油層物理習(xí)題解答

油層物理練習(xí)冊(cè)儲(chǔ)層流體的高壓物性 油層物理練習(xí)冊(cè)油層物理練習(xí)冊(cè) 儲(chǔ)層流體的高壓物性PAGE2PAGE3PAGE1第一篇儲(chǔ)層流體的高壓物性 第一章天然氣的高壓物理性質(zhì)一、名詞解釋。1.天然氣視分子量（gasapparentmolecularweight）：2.天然氣的相對(duì)密度(gasrelativedensity):3.天然氣的壓縮因子Z(gascompressibilityfactor)：4.對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理(correlationstateprinciple)：5.天然氣壓縮系數(shù)（gascompressivecoefficient）：6.天然氣體積系數(shù)(gasformationvolumefactor)：二．判斷題?！獭痢痢痢獭獭痢?．體系壓力愈高，則天然氣體積系數(shù)愈小。 （√）2．烴類體系溫度愈高，則天然氣壓縮因子愈小。 （×）3．體系壓力越大，天然氣等溫壓縮率越大。 （×）4．當(dāng)二者組分相似，分子量相近時(shí)，天然氣的粘度增加。 （）5．壓力不變時(shí)，隨著溫度的增加，天然氣的粘度增加。 （×）6．天然氣水合物形成的有利條件是低溫低壓。 （√）7．溫度不變時(shí)，壓力增加，天然氣體積系數(shù)減小。 （√）8．溫度不變時(shí)，壓力增加，天然氣分子量變大。 （×）9.當(dāng)壓縮因子為1時(shí)，實(shí)際氣體則成為理想氣體。 （×）三．選擇題。ACACBDB1.理想氣體的壓縮系數(shù)與下列因素有關(guān)1.理想氣體的壓縮系數(shù)與下列因素有關(guān)A.壓力B.溫度C.體積D.組成(A)2.在相同溫度下，隨著壓力的增加，天然氣壓縮因子在低壓區(qū)間將在高壓區(qū)間將A.上升，上升B.上升，下降C.下降，上升D.下降，下降(C)3.對(duì)于單組分烴，在相同溫度下，若C原子數(shù)愈少，則其飽和蒸氣壓愈其揮發(fā)性愈A.大，強(qiáng)B.小，弱C.小，強(qiáng)D.大，弱(A)4.地層中天然氣的密度地面天然氣的密度。A.小于B.等于C.大于D.視情況定(C)油層物理練習(xí)冊(cè)儲(chǔ)層流體的高壓物性 油層物理練習(xí)冊(cè)PAGE6PAGE6PAGE335.通常用來(lái)計(jì)算天然氣體積系數(shù)的公式為A.Bg=Cg(273+t)/293PB.Bg=V地下/V地面C.Bg=Z(273+t)/293PD.Bg=V地面/V地下 (B)6.天然氣壓縮因子Z＞1說(shuō)明天然氣比理想氣體壓縮，Z＜1說(shuō)明天然氣比理想氣體。A.易于，難于B.易于，易于C.難于，難于D.難于，易于(D)7.兩種天然氣A和B，在相同的P-T條件下，A比B更易于壓縮，則CgACgA,,ZAZBA.大于，大于B.大于，小于C.小于，大于D.小于，小于(B)四．問(wèn)答題。1.天然氣的分子量M、密度和比重是如何定義的？2.壓縮因子的物理意義是什么？請(qǐng)區(qū)別壓縮系數(shù)，壓縮因子和體積系數(shù)的概念。3.如何確定多組分體系的視臨界壓力和視臨界溫度？你認(rèn)為它們就是多組分體系的臨界壓力和臨界溫度嗎？為什么？五．計(jì)算題。1．某天然氣的組成如表所示。﹙1﹚計(jì)算天然氣的視分子量和比重﹙2﹚計(jì)算在43℃和8MPa下，1mol該天然氣所占的體積組分YiMiPci(MPa)Tci(K)0.9016.0 4.54190.60.0530.1 4.82305.40.0344.1 4.19369.80.0258.1 3.75425.214.41.5051.3231.1624.0860.2410.12570.075171.5415.2711.0948.504合計(jì)：∑Yi=1M=18.39Pc=4.528Tc=206.408解：（1）天然氣的視分子量：M=∑YiMi=14.4+1.505+1.323+1.162=18.30因而該天然氣的比重:?=M/29=0.634（2）該天然氣的視臨界參數(shù)：Ppc=∑YiPci=4.528（MPa）Tpc=∑YiTci=206.408（K）因而在43℃Ppr=P/Ppc=8/4.528=1.77Tpr=T/Tpc=(47+273)/206.408=1.53查壓縮因子圖版得該天然氣在此狀態(tài)下的壓縮因子：Z≈0.84由PV=ZnRT得：1mol該天然氣在此溫度壓力下所占體積：V=ZnRT/P=0.84×1×8.314×(47+273)/(8×106)=2.76×10-4(m3)2.某天然氣的比重為0.743，當(dāng)?shù)貙訅毫?3.6MPa，地層溫度為93℃時(shí)，求該天然氣的壓縮解：根據(jù)比重?查“天然氣相對(duì)密度與擬臨界參數(shù)圖”可得視臨界參數(shù)：Tc=222K,Pc=4.64MPa（也可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出視臨界參數(shù)）∴可計(jì)算出：Ppr=P/Ppc=13.6/4.64=2.93Tpr=T/Tpc=（273+93）/222=1.65查壓縮因子圖版可得：Z≈0.813．已知某氣井地層壓力為53.752MPa，地層溫度為105.58℃，根據(jù)天然氣分析知，相對(duì)密度為0.57，臨界壓力為4.762MPa,臨界溫度為192.3K解：由題意可求得：Ppr=P/Ppc=53.752/4.762=11.2Tpr=T/Tpc=(273+105.58)/192.3=1.97查壓縮因子圖版可得：Z≈0.93由?=M/29得M=29?對(duì)于1mol的天然氣，根據(jù)狀態(tài)方程PV=ZRTm/M得該天然氣的地下密度：ρg=m/V=PM/(ZRT)=29P?/(ZRT)=29×53.752×106×0.57/[0.93×8.314×(105.58+273)]=0.306(g/m3)又解：Z=0.93，Bg=0.0024,ρg=0.57×1.293/Bg=0.307(g/cm3)。4．某油藏存在一氣頂，地下體積為105萬(wàn)立方米，地壓力為20MPa，地層溫度為75℃，天然氣比重為0.7，求該氣頂?shù)膬?chǔ)解：根據(jù)比重?查“天然氣相對(duì)密度與擬臨界參數(shù)圖”可得視臨界參數(shù)：Tc=216K,Pc=4.66MPa（也可以通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出視臨界參數(shù)）∴可得：Ppr=P/Ppc=20/4.66=4.3Tpr=T/Tpc=（273+75）/216=1.6查壓縮因子圖版得：Z=0.84Bg=ZTP0/(T0P)=0.84×（273+75）×0.1/[(273+20)×20]=0.004929∴Ng=V地下/Bg=105×104/0.004929=2。13×108（m3）PAGE55．某油氣田的組成如表所示。組分YiMiPci(MPa)Tci(K)CH40.90216.04.54190.6C2H60.04530.14.82305.40.03144.14.19369.80.02158.13.75425.2若地層溫度為32℃，油層壓力為8.3MPa求氣體的壓縮因子；求氣體的體積系數(shù)；若油井日產(chǎn)氣10000（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），它在地下所占體積為多少？計(jì)算該氣體的壓縮系數(shù)；計(jì)算該氣體的粘度。解：Ppc=∑YiPci=0.902×4.54+0.045×4.82+0.031×4.19+0.021×3.75=4.52（MPa）Tpc=∑YiTci=0.902×190.6+0.045×305.4+0.031×369.8+0.021×425.2=206.06（K）∴可得：Ppr=P/Ppc=8.3/4.52=1.84Tpr=T/Tpc=（273+32）/208.06=1.48（1）查壓縮因子圖版可得該天然氣在此狀態(tài)下的壓縮因子Z≈0.82（2）Bg=ZTP0/(T0P)=0.82×(273+32)×0.1/[(273+20)×8.3]=0.0103m（3）Vg地下=BgVg地面=0.0103×10000m3=103(m3)（4）根據(jù)壓縮因子圖版，在Ppr=1.84、Tpr=1.48處（僅供參考）代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：（5）該天然氣的視分子量M=∑YiMi=0.902×16.0+0.045×30.1+0.031×44.1+0.021×58.1=18.37查圖可得大氣壓下該天然氣的粘度：μ1=0.0106(mPa·s)查圖可得在Ppr=1.84、Tpr=1.48處，高低壓粘度比為μg/μ1=1.3∴μg=μ1·μg/μ1=0.0106×1.3=0.0138(mPa·s)第二章油氣藏?zé)N類的相態(tài)和汽液平衡一、名詞解釋。1.第一露點(diǎn)（firstdewpoint）：2.臨界點(diǎn)(criticalpoint)：3.臨界凝析壓力(criticalcondensatepressure)：4.反常凝析(retrogradecondensation)：5.露點(diǎn)壓力(dewpoint)：6.泡點(diǎn)壓力(bubblepoint)：7.相態(tài)方程(phasestateequations)：二．判斷題?！獭獭痢獭痢獭獭痢痢?．飽和油藏可以理解為高收縮油藏。（√）2．烴類體系相圖中，重質(zhì)組分含量愈高，則氣液等含量線分布線愈向右密集。（√）3．烴類體系相圖中，臨界溫度是液向氣轉(zhuǎn)化的最高溫度。（×）4．烴類體系相圖中，臨界凝析壓力是氣向液轉(zhuǎn)化的最高壓力。（√）5．烴類體系相圖中，反常相變現(xiàn)象只發(fā)生在等溫反常凝析區(qū)。（×）6．烴類體系相圖中，重質(zhì)組分含量愈高，則臨界點(diǎn)愈向右多移。（√）PAGE10PAGE77．重質(zhì)組分含量越高，則相圖中等液量線越向露點(diǎn)線密集。（√）8．對(duì)烴類單組分，碳原子數(shù)越多，則飽和蒸汽壓越大。（×）9．反凝析現(xiàn)象只發(fā)生在等溫降壓過(guò)程中。（×）10．重質(zhì)組分含量增加，則相圖中的臨界點(diǎn)越靠右。（√）三．選擇題。CDAC1.在雙組分體系相圖中，兩組分的相對(duì)分子質(zhì)量差別越大，則臨界點(diǎn)軌跡線所包面積越兩相區(qū)最高壓力越A.大，低B.小，低C.大，高D.小，高(C)2.對(duì)于雙組分烴體系，若較重組分含量愈高，則相同位置愈，臨界點(diǎn)位置愈偏A.高，左B.低，左C.高，左D.低，右(D)3.在多組份烴類體系的相圖中，不飽和油藏應(yīng)處于____.A.液相區(qū)B.兩相區(qū)C.氣相區(qū)D.所有的區(qū)(A)4.在多組份烴類體系的相圖中，飽和油藏應(yīng)處于＿＿。A.液相區(qū)B.氣相區(qū)C.兩相區(qū)D.所有區(qū)(C)四．問(wèn)答題。1.油藏流體意指什么？何謂高壓物性？2.單組分體系的臨界點(diǎn)是如何定義的？多組分體系的臨界點(diǎn)又是如何定義的？3.根據(jù)下面的相圖（P-T圖），判斷圖中的各點(diǎn)屬于何種油氣藏類型，各自有什么特點(diǎn)？分析影響P-T相圖的因素有哪些？A點(diǎn)：B點(diǎn)：L點(diǎn)：E點(diǎn)：F點(diǎn)：4．凝析氣藏形成的條件是什么？5．畫(huà)出干氣和濕氣的相圖，并分析比較說(shuō)明各自的特征。6．在同一P-T相圖上畫(huà)出未飽和油藏和濕氣氣藏從原始地層壓力，地層溫度至地面分離氣壓力Psp，分離器溫度Tsp的開(kāi)采路徑。7．在同一P-T相圖上畫(huà)出揮發(fā)油油藏和干氣氣藏從原始地層壓力（＞），地層溫度至地面分離氣壓力Psp，分離器溫度Tsp的開(kāi)采路徑。注：開(kāi)采路徑指：地層→井底→井筒→分離器五．計(jì)算題。1．試推導(dǎo)油氣體系露點(diǎn)線方程和泡點(diǎn)線方程。PAGE9第三章油氣的溶解與分離一、名詞解釋。1.溶解油氣比(gas/oilratio)：2.差異分離(differentialliberation)：3.接觸分離(singlestageliberation)：4.天然氣溶解度（gassolubility）：5.平均生產(chǎn)油氣比(averageproductionoil/gasratio)：6.平衡常數(shù)(equilibriumconstant)：二．判斷題?！獭痢痢獭獭?.對(duì)于同種原油，一次分離的溶解油氣比大于多級(jí)分離。 （√）2.對(duì)于同種原油，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。 （×）3.原始溶解油氣比一定大于目前壓力下的溶解油氣比。 （×）4.對(duì)于同種天然氣，在地層油中的溶解度一定大于在地層水中的溶解度。 （√）5.地層溫度愈高，則地層油溶解油氣比愈小。 （√）6．對(duì)于同一種原油，溫度壓力相同時(shí)，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。 （×）三．選擇題。AADCBB1.多級(jí)脫氣過(guò)程中，各相組成將發(fā)生變化，體積組成將發(fā)生變化。A.要，要B.要，不C.不，要D.不，不(A)2.一次脫氣與多級(jí)脫氣相比，前者的分離氣密度較，前者的脫氣油密度較。A.大，大B.大，小C.小，大D.小，小 (A)3.在其它相同條件下的溶解能力而言，、、三者的強(qiáng)弱順序?yàn)?。A.＞＞B.＞＞C.＞＞D.＞＞ (D)4.若在某平衡條件下，乙烷的平衡常數(shù)為2，此時(shí)在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)為20%，則其在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)為。A.10%B.80%C.40%D.20% (C)5.當(dāng)壓力低于飽和壓力時(shí)，天然氣在石油中的溶解度是隨壓力的增大而____。A．減小B.增大C.不變D.不確定 (B)6.在相同的溫度壓力條件下，同一種天然氣在輕質(zhì)油中的溶解度在重質(zhì)油中的溶解度。A.小于B.大于C.等于D.不確定 (B)油層物理練習(xí)冊(cè)儲(chǔ)層流體的高壓物性油層物理練習(xí)冊(cè)PAGE12PAGE11四．問(wèn)答題。1.地層原油的溶解油氣比是怎樣定義的？其影響因素有哪些？2.在油氣分離的過(guò)程中，一次脫氣與多次脫氣的區(qū)別和聯(lián)系是什么？多級(jí)脫氣和微分脫氣的區(qū)別和聯(lián)系是什么？3.一次脫氣和多級(jí)脫氣對(duì)地層油的體積系數(shù)及溶解油氣比有何影響？一般計(jì)算溶解油氣比以何種脫氣方式為準(zhǔn)？4.在采油過(guò)程中存在哪些脫氣方式？各發(fā)生在什么階段？5.如何區(qū)分溶解度和溶解油氣比？辯其同異。6.在泡點(diǎn)在線L=1，g=0，求泡點(diǎn)壓力時(shí)，為何要求=1，而不是=1？7．在露點(diǎn)在線g=1，L=0，求露點(diǎn)壓力時(shí)，為何要求=1，而不是=1？五．計(jì)算題。1.某地層油樣品，在地層條件下原始體積為310，當(dāng)溫度降到15.5℃，壓力降到大氣壓時(shí)，液體體積減少到204，并析出21.8×氣體，計(jì)算天然氣在原油中的溶解度。解：Rs=Vg/Vos=218×103/204=106.863(標(biāo)準(zhǔn)米3/米3)PAGE12PAGE132．根據(jù)某一地層油樣的高壓物性實(shí)驗(yàn)，作出如圖所示的溶解度曲線。求：（1）原始溶解油氣比；（2）原油的飽和壓力；（3）當(dāng)油層壓力降到10MPa時(shí)，從油中分離出的游離氣有多少？解：由圖可知：（1）Rsi=100（標(biāo)準(zhǔn)米3/米3）（2）Pb=20MPa（3）P=10MPa時(shí)，Rs=60（標(biāo)準(zhǔn)米3/米3）因而，析出△Rs=100-60=40(標(biāo)準(zhǔn)米3/米3)3.有一油藏，原始地層壓力為20MPa，地層溫度為75℃，飽和壓力為18MPa，原始溶解油氣比為120標(biāo)，當(dāng)P=15MPa時(shí)，=115標(biāo)，Bo=1.25，已知天然氣比重為0.70，求壓力為15MPa時(shí)的兩相體積系數(shù)。解：由該天然氣的比重?=0.70查天然氣比重與臨界參數(shù)關(guān)系圖得視臨界參數(shù)：Tpc=215K,Ppc=4.65MPa（也可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算）∴Tpr=T/TPc=(273+75)/215=1.62Ppr=P/Ppc=15/4.69=3.23查壓縮因子圖版可得該天然氣的壓縮因子Z=0.83?！郆t=BO+Bg(Rsi-Rs)=BO+ZTP0(Rsi-Rs)/(T0P)=1.25+0.83×(273+75)×0.1×(120-115)/[(273+20)×15]=1.2834.一理想溶液體系由，n-，n-組成，其摩爾組成及各組分在150°F時(shí)的蒸氣壓如下表，計(jì)算該體系150°F時(shí)的泡點(diǎn)壓力和露組分組分（摩爾分?jǐn)?shù)）150°F下蒸氣壓（大0.61025.0n-0.2807.50n-C50.1102.60解：設(shè)汽相、液相所占的摩爾分?jǐn)?shù)分別為Yj、Xj，平衡常數(shù)為Kj由Kj=Yj/Xj=Pvj/P泡點(diǎn)方程∑ZjKj=1可得：∑ZjPvj/Pb=1∴Pb=∑ZjPvj=0.610×25.0+0.280×7.50+0.110×2.60=17.636（atm）又由露點(diǎn)方程∑Zj/Kj=1，可得：Pd=1/（∑Zj/Pvj）=1/（0.610/25.0+0.280/7.50+0.110/2.60）=9.615(atm)PAGE14第四章儲(chǔ)層流體的高壓物性一、名詞解釋。1.石油的壓縮系數(shù)(oilcompressibilitycoefficient)：2.原油飽和壓力(crudeoilbubblepointpressure)：3.單相石油體積系數(shù)(singlephasevolumefactorofoil)：4.兩相體積系數(shù)(bi-phasevolumefactor)：二．判斷題。√×√√√×1.地層油單相體積系數(shù)總是大于1的。 （√）2.地層油單相體積系數(shù)在飽和壓力時(shí)是最小的。 （×）3.地層油粘度在飽和壓力時(shí)是最小的。 （√）4.在低于飽和壓力下，隨著壓力下降地層油也將釋放出彈性能量。 （√）5.當(dāng)壓力等于飽和壓力時(shí)，石油兩相體積系數(shù)大于單相體積系數(shù)。（√）？6.地層水礦化度愈大，則地層水壓縮系數(shù)愈大。（×）三．選擇題。CCBBCDDDDCD1.石油是A.單質(zhì)物質(zhì)B.化合物C.混合物D.不能確定 (C)PAGE152.地層油的壓縮系數(shù)將隨著壓力增加而，隨溫度增加而。A.上升，上升B.上升，下降C.下降，上升D.下降，下降 (C)3.在飽和壓力下，地層油的單相體積系數(shù)最，地層油的粘度最。A.大，大B.大，小C.小，大D.小，小 (B)4.若地層原油中重質(zhì)組分含量愈高，則其相對(duì)密度愈，其API度愈。A.大，大B.大，小C.小，大D.小，小 (B)5.天然氣的體積系數(shù)恒1，地層油的體積系數(shù)恒1。A.大于，大于B.大于，小于C.小于，大于D.小于，小于 (C)6.溫度一定時(shí)，地層原油的飽和壓力大小主要受_____的控制.A.地層壓力B.地層溫度C.脫氣方式D.油氣組成 (D)7.當(dāng)?shù)貙訅毫π∮陲柡蛪毫r(shí)，隨著石油中溶解的天然氣量，石油的粘度。A.增加，增大B.增加，不變C.降低，降低D.增加，降低 (D)PAGE18PAGE178.溫度一定時(shí)，石油在點(diǎn)密度。A.臨界壓力，最小B.飽和壓力，最大C.地層壓力，最大D.飽和壓力，最小飽和壓力下體積最大 (D)9.油氣藏中的兩種主要水型是。A.Na2SO4，NaHCO3B.Na2SO4，MgCl2C.CaCl2，MgCl2D.NaHCO3，CaCl2 (D)10.若某水樣中的礦化度為2000ppm，而其原子量為40，則該水樣的毫克當(dāng)量濃度。A.25B.50C.100D.200 (C)