油層物理 何更生版 作業(yè)答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——油層物理何更生版作業(yè)答案第一章儲(chǔ)層巖石的物理特性

1、何謂粒度及粒度組成？如何求得？結(jié)果又如何表示？

答：粒度：巖石顆粒的大小稱為粒度，用其直徑來表示（單位mm或μm）。

粒度組成：砂巖的粒度組成是指不同粒徑范圍（粒級(jí)）的顆粒占全部顆粒的百分?jǐn)?shù)（含量），尋常用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示。

如何求得：尋常用篩析法和沉降法來測(cè)定粒度及粒度組成。結(jié)果如何表示：粒度組成用列表法和作圖法表示，作圖法可采用不同的圖形來表示粒度分布，如直方圖、累積曲線圖、頻率曲線圖等等，礦場(chǎng)上常用粒度組成分布曲線和粒度組成累積分布曲線來表示。

2、如何計(jì)算巖石顆粒的直徑、粒度組成、不均勻系數(shù)和分選系數(shù)？

答：直徑、粒度組成：計(jì)算顆粒直徑和粒度組成見上題（題1）

不均勻系數(shù)：累計(jì)分布曲線上累積重量60％所對(duì)應(yīng)的顆粒直徑d60與累積重量10％所對(duì)應(yīng)的顆粒直徑dl0之比，公式為：

a=1~20

分選系數(shù)：用累積重量25％，50％，75％三個(gè)特征點(diǎn)將累積曲線劃分為四段，特拉斯特取兩個(gè)特征點(diǎn)定義分選系數(shù)為：

3、顆粒分布規(guī)律曲線與分選系數(shù)說明的巖石顆粒特征是什么？

答：顆粒分布規(guī)律曲線表示出巖石粒度的均勻程度以及顆粒按大小分布的特征。

分選系數(shù)定量計(jì)算粒度組成的均勻程度或特征，分選系數(shù)1~2.5為分選好；2.5~4.5為分選中等；大于4.5為分選差。

4、巖石中最常見的膠結(jié)物是哪些？如何劃分膠結(jié)類型？膠結(jié)類型如何影響巖石的物理性質(zhì)？

答：巖石中最常見的膠結(jié)物：膠結(jié)物的成分最常見的是泥質(zhì)和灰質(zhì)，其次為硫酸鹽和硅質(zhì)。如何劃分膠結(jié)類型：根據(jù)膠結(jié)物的成分和含量的多少，生成條件以及沉積后的一系列變化等因素，可劃分為基底結(jié)膠，孔隙結(jié)膠及接觸結(jié)膠。

膠結(jié)類型如何影響巖石的物理性質(zhì)：膠結(jié)類型直接影響巖石的儲(chǔ)油物性，膠結(jié)物中的

敏感性礦物直接影響儲(chǔ)油的敏感性

5、巖石的絕對(duì)滲透率是如何定義的？測(cè)定巖石的絕對(duì)滲透率的限制條件是什么？如何實(shí)現(xiàn)這些條件？

答：如何定義：通過達(dá)西定律：

其中K值僅取決于多孔介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)，與流體或孔隙介質(zhì)的外部幾何尺寸無關(guān)，因此稱為巖石的絕對(duì)滲透率。

限制條件：（1）巖石中全部孔隙為單相液體所飽和，液體不可壓縮，巖心中滾動(dòng)是穩(wěn)態(tài)單相流。

（2）通過巖心的滲流為一維直線滲流。

（3）液體性質(zhì)穩(wěn)定，不與巖石發(fā)生物理、化學(xué)作用。譬如不能用酸液測(cè)定滲透率；不能使用蒸餾水，應(yīng)使用地層水（鹽水）防止巖石中含有的粘土礦物遇水膨脹而使?jié)B透率降低。

6、巖石滲透率的“1平方米〞的物理意義是什么？“1平方米〞與“達(dá)西〞、“毫達(dá)西〞、“平方微米〞之間的關(guān)系是什么？

答：“1平方米〞的物理意義：1平方米的物理意義是：粘度為lmPa.s的流體，在壓差lmPa作用下，通過截面積lm2、長(zhǎng)度1m的多孔介質(zhì)，其流量為1m3／s時(shí)，則該多孔介質(zhì)的滲透率就是1平方米。

21215122

關(guān)系：1m=10D=10mD=10um

7、兩塊巖石具有一致的孔隙度，是否孔隙體積一定相等？孔隙度大是否有大孔隙存在？試說明為什么？

答：兩塊巖石具有一致的孔隙度，孔隙體積不一定相等，由于孔隙度是指巖石中孔隙體積與巖石總體積的比值，即使兩塊巖石的孔隙體積不相等，只要孔隙體積與巖石總體積的比值相等，孔隙度就相等。

孔隙度大不一定有大孔隙存在，由于孔隙度不僅與孔隙體積有關(guān)，還與巖石外表體積有關(guān)。

8、巖石的顆粒直徑愈大，則孔隙度也愈大對(duì)否？試說明為什么？

答：巖石的顆粒直徑愈大，孔隙度不一定也愈大，由等顆粒假想土壤的孔隙度計(jì)算公式

可知，理想土壤的孔隙度大小與組成它的顆粒粒徑大小無

關(guān)，僅取決于排列方式（即

角）。然而，孔隙度與粒徑無關(guān)的結(jié)論并不適用于真實(shí)巖石。

根據(jù)上千個(gè)砂巖統(tǒng)計(jì)的規(guī)律認(rèn)為，孔隙度與粒徑有關(guān)：孔隙度隨著粒徑的增加而減小，這是由于細(xì)粒碎屑磨圓度差，呈棱角狀，顆粒支撐時(shí)比較松散，因此，它比圓度好的較粗砂粒有更好的孔隙度。

9、巖石的孔隙度大時(shí)，則其滲透率是否也大？為什么？

答：巖石滲透率不僅與孔隙度有關(guān)，主要還取決于孔隙結(jié)構(gòu)的特性，如孔隙半徑和比面。所以巖石的孔隙度大時(shí)，則其滲透率不一定也大。

10、巖石中的原始含油飽和度，如何確定才比較符合實(shí)際？

答：油藏投入開發(fā)以前所測(cè)出的儲(chǔ)層巖石孔隙空間種原始含油體積

的比值，即

故當(dāng)測(cè)定出束縛水飽和度

時(shí)，則

與巖石孔隙體積

,油藏剛投入開發(fā)時(shí)，地層中尋常只存在油和束縛水兩相，

11、一巖樣長(zhǎng)10cm，截面積為3cm2，在0.3MPa壓差的作用下，通過粘度為2.5mPa·s的油，測(cè)得流量為0.025cm3/s。該巖石的絕對(duì)滲透率為若干？

解：

12、某巖心長(zhǎng)為2.5cm，直徑d＝2.32cm，用流量管測(cè)滲透率時(shí)，測(cè)得水面由h0到hx，所用的時(shí)間為10.2秒．所選用的流量管段長(zhǎng)為B＝11406cm3/MPa，又查得測(cè)定時(shí)室溫下的空氣粘度為0.0173mPa.s，求該巖石的滲透率為多少？

解：

13、－油藏含油面積為2.5km2，平均有效厚度為33米，孔隙度為0.2，束縛

水飽和度為0.22，假若在原始條件下1.25m3的原油在地面僅有1m3，該油藏儲(chǔ)油量為多少？

解：

14、油藏的巖層壓縮系數(shù)為8.5×10-4MPa-1，水的壓縮系數(shù)為4.27×10-4MPa-1，油的壓縮系數(shù)為17.07×10-4MPa-1，氣體的壓縮系數(shù)為213.34×10-4MPa-1，束縛水飽和度為25%，氣體飽和度為5%，孔隙度為20%，試計(jì)算該油藏的綜合壓縮系數(shù)。

解：原油飽和度為：

由綜合壓縮系數(shù)的定義式：

可得：

15、有一巖樣長(zhǎng)2.77厘米。直徑為3.35厘，在200C時(shí)，用水通過它水的粘度為1mPa.s，巖樣兩端的壓差為251毫米汞柱，出口壓力為0.101MPa，其流量為0.02厘米3/秒，求用水通過時(shí)的滲透率為多少？對(duì)于上述巖樣、現(xiàn)改用氣體通過它，氣體的粘度為0.0175mPa.s，壓差為25毫米汞柱，出口壓力為0.l01MPa，流量為0.12厘米3/秒，求該巖樣的滲透率并與水測(cè)滲透率相比較。(可用于第54題參考)

解：A=

d2=×3.14×3.352=8.8097cm2，

△p==0.0335MPa

由

得=0.002216μm2

由

得μm2

氣測(cè)滲透率與水測(cè)滲透率有區(qū)別，由于氣測(cè)滲透率時(shí)存在滑脫效應(yīng)，使得氣測(cè)滲透率值

大于液測(cè)滲透率值。

16、某斷塊油藏含油巖石體積為14.4×107m3、孔隙度為20％，束縛水飽和度為25％，油藏原始地層壓力Pi＝21MPa，飽和壓力Pb＝19.3MPa。原油壓縮系數(shù)C0＝99×10-5MPa-1，地層水的壓縮系數(shù)Cw＝39.6×10-5MPa-1。Cf＝11.2×10-5MPa-1。計(jì)算該油藏的彈性采油量為多少？(可用于第56題參考)

解：

＝

彈性采油量＝

17.某井取心，所測(cè)孔隙度、滲透率數(shù)據(jù)如下表。試求（1）孔隙度、滲透率的算術(shù)平均值；（2）孔隙度、滲透率的加權(quán)平均值。編號(hào)取心深度（米）取心層段的厚度（米）12342280－22812281－22862286－22892289－22901531孔隙度（％）20232126滲透率（μm2）0.190.250.220.18

=

5672290－22912291－22922292－22931111314150.150.160.17解：（1）

==（0.19+0.25+0.22+0.18+0.15+0.16+0.17）/7=0.189

==（20+23+21+26+13+14+15）/7=18.86%

（2）

==0.212

/

=

=/

=（20×1+23×5+21×3+26+13+14+15）/（1+5+3+1+1+1+1）=20.5%

18.某油層巖石的孔隙度為20％，滲透率為0.1μm2，試計(jì)算此巖石的平均孔隙半徑和比面。（參考比面的估算方法P15）

2

3

解：比面S=7000=7000×20%×=1979.9cm/cm

平均孔隙半徑r=

==2mm

19、邊長(zhǎng)為1m的立方體，當(dāng)其分裂成直徑為1cm，0.1cm的球體時(shí)其個(gè)數(shù)分別為106和1012個(gè)，其比面積分別為多少？

解：

=

=

20.一巖樣總重量6.554克，抽提烘干后重6.037克，蒸出水體積為0.35cm3，并已測(cè)得孔隙度為25％，巖樣重率為2.65克／厘米3，油的重度為0.875克／厘米3

，求該巖樣的含油、水的飽和度。

解：

6.554gg2.65g/cm3

=/=6.0372.65=2.278cm3

=0.35(0.252.278)=0.615

21.有一橫向非均質(zhì)巖石如圖9所示，并由試驗(yàn)測(cè)得各區(qū)域內(nèi)的孔隙度和滲透率：Q1=18%;Q2=22%;Q3=24%;

K1=0.169μm2；K2＝0.320μm2；K3＝0.350μm2；L1＝8cm；L2=14cm；L3＝11cm

（l）用算術(shù)平均法計(jì)算該巖石的平均孔隙度和平均滲透率；（2）以儲(chǔ)集能力為等效依據(jù)計(jì)算巖石的平均孔隙度。（3）以滲流能力為等效依據(jù)計(jì)箕巖石的平均滲透率。

（此題僅作為了解，公式在書上P82）

解：（1）平均孔隙度====21.33%

平均滲透率====0.280

（2）===21.44%

（3）

===0.269

其次章油氣藏流體的物理特性

1、何謂油層流體？何謂“高壓物性〞？

答：油層流體：儲(chǔ)存于地下的石油，自然氣和地層水。

高壓物性：處于地下的高壓，高溫下，油氣藏流體的物理性質(zhì)。

2、表示自然氣組成的一般方法有哪些？其相互關(guān)系如何？答：自然氣的組成方法有三種：

（1）摩爾組成；（2）體積組成；（3）重量組成(質(zhì)量組成)相互關(guān)系：可以相互轉(zhuǎn)化。

3、自然氣的分子量、密度和相對(duì)密度是如何定義的？其分子量和相對(duì)密度與組成有何關(guān)系？

答：自然氣的分子量：標(biāo)準(zhǔn)狀況下1摩爾自然氣的重量自然氣的密度：指單位體積自然氣的質(zhì)量。自然氣的相對(duì)密度：在標(biāo)準(zhǔn)溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓力條件下，自然氣的密度與枯燥空氣密度之比。

分子量與組成的關(guān)系：

相對(duì)密度與組成的關(guān)系：

4、壓縮因子Z的物理意義的什么？

答：壓縮因子Z的物理意義：給定壓力和溫度下，實(shí)際氣體所占的體積與同溫同壓下理想氣體所占有的體積之比。

5、如何確定單組分物質(zhì)的臨界壓力和臨界溫度？答：對(duì)于單組分體系，其氣液兩相能夠共存的區(qū)域只是一條線，即飽和蒸氣壓線。該曲線的終點(diǎn)C為臨界點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的溫度為臨界溫度，所對(duì)應(yīng)的壓力為臨界壓力。

6、如何確定單組分物質(zhì)的對(duì)比壓力和對(duì)比溫度？

.答：氣體所處的壓力和氣體的臨界壓力之比為對(duì)比壓力；氣體所處的溫度和氣體的臨界溫度之比為對(duì)比溫度。

7、.如何確定多組分物質(zhì)的視臨界壓力和視臨界溫度？

答：將多組分物質(zhì)各組分的摩爾組成與各組分的臨界壓力或臨界溫度的乘積相加，得到多組分物質(zhì)的視臨界壓力和視臨界溫度。8.、何謂自然氣的對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理？

答：當(dāng)兩種氣體處于對(duì)應(yīng)狀態(tài)時(shí)，氣體的大量?jī)?nèi)涵性質(zhì)如壓縮系數(shù)Z粘度，也近似一致。這即為“對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理〞。

9.何謂自然氣的體積系數(shù)？何謂自然氣等溫壓縮系數(shù)？

答：體積系數(shù)：以地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)20度，壓力1個(gè)大氣壓，自然氣體積為基準(zhǔn)

作為標(biāo)準(zhǔn)量（分母），以它在地下（某一P，T條件下）的體積V為比較量來定義自然氣的體積系數(shù)。由則

，

，

等溫壓縮系數(shù)：在等溫條件下，自然氣隨壓力變化的體積變化率。

10.單組分物質(zhì)的臨界點(diǎn)是如何定義的？多組分物質(zhì)的臨界點(diǎn)又是如何定義的？

答：?jiǎn)谓M分物質(zhì)臨界點(diǎn)：對(duì)于單組分體系，其液、氣兩相能夠共存的區(qū)域是一條線，即飽和蒸氣壓線，飽和蒸氣壓線的終點(diǎn)C點(diǎn)為臨界點(diǎn)。多組分物質(zhì)臨界點(diǎn)：泡點(diǎn)線與露點(diǎn)線的會(huì)集點(diǎn)。11.何謂泡點(diǎn)和露點(diǎn)？

答：泡點(diǎn)：在溫度一定的狀況下，開始從液相中分開出的第一批氣泡的壓力或壓力一定的狀況下，開始從液相中分開出的第一批氣泡的溫度。

露點(diǎn)；當(dāng)溫度一定時(shí)，開始從氣相中凝結(jié)出第一批液滴的壓力；或者當(dāng)壓力一定的狀況下，開始從氣相中凝結(jié)初第一批液滴的溫度。12.何謂地層油的飽和壓力？

答：一定溫度下，當(dāng)原油中不能再溶解自然氣時(shí)的壓力稱為地層油飽和壓力。13.自然氣在原油中的溶解度是如何規(guī)定的？其單位是什么？影響溶解度的因素有哪些？是如何影響的？答：自然氣在原油中的溶解度指的是當(dāng)壓力一定時(shí)，單位體積液體中溶解的氣量。

33

單位為：（標(biāo)）m/m影響因素：1；壓力：2：溫度：T越高

時(shí)，時(shí)，越小

隨P增大而增大。將不在變化。

3：自然氣、原油的性質(zhì)。遵循相近相溶原則，在輕質(zhì)油中比在重質(zhì)

油中溶解度大；油氣組分越接近越簡(jiǎn)單溶解。

4：接觸時(shí)間和接觸面積都有影響。

14.何謂溶解系數(shù)？單組分的溶解系數(shù)與多組分的溶解系數(shù)有何區(qū)別？

答：溶解系數(shù)指的是當(dāng)溫度一定時(shí)，每增加單位壓力時(shí)，單位體積液體中溶解氣量的增加值。

區(qū)別；（1）當(dāng)壓力達(dá)到一定，單組分的溶解系數(shù)接近常數(shù)。（2）多組分的溶解系數(shù)不是常數(shù)。但當(dāng)壓力達(dá)到適當(dāng)區(qū)間，多組分的溶解系數(shù)會(huì)接近單組分的溶解系數(shù)。

15.何謂地層油的飽和壓力？其影響因素有哪些？答：地層原油的飽和壓力是指一定溫度下，當(dāng)原油中不能再溶解自然氣時(shí)的壓力；影響因素：溫度，油氣的組成，氣體總量。

16、地層油的溶解油氣比是怎樣定義的？其影響因素有哪些？試分析它與自然氣在原油中的溶解度的區(qū)別與聯(lián)系。答：溶解氣油比：尋常把某一壓力，溫度下的地下含氣原油，在地面進(jìn)行脫氣后，得到

原油時(shí)所分開出的氣量。

影響因素：壓力、溫度、油氣性質(zhì)。

溶解氣油比與自然氣在原油中的溶解度之間的區(qū)別與聯(lián)系：

地層油的溶解氣油比和自然氣在原油中的溶解度的概念，實(shí)質(zhì)是一致的。溶解氣油比是地層中溶解自然氣量的度量指標(biāo)。

原始溶解油氣比與泡點(diǎn)壓力下的溶解氣比是相等的，因此，原始溶解氣油比也可以是泡點(diǎn)壓力下的溶解氣油比；當(dāng)油藏壓力降至泡點(diǎn)壓力以下時(shí)，溶解氣油比將隨壓力的降低而減少。當(dāng)當(dāng)

，溶解氣油比等于溶解度，溶解氣油比小于溶解度

18.畫出油層烴類相態(tài)草圖，在圖上標(biāo)出純油藏，飽和油藏，凝析氣藏，氣藏的位置，并注意P、T的范圍。解：

19.定性地畫出自然氣的體積系數(shù)Bg、壓縮系數(shù)Cg和粘度系數(shù)Pg隨溫度的變化規(guī)律。

試畫出原油的體積系數(shù)B0、兩相體積系數(shù)U、壓縮系數(shù)Co和粘度μ0隨壓力的定性變化規(guī)律。

定性地繪出地層水的體積系數(shù)BW、壓縮系數(shù)CW和粘度μW隨壓力、溫度和含鹽總礦化度的變化規(guī)律

如

20.一帶有刻度的活塞缸內(nèi)裝有45000cm3（在10325Pa,00C時(shí)），當(dāng)溫度壓力變

03

化到地層條件（17.8MPa,71C時(shí)）實(shí)測(cè)體積為265cm，該氣體壓縮因子為多少？解：由氣體狀態(tài)方程得：

則：

21.自然氣的相對(duì)密度為0.6，地層溫度為750C，地層壓力為20.0兆帕，試計(jì)算該自然氣的體積系數(shù)。

解：由圖2--41查得當(dāng)相對(duì)密度為0.6時(shí)，視對(duì)比溫度：視對(duì)比壓力：

根據(jù)算得的Tpr和Ppr，在圖2—40上查得

22.－油藏含油面積為2.5km2，平均有效厚度為33米，孔隙度為0.2，束縛水飽和度為0.22，假若在原始條件下1.25m3的原油在地面僅有1m3，該油藏儲(chǔ)油量為多少？

解：

23.某油儲(chǔ)存在一氣頂，所占空間體積為10萬米3，地層壓力為15.0兆帕，地層溫度為840C，求該氣頂?shù)膬?chǔ)存量。（自然氣的相對(duì)密度為0.7）

(此題對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式作為一個(gè)提醒,公式在書上P140,此公式不用記,但應(yīng)理解解題步驟)

解：由經(jīng)驗(yàn)公式，得

則視對(duì)比參數(shù)根據(jù)算得的

和==

，在圖2—40上查得

∵

則

24．自然氣的組成分析結(jié)果為表1-4，地層壓力為8.3兆帕，地層溫度為32C。

0

表1-4組分CH4C2H6摩爾組成0.9020.045Tc，K190.67305.50Pc,atm47.349.8（1）求出自然氣的壓縮因子；（2）求出該自然氣的體積系數(shù)；

C3H80.031370.0042.6iC4H100.021408.1137.9（3）試折算出10000m3自然氣在地下占據(jù)的體積；（4）計(jì)算該自然氣的壓縮系數(shù)；（5）確定該自然氣的粘度。

解：（1）根據(jù)自然氣的摩爾組成，算出視臨界參數(shù)組成CH4C2H6C3H8i—C4H100.9020.0450.0310.021∑=0.994.64084.88354.65283.64804.18600.21980.13200.0766∑==4.6144190.67305.50370.00408.11171.9813.7511.478.57∑=TPC=205.77視對(duì)比溫度：視對(duì)比壓力：根據(jù)算得的（2）（3）∵

則

和

==

=8.3÷4.6144=1.8

，在圖2—40（自然氣壓縮因子圖板）上查得Z=0.84

，

下的

，按式（2--65）

（4）由圖（2—44）確定出計(jì)算出（5）組分：

=

=

∕

CH4C2H6C3H80.9020.0450.03116.030.144.10.01130.00930.00824.005.486.643.6080.2470.2060.04080.00230.0017i—C4H100.02158.10.00717.620.1600.0011Σ=4.221Σ=0.0459由表中所列結(jié)果，計(jì)算自然氣在8.3兆帕和32℃下的粘度μg

25.某油層原始地層壓力Pi=25.3MPa,地層溫度T=710C。原始油樣在地溫條件下進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)壓力溶氣量體積系數(shù)25.31011.31022.51011.31719.71011.32517.61011.33316.9991.31012.7791.2638.4601.214.2401.141.4161.07（1）繪出壓力與溶解汽油比，壓力體積系數(shù)的關(guān)系曲線；（2）這一油藏有無氣頂？為什么？（3）原始溶解汽油比Psi；

（4）當(dāng)P=14Mpa時(shí)，1m3油中放出多少氣？（5）在1.4—17.6MPa之間，平均溶解系數(shù)a；

（6）假使油藏原始狀態(tài)下有524×107m3原油,其儲(chǔ)油量為多少?（7）這一油藏原始狀態(tài)下溶有多少氣體?

（8）僅考慮油的膨脹，P降至P0時(shí)，可采出多少油？（9）以P0為基準(zhǔn)壓縮系數(shù)為多少？

（10）當(dāng)P=8.4MPa時(shí)，Z=0.8，1m3地面油在地下的油氣總體積為多少？解：（1）

（2）無氣頂，由于在原始地層溫度和地層壓力下所有的氣體都溶解到了原油當(dāng)中，該油藏為欠飽和油藏，因此不存在氣頂。

（3）(標(biāo)準(zhǔn))

（4）從壓力與溶解氣油比關(guān)系圖中可以看出，當(dāng)P=14MPa溶解氣油比為85m3/m3，即1m3油中放出85氣

（5）由下圖可以看出，當(dāng)P在1.4—17.6MPa之間時(shí)，

（標(biāo)）m3/(m3·MPa)

平均溶解系數(shù)

(6)(7)

(8)m3

(9)

(10)

即1m3地面油在地下的油氣總體積為1.79m3

26.將某一油層條件下的原油體積400立方厘米作為樣品分析，當(dāng)溫度降至20度，力降至0.101兆帕?xí)r，液體體積縮小為274立方厘米，并獲得13.72立方米自然氣。試算出油的體積系數(shù)，溶解汽油比。解：由題意得

體積系數(shù)：

溶解油氣比：

27.某地層水分析結(jié)果如下,試計(jì)算其水型.1—10Na++R+Mg++Ca++CL-495283862010402

解：Na﹢/Cl﹣=4952/104021屬于CaCl2型

SO4961HCO3-187其次章多相流體的滲流機(jī)理

1、何謂表面能、表面張力？

答：表面能：分子力場(chǎng)不平衡而使表面層分子儲(chǔ)存有多余的能量，稱為兩相界面的界面能(或表面能)

表面張力：促使液體表面收縮的力叫做表面張力。

2、油層流體的表面張力是怎樣隨油層壓力、溫度及溶氣量的變化而變化的？

答：溫度升高，界面張力降低：一方面，溫度升高，增大了液體分子間的距離，使液相分子間的引力減少；另一方面，增加了液體的蒸發(fā)，加大了蒸氣的密度，使氣相與液相間的引力增加。兩者都使界面層內(nèi)分子所受到的指向相內(nèi)部的凈引力減小。

壓力升高，界面張力降低：壓力升高：氣相分子間距離減小，增大了與液相分子間的引力；氣體在液體中的溶解度增加，液體密度減小，分子間引力減少。兩者都使界面層內(nèi)分子所受的指向相內(nèi)部的凈引力減小。

氣體溶解度增加，界面張力減?。弘S壓力升高原油-CO2的表面張力比原油-自然氣的表面張力的降低較大，比原油-空氣的表面張力的降低更大。這是由于CO2比自然氣更易溶解于原油，自然氣比空氣易溶于原油的起因。

3、何謂吸附？它與表面張力有何關(guān)系？

答：吸附是指物質(zhì)（主要是固體物質(zhì)）表面吸住周邊介質(zhì)（液體或氣體）中的分子或離子現(xiàn)象。

吸附現(xiàn)象是由于物質(zhì)表面的未飽和力場(chǎng)自發(fā)地吸附周邊介質(zhì)以降低其表面自由能的自發(fā)現(xiàn)象。

吸附是由表面張力引起。

4、何謂選擇性潤(rùn)濕？影響這種潤(rùn)濕性的因素有哪些？是如何影響的？

答：選擇性潤(rùn)濕：在三相體系中，兩種流體相中其中一相可以優(yōu)先地潤(rùn)濕固體表面，這一現(xiàn)象稱為選擇性潤(rùn)濕。

影響這種潤(rùn)濕性的因素：

（1）巖石的礦物組成：不同的礦物成分具有不同的潤(rùn)濕性，而儲(chǔ)油巖石沉積來源廣，礦物本身又十分繁雜，因而在宏觀和微觀上都會(huì)導(dǎo)致巖石之間潤(rùn)濕性存在著顯著的差異。（2）油藏流體組成的影響：包括三方面：原油中主要成分——不同烴類（非極性）的影響；原油中所含極性物的影響；原油中活性物質(zhì)的影響。

（3）表面活性物質(zhì)的影響：一定量的活性劑在巨大的表面上吸附，會(huì)使?jié)櫇癜l(fā)生反轉(zhuǎn)。地層水的表面活性物質(zhì)吸附于巖石表面上，但吸附的數(shù)量隨水中溶解的電解質(zhì)的增加而減少，水中存在某些金屬離子也會(huì)改變巖石的潤(rùn)濕性。

（4）礦物表面粗糙度的影響：巖石表面粗糙不平，各處的表面能也不均勻。巖石的潤(rùn)濕性在各部位也有所差異，表現(xiàn)出呈斑點(diǎn)狀潤(rùn)濕。特別是礦物顆粒的尖銳凸出部分及棱角，對(duì)潤(rùn)濕性有著特別的影響。

5、潤(rùn)濕接觸角是如何規(guī)定的？怎樣根據(jù)它的大小來劃分油層巖石的親水、親油還是中性的？

答：接觸角是過氣液固三相交點(diǎn)對(duì)液滴表面所做切線與液固界面所夾的角。接觸角尋常用符號(hào)θ表示。

=

，中性；

>

，親油性好；

17、若巖石的滲透率不同，它們的毛細(xì)管壓力曲線，束縛水飽和度和具有的油水過渡帶厚度有什么不同？

答：據(jù)毛管壓力和飽和度的關(guān)系，換算為厚度與飽和度關(guān)系，得出油水過渡帶高度隨含水（油）飽和度變化關(guān)系，并結(jié)合滲透率曲線束縛水飽和度小則油水過渡帶厚度小。

18、甲乙兩塊巖心具有一致的飽和度中值壓力，其中甲比乙的孔隙集中，試?yán)L出兩巖心的毛細(xì)管壓力曲線，并說明不同點(diǎn)。

答：由于甲比乙孔隙集中，甲毛管力曲線中間平緩段比乙的長(zhǎng)，且越接近橫坐標(biāo)平衡。

0－

19、在20C時(shí)，水的界面張力為72.8（mN/m）,假使把水分散成半徑分別為103cm和10－5cm的球時(shí)，曲面下附加壓力為多少？

解：

水在該毛管內(nèi)上升高度為多少？

20、油水界面上有一半徑為0.001cm的毛細(xì)管，在地層條件下

若將毛細(xì)管板傾斜成與油水界面成30度的角．水移動(dòng)的距離為多少？

解：

水移動(dòng)的距離為：

21、半徑為0.05cm的氣泡通過半徑為0.005cm的喉道時(shí)將產(chǎn)生多大的壓差？己知

，潤(rùn)濕角＝300。若喉道長(zhǎng)為0.01cm，每米地層上的壓降將是

多少？

解：

（2）壓力梯度

22、己知喉道半徑為0.125

10-2cm，孔隙半徑為0.4×10-2cm，

。一油滴運(yùn)移時(shí)通過該孔道要戰(zhàn)勝多大的阻力？若油水密

度差為100kg／m3，其影響油柱高度為多少？

解：

23、根據(jù)以下自吸試驗(yàn)資料。試判斷巖樣的潤(rùn)濕度。

表3－1巖樣編號(hào)12平均吸水量％26.15.7平均吸油量％4344.23417.721.142.00解：平均吸水量：

平均吸油量：

平均吸油量>平均吸水量，所以巖石親油。

24、有一巖樣用油驅(qū)水時(shí)得到PT＝0.042MPa，氣驅(qū)油時(shí)得到PT＝0.046MPa，又測(cè)得各為多少？

，

。該巖石的潤(rùn)濕指數(shù)W和視接觸角

解：

25、有一變斷面毛管如下圖，已知rl＝0.lmm，r2＝1cm。有一氣泡欲通過窄口，氣泡兩端為原油，測(cè)得油氣界面張力為21.8mN/m，接觸窄口產(chǎn)生最大變形時(shí)的接觸角分別為

，

，試算出氣泡通過窄口所需壓差。

圖10氣泡在窄口遇阻示意圖

解

：

26、某巖樣用半滲透隔板法測(cè)得氣驅(qū)水毛管壓力的數(shù)據(jù)如表3－2，已知巖樣總的飽和水量為2.0厘米3，氣水表面張力為72mN/m，接觸角為150：表3－2編號(hào)毛管壓力（mmHg）刻度管讀值11002200.0963500.1804700.3125900.897

67891014018028040074201.3311.6121.7571.8441.844

（1）繪制毛管壓力曲線；（2）繪制孔隙大小分布曲線：（3）繪制孔隙大小累計(jì)分布曲線：

（4）假使題中的巖樣是油藏的油水過渡帶取得的，那么試?yán)L制出在地層條件

的毛管壓力曲線，已知在地層條件下

（5）將（4）中的毛管曲線轉(zhuǎn)換繪制成油水過波帶Sw－h(huán)曲線。已知ρw＝1克/厘米3，ρ0＝

0.85克/厘米3。(此小題超綱，僅做為練習(xí))

解：(1)編號(hào)12345678910

毛管壓力（mmHg）10205070901401802804007420刻度管讀值cm300.0960.1800.3120.8971.3311.6121.7571.8441.844巖心中含水體積cm321.9041.821.6791.1030.6690.3880.2430.1560.156含水飽和度（Sw）%10095.2918455.233.519.412.27.87.8

（2）由r=2σcosθ／pc

1mmHg(毫米汞柱)=1332.895Pa

編號(hào)12345678910毛管壓力（mmHg）孔隙半徑（1020507090140180280400742010.435435.2177162.0870861.4907761.1594920.7453880.5797460.3726940.2608860.014064）

（3）

(4)

編號(hào)12345678910毛管壓力（MPa）0.0028460.0056910.0142290.019920.0256120.039840.0512230.079680.1138292.111532刻度管讀值cm300.0960.1800.3120.8971.3311.6121.7571.8441.844巖心中含水體積cm321.9041.821.6791.1030.6690.3880.2430.1560.156含水飽和度（Sw）%10095.2918455.233.519.412.27.87.8

(5)

，ρw＝1克/厘米，ρ0＝0.85克/厘米。

33

編號(hào)12345678910

毛管壓力油水過渡帶高（mmHg）度cm31020507090140180280400742000.0960.1800.3120.8971.3311.6121.7571.8441.844巖心中含水體積cm321.9041.821.6791.1030.6690.3880.2430.1560.156含水飽和度（Sw）%10095.2918455.233.519.412.27.87.8

28、試驗(yàn)獲得某巖樣的壓汞資料如表3-3。并測(cè)得

試求：

PC(MPa)00.1125

（1）繪出毛管壓力曲線；

（2）閥壓PT；

（3）飽和度中值壓力PC50；

（4）最小濕相飽和度及平均孔半徑；

（5）在Pc＝26MPa時(shí)，汞進(jìn)人的最小孔隙半徑為多少檄米？

（6）在該巖石中，最集中的孔隙半徑為多大？占總孔隙體積的為百分?jǐn)?shù)是多

少？

解：

SHg％00.122.56PC(MPa)10152026SHg％24627880

（2）由上圖可作圖得閥壓PT=6.6Mpa

（3）作圖得飽和度中值壓力Pc50=13.5Mpa（4）如上圖，最小濕相飽和度Smin=80%

因δH9-9=480mN/m,θ=140?,則Pc=2-=,r=

又因多數(shù)巖石的空隙大小分布接近于正態(tài)分布，r50可粗略視為巖石的平均孔半徑，

=r50=

=0.056(

)由Pc=可知，r與Pc成正比，所以在Pc=26Mpa時(shí)，汞進(jìn)入的最小孔隙半

)

徑rmin=0.0288(

）如圖，AB段為毛管壓力曲線的中間平緩段，SA=24%，SB=62%SAB=38%

rA=,rB=,

，占總孔隙體積的38%

即在該巖石中，最集中的孔隙半徑為0.05~0.075

29、何謂有效滲透率？何謂相對(duì)滲透率？

答：有效滲透率：多相流體共存和滾動(dòng)時(shí)，其中某一相流體在巖石中的通過能力大小，稱為該相流體的相滲透率或有效滲透率。

相對(duì)滲透率：某一相流體的相對(duì)滲透率則是該相流體的有效滲透率與絕對(duì)滲透率的比值，它是衡量某一種流體通過巖石的能力大小的直接指標(biāo)。

31、何謂臨界水飽和度（或平衡飽和度），它與油層中的束薄水飽和度是同一概念嗎？

答：水的相對(duì)滲透率為零。Swi即為束縛水飽和度?；蚍Q為平衡飽和度

32、怎樣利用相對(duì)滲透率曲線估算采收率？

Soi——原始含油飽和度Sor——剩余油飽和度Swi——束縛水飽和度

33、如何利用相對(duì)滲透率曲線評(píng)價(jià)油層巖石的潤(rùn)濕性？

答：人們常根據(jù)相對(duì)滲透率曲線若干特征點(diǎn)的數(shù)值大小來判斷巖石的潤(rùn)濕性。如表3—7所示的克雷格法則：

表3—7確定巖石潤(rùn)濕性的克雷格法則

特征點(diǎn)束縛水飽和度（Swi）在油水相對(duì)滲透率相等處的飽和度（水濕>20%～25%油濕50%Sw最大含水飽和度下的相對(duì)滲透率（束縛水飽和度下的相對(duì)滲