的总表面积或单位体积岩石内总孔隙的内表面积

等温反蒸发：（与P升高就凝析相反）等温升压过程中液体蒸发成气体的过程

润湿接触角：在液、固、气三相的交界处做液体表面的切线与固体表面的切线，两切线通过液体内部所成的夹角θ称为接触角。

岩石的比表面;单位体积的岩石内颗粒的总表面积。

视对比温度：地层的温度与视临界温度的比值。

表面张力：位于表面层上的分子，被极力拉向液体刚刚形成的1平方厘米表面所带有的功。

表面非活性物质：使界面张力随溶质质量浓度的增加而增加的溶质。

润湿滞后：由于三相润湿周界沿固体表面移动的迟缓而产生润湿角改变的现象，它是在两相驱替过程中出现的润湿现象。

最小非饱和体积百分数：当注入水银的压力达到仪器的最高压力时，没有被水银侵入的孔吼体积百分数。

润湿性：液滴或气体在岩石表面的扩散现象。

地层石油的两相体积系数：当油层压力低于饱和压力时，地层石油和吸出气体的总体积与其地面脱气石油体积的比值。

两相体积系数Bt：P1

溶解度R：地层原油在地面脱气后，得到1m3脱气原油时，所分离出的气量。

润湿接触角θ：为气液固三相交叉点对液滴表面所做切线与液固的夹角，从密度大的流体一侧量度。0°~180°。

天然气体积系数Bg：天然气在地层条件下的体积与他在地面标准状况下所占体积的比值。压缩率：等温条件下，天然气单位压力变化时，气体体积的相对变化率

1、油藏内原始流体饱和度可以划分为含油饱和度和含水饱和度。

2、岩石孔隙空间最重要的构成是孔隙和喉道。

3、碳酸盐岩储集层的储渗性能主要受孔隙、洞穴、裂缝。

4、典型油藏原油与气藏气体的相图相比，原油相图的两相区域宽相图往重组分偏移而气体

相图的两相区域窄相图往往向轻组分偏移。

5、多组分烃系统相图中三点指临界点、临界凝析压力点、临界凝析温度点。

6、石油的压缩系数随压力的升高而降低，随溶解气量的增多而增大。

7、在排驱过程中起控制作用的是喉道大小，而非孔隙的大小。

8、在毛细管压力测定中，加压用非润湿相排驱岩芯中的润湿相属于排驱过程，减压用润湿

相为吸入过程。

9、驱替过程中随着排驱压力的增大，非润湿相饱和度增大，润湿相饱和度减少。

10、同一岩石相对渗透率之和是小于该岩样的绝对渗透率。

11、砂岩中存在四种基本孔隙类型：粒间孔、溶蚀孔、微孔隙、裂隙。

12、储集岩石总体积是由固体体积和孔隙体积两部分组成。

13、岩石中颗粒愈多，它的比面就愈大。

14、在多组分烃的相图上，等温逆行区的温度范围应在临界温度和临界凝析温度之间。

15、天然气的压缩因子Z<1，表明天然气比理想气体容易压缩。

16、石油的压缩系数随压力的减小而增大，随温度升高而增大，天然气的体积系数随压力的减小而增大。

17、温度一定,压力高于饱和压力时,压力的增加使原油粘度增大。

18、表面张力产生的根本原因是分子引力。

19、液体或气体在固体表面的扩散现象称为润湿作用。

20、砂岩储集岩的渗流能力主要由受喉道的形状的大小和控制

21、岩石的分选一定时，砂岩的渗透率髓颗粒中值的增大而减小

22、双组份相图中的临界临析压力点为两相共存的最高压力

23、当压力高于饱和压力时，单项石油的体积系数是随压力的增加而减小，天然气在石油中的溶解度随压力的增加而不变

24、地下天然气的体积小于地面标准状况下的天然气的体积

25、发生正吸附的物质为表面活性物质，液体的界面张力随物浓度的增加而减小

26、在油—水—岩石系统中，若附着张力大于零，则该岩石的对水的选择性润湿，若附着张力小于零，则该岩石对油的选择性润湿

27、水银开始进入岩样最大喉道的压力是该岩样的排驱压力

28、碳酸盐岩的渗流能力主要受孔隙、洞穴和裂缝的控制

29、砂岩的基本孔隙类型有粒间孔、溶蚀孔和微孔隙或裂隙

30、水银注入法测毛细管压力曲线，它反映了孔喉的大小

31、当压力高于饱和压力时，地层的体积系数是随压力的降低而增加。而天然气在石油中的溶解度随压力的降低而不变

32、油湿岩石，水驱油形成后退接触角，而油赶水则形成前进接触角

33、描述真实气体体积、温度、压力的表达式是PV=ZnRT

34、砂岩储集岩的渗流能力主要受喉道大小的控制

35、油水系统产生纯油所需要的闭合高度大于气水油水系统产生纯油所需要的闭合高度

36、根据空隙的连通情况可将空隙分为连通孔隙、死胡同孔隙、微毛细管束缚孔隙、孤立孔隙。

37、衡量岩石储油气性的三个最主要的指标是孔隙度、渗透率、流体饱和度。

38、岩石中细粒颗粒愈多愈细，它的比面就愈大。

39、毛细管压力的基本表达式是2αcosθ/r、f(s)和Δρgh。

40、当压力等于饱和压力时，地层石油两项体积系数等于单项石油体积系数。

41、汽液两相共存时的最高温度是临界凝析温度。

42、如果地层压力和温度越高，石油轻组分越多，溶解气量越多，则石油的压缩系数就越大。

43、在相同的条件下仅仅由于饱和顺序的不同产生的毛细管中的高度的差异的现象为润湿滞后。

44、影响相对渗透率的各种因素中，最主要的是流体饱和度。

45、气测法测定岩心绝对渗透率的表达式为k=HQL/A△P。

46、在排驱过程中起控制作用的是喉道的大小，而排驱压力是指孔隙系统中最大喉道所对应的毛细管压力。

47、驱替过程中随着排驱压力的升高，非润湿性饱和度增大，润湿性饱和度减小。

48、当液体、固体性质确定时，毛细管半径越小，则毛管压力越大。

49、孔隙喉道的大小和分布主要影响着毛管压力曲线的歪度。

50影响储集岩储集能力和渗流特征的主要因素是孔喉的大小、分布以及它们的几何形状。

51.砂岩储集岩的空隙类型有粒间空隙、溶蚀孔、微孔隙、裂隙。

52.岩石的绝对渗透率随比面积的增大而下降。

53.岩石的成分、分选一定时，颗粒直径增大，岩石的储集物性一般变好。

54.地下天然气的体积小于地面标准状况下天然气的体积，地下原油的体积大于地上原有的体积。

55.低压下，天然气的粘度随温度增加而增大。

56.当地层压力大于饱和压力时，单相石油的体积系数略有下降。

57.当温度、压力一定时，轻质组分占绝对优势的天然气在轻质油中溶解度大于重质油的溶解度。

58.发生正吸附的物质称为表面活性物质，液体的界面张力随浓度的增加而减小。

59.润湿相排驱非润湿相时，其润湿接触角称为前进接触角。

60.砂岩储集岩的渗透能力主要受喉道的形状和大小控制。

61.水银注入法测毛管压力曲线，它反映了孔喉的大小。

62.碳酸盐岩的储集能力主要受孔隙、溶洞和裂缝的控制。

63.碎屑岩的基本组成成分是碎屑颗粒-杂基、胶结物和孔隙。

64.储集岩石的绝对渗透率与孔喉的大小、形状、连通情况有关，与流体性质无关。

65、油湿岩石水驱油是排驱过程，而油驱水是吸入过程。

66、强水湿岩石的水相平衡渗透率小于30%

67、储油岩石的孔隙空间主要为孔隙和喉道组成。

68、双组份烃相图中两相共存的最高压力是临界凝析压力。

69、在接近大气压的低压条件下，天然气的粘度与压力无关。

70、两相流体接触时，若两相的极性差为零，其界面张力为零。

71、储集岩石总体积由孔隙体积和岩石孔隙。

72、岩石的颗粒越细，它的比表面就大

73、在多组份的相图中，等温逆行区的温度范围应在临界温度和临界凝析温度之间。

74、天然气的压缩因子Z<1，表明天然气比理想气体容易压缩。

75、地层压力小于饱和压力时，是有的压缩系数随压力的减少而减少，天然气的体积系数所压力的减少而增大。

76、当地层温度一定，地层压力高于饱和压力时，压力增加使地层原油粘度增大。

77、表面张力产生的根本原因是分子间引力。

78、当流体和固体的性质一定时，毛细管半径越小，则毛细管压力大

66、对油、水、岩石三相而言，其附着张力的表达式是A=σowcosθow

67、颗粒大，分选好，泥质含量少，孔隙度就大，渗透率也高。

68、毛细管中，两相流体的接触面两端所产生的压力差，即为毛细管压力。

69、当压力等于饱和压力时，地层石油两相体积系数等于单项石油体积系数。

1、写出根据天然气组分分析资料采用对应状态法确定天然气压缩因子的计算过程（地层温度T ，地层压力P ，天然气不含非烃成分）

答：法一;①已知天然气组成yi

②根据yi ，查表得临界温度Tci ，临界压力Pci

③求视临界温度和视临界压力∑==n 1i ci i

pc T y T ，∑==n 1i ci

i pc p y p ④求视对比温度和视对比压力PC pr T T T =，

pc pr p p p = ⑤查表得Z

法二：①已知rg

②查表得视临界温度压力

③求视对比温度压力

④查表得Z

Pci-组分i 的临界压力，MPa; Tci-组分i 的临界

温度，K;

P -地层压力， MPa; T -地层温度，K(273+t);

Ppc-视临界压力，MPa; Tpc-视临界温度，K;

Ppr-视对比压力，MPa; Tpr-视临界温度，K ；

2、简述并图示多组分烃系统的相图中三点、三线、三区是指什么。

C点：临界点；

p,点：临界凝析压力点；

T,点：临界凝析温度点。

aC：泡点线；

bC：露点线；

虚线：等体积线。

液相区、气相区，

液气两相区，逆行区。

答;三点：临界点C、临界凝析压力点P、临

界凝析温度点T。

三线;泡点线aC、露点线bC、等体积线-

虚线。

四区;aC以上液相区、bC右侧气相区、aCb

包括线以内液气两相区液气逆行区

J：未饱和油藏；

I：饱和油藏；

L：有气顶的油藏；

F：气藏；

A：凝析气藏（ Tc＜T＜T,）

3、在评价构造产能时，惯用h50与构造闭合高度比较，为什么？

①在油层孔隙空间中，由于地层通常亲水，所以油水各占一半时，常常表现为油多水少或只有油产出的情况。而Pc50指的是非润湿相占50%是相应的注入非润湿相最小压力，所以Pc50的大小直接反映了储层产油的难易程度

②同时，Pc50与岩层空渗性相关，Pc50越大，表明岩石越致密，产油能力小，Pc50越小，岩石对油的渗滤能力越好，有较高产油能力。为了直接方便和直观，将岩石的Pc50转化为在地层条件下对应的压住高度h50，将h50与构造闭合高度比较，相当于将地层压力与Pc50作比较，能够较准确地反映出储层产油能力大小。H50<闭合高度，即P地层>Pc50，产油能力大（以此类推）

4、简述气测法测定岩石绝对渗透率的公式和各参数单位。

答;计算公式：K=2P。Q。μL/A（P12-P22）

A-岩样的横截面积，cm2；

L-岩样的长度，cm；

μ-气体粘度，mPa.s；

P1-气体通过岩样前的压力，0.1Mpa；

P2-气体通过岩样后的压力，0.1Mpa；

P。-大气压力，0.1Mpa；

Q。-在大气压力下测定的气体流量。

（原理：岩石在一定的压差下允许流体通过的能力）

步骤：1、将抽提、烘干的岩样制成长约3厘米，直径约为2—2.5厘米的圆柱体，两端切平，

编号，测量岩样直径、长度、Po 、μ；2、将岩样放入岩心夹持器并密封岩样，逐步提高进口压力，待压力稳定后记录该压力下出口端流量；3、改变四个压力点，记录各压力稳定后该压力下岩样出口端流量；4、测试完四个压力下岩样的流量后即可结束实验。关闭进口，压力后再关闭围限压力，实验结束。

5、什么叫做原油的两相体积系数？写出其计算公式中各参数的意义？

答：两相体积系数Bt: 当Pt ＜Ps 时，地层石油和析出气体的总体积与其地面脱气石油体积的比值。即os p g o t V )V (V B t +=

=B 。+（Rsi-Rst ）Bg

,Bt —地层石油的两相体积系数；

Vo —在地层一定压力、温度下石油的体积，m^3；

(Vo+Vg)pt —油层压力为Pt(Pt

Vos —地层石油在地面脱气后的体积，m^3；

B 。-高于饱和压力时的地层石油体积系数；

Bg- 分离出的气体的体积系数；

Rsi-原始地层压力下，天然气在石油中的溶解度；

Rst-目前地层压力下，天然气在石油中的溶解度。

6/相对渗透率曲线图

3条线：润湿相Kri 曲线、

非润湿相Kri 曲线

Kri 叠加曲线

三区：A 区：只有非润湿相流动，而

润湿相不流动的饱和度范围。

B 区：润湿相的相对渗透率增

加，非润湿相的相对渗透率减少，两

相流动区。

C 区：非润湿相变成孤岛或不

连续状态，以及水饱和度保持连续带

状饱和度分布时的有效渗透率特征。

五点：

左下:临界水饱和点

左上:非润湿相最大相对渗透率

中间: 交叉点饱和度

右上:润湿相最大渗透率

右下:非润湿相残余油饱和度

意义：①可反映油藏中流体的相对渗透率变化，油体数量变化，油水分布及构造产能。 ②可预测油田开采过程中的动态变化。

③可预测油气油藏中的理论采收率。

④相对渗透率曲线与毛细管压力曲线重叠合后可计算流体分布。

7、现有一含油岩样，如何测定岩样的连通孔隙度（写出测定的原理、步骤、流程）

1、原理：Vp=G2-G1/ρo Vt=G2-Go/

ρo Φ=Vp/Vt x100%%1003

212?--=ΦG G G G 2、仪器及流程：电子天平、真空饱和

系统

3、步骤

1. 制样，编号，抽提，烘干，将岩样

捆一根细铜丝，称岩样在空气中重量

G1;

2. 将岩样放入抽真空装置中抽真空，

在真空状态下充分注入煤油；

3. 将饱和煤油的岩样在空气中称其重量G2;

4. 将饱和煤油的岩样浸泡在煤油中称岩样在煤油中重量G3，实验结束

4、计算与分析

8、通过对油层物理的学习，请列出10项可用于储层分类评价的参数

Φ孔隙度 K 渗透率 Pc 毛细管压力 Rs 溶解度 Bo 体积系数 μo 粘度 Co 压缩系数σ界面张力ρ石油密度 S 饱和度

9、水银注入毛细管压力曲线，并标出排驱压力、饱和度中值压力和最小非饱和孔隙体积百分数

① 排驱压力（P d ）

P d : 指孔喉系统中最大连通孔喉所相

应的毛细管压力，排驱压力值相对应的是

岩石中最大连通孔隙喉道半径（r d ）。

Pc 曲线上，沿曲线的平坦部分作切线

与纵轴相交的压力值；曲线初始拐点对应

的压力；S Hg 10%对应的压力

② 饱和度中值压力（P c 50）

P c 50:饱和度为50％对应的压力，相应的

半径可视为平均孔喉半径（r d ）。

③ 最小非饱和的孔喉体积百分数

(S min ％）

S min :当注入水银的压力达到仪器的最高

压力时，没有被水银侵入的孔喉体积百分

数。

S min 值就越大，就表示这种小孔隙喉道所

占的体积越多。

S min 值还取决于所使用仪器的最高压力。

不能把S min 值作为束缚水饱和度

④ 水银退出效率W E :

注入压力降低时，退出的水银与水银最大注入条件之比。

10、有一岩心长10cm，横截面积是2cm^3,若保持水饱和度Sw=40%,油饱和度So=60%，一直压强Δ=2大气压，油的粘度μo=2.5cp,油的流量Qo=0.003cm^3/sec，水的粘度μw=0.75cp,水的流量Qw=0.004cm^3/sec，岩心的绝对渗透率是67毫达西。

试求（1）该饱和度下，油和水的有效渗透率各是多少（2）油和水的相对渗透率各是多少（3）产水率是多少

(1)K。=（μQL）/(A△P)=(2.5X0.003X10)/(2X2)=0.01875μm^2=18.75毫达西

Kw=（μQL）/(A△P)=(0.75X0.004X10)/(2X2)=0.0075μm^2=7.5毫达西

(2)Kro(60,40)=18.75/67≈0.0028

Krw(60,40)=7.5/67≈0.112

(3)产水率F w=Qw/(Q。+Qw)=0.004/(0.003+0.004)≈0.5714

11、地层石油的粘度与温度，压力的变化关系曲线。

13、有一含油水岩样，经过抽提后得到0.3cm 2的水，该岩样烘干后重量为7.2221克，饱和煤油后在空气中称得重量为8.0535克，饱和煤油的岩样在煤油中称得重量为5.7561克，求该岩样的含水饱和度、含油饱和度和孔隙度。（设煤油密度为0.8045克cm 3）。

孔隙体积Vp=(G2-G1)/ρ。=（8.0535-7.2221）/0.8045≈1.0334cm^3

岩石总体积V=(G2-G3)/ρ。=(8.0535-5.7561)/0.8045≈2.8557cm^3

Φ=(Vp/V)%=(1.0334/2.8557)%≈36.19%

含水饱和度Sw=Vw/Vp=0.3/1.0334≈29.03%

含油饱和度S。=1-Sw=70.97%

14、已知一岩样总重量为6.554克，经过抽提烘干后重量为6.037克，抽提时所得水体积0.3立方厘米，由煤油法测得孔隙度为0.25，求此岩样的含油、含气、含水饱和度（设岩样密度为2.65克/cm3，油的密度为0.8750g/cm3）

孔隙体积Vp=(G干φ)/ρ干岩石=(6.037*0.25)/2.65≈0.5695cm^3

含水饱和度Sw=Vw/Vp=0.3/0.5695≈52.68%

V。=（G总-G干-V水ρ水）/ρ原油=(6.554-6.037-0.3*1)/0.8750=0.248cm^3

含油饱和度S。=V。/Vp= 0.248/0.5695≈43.55%

含气饱和度Sg=(1-S。-Sw)=3.77%

15、含油岩心重41.2174克，经蒸溜得到0.95克水，岩心烘干后重为38.9739克，该岩心抽空饱和水后在空气中和水中的重量分别为41.3870克和25.2400克，岩心的孔隙度为15%，原油和水的比重分别为0.870和0.9908.求岩心的含油饱和度。

孔隙体积Vp=(G2-G1)/ρ。=(41.3870-38.9739)/0.9908≈2.4355cm^3

V。=（G总-G干-V水ρ水）/ρ原油=(41.2174-38.9739-0.95)/0.870≈1.4868cm^3

含油饱和度S。=V。/Vp=1.4868/2.4355≈61.05%

16、根据以下资料给出毛细管压力曲线，并求出排驱压力，饱和度中值压力，最小非饱和孔隙体积及平均喉道半径值（该岩样细粒长石砂岩，孔隙度12%，渗透率为0.15*10 -3）Pc（*0.1MPa）0 1 10 20 50 100 150 200 260 SHg% 0 0.1 2 2.5 6 24 62 78 80

平均喉道半径值= 根号下(（Φp）*8K)/Φ=根号下(1*8*0.15*10^-3)/0.12

17、.具备什么条件的气田才是凝析气田？你认为应如何开发凝析气田？

答：凝析气藏所处的地层条件是，压力在露点压力以上，温度介于临界温度与临界凝析温度之间。

为了防止轻质油从天然气中凝析出来、增加气流阻力及部分轻质油吸附在岩石表面上因采不出而损失掉，常采用循环注气等方法，保持地层压力高于上露点压力条件下进行开采。

18、亲水、亲油岩石相对渗透率曲线

19、地层石油的单相体积系数与压力的关系图

20、有一砂岩样，其压汞资料如下，要求：

①绘出Pc-Sug的关系曲线

②分别求出该岩样的排驱压力、饱和中值的压力和最小非饱和体积百分数，并在图上标出以上各点的位置

21、已知某岩样的压汞资料，绘制出它们的毛管压力曲线，并分别求出其排驱压力，饱和度中值压力及最小非饱和体积百分数

（1）排驱压力为图像拐角处所对应的压力

（2）饱和度中值压力在饱和度等于50%时对应的压力

（3）最小非饱和体积百分数是最左边的横坐标