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《油层物理》综合复习资料解析

《油层物理》综合复习资料

一、名词解释

1．流体饱和度：

储层岩石孔隙中某一流体的体积与孔隙体积的比值。

2．岩石的粒度组成：

指构成砂岩的各种大小不同的颗粒的相对含量。

3．有效渗透率：

同一岩石中，当多相流体共存时，岩石让其中一种流体通过的能力。

4．波及系数：

工作剂驱扫过的油藏体积与油藏总体积之比。

5．地层油的溶解气油比：

单位体积地面油在油藏条件下溶解的气体的标准体积。

（或：

地层油在地面进行一次脱气，分离出的气体标准体积与地面脱气油体积的比值）

6．岩石的有效孔隙度：

在一定的压差作用下，被油、气、水饱和且连通的孔隙体积与岩石外表体积之比。

7．润湿滞后：

由于三相周界沿固体表面移动的迟缓而产生的润湿角改变的现象。

8．迂曲度：

流体质点实际流经的孔隙长度与岩石外观长度之比。

9．贾敏效应：

液珠或气泡通过孔隙喉道时,产生的附加阻力称为贾敏效应。

10．油藏的饱和压力：

在油藏温度下，地层油中分离出第一批气泡时的压力。

11．孔隙结构：

岩石中孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。

12．残余油饱和度：

被工作剂驱洗过的地层中被滞留或闭锁在岩石孔隙中不可流动油的体积占孔隙体积的比例。

13．油藏的综合压缩系数：

当地层压力降低单位压力时，单位体积岩石中由于岩石孔隙体积的缩小和孔隙中流体的膨胀而变化的总体积。

14．绝对渗透率：

当岩石孔隙中100%饱和不与岩石发生任何反应的单一流体时，岩石允许流体层流状态下通过的能力。

15．泡点：

指温度（或压力）一定时,开始从液相中分离出第一批气泡时的压力（或温度）。

16．微分分离：

使油藏烃类体系从油藏状态逐渐变到某一特定压力、温度状态,引起油气分离，并随着气体的分离,不断地将气体放掉（使气体与液体脱离接触）的过程。

二、填空题

1．天然气的组成表示方法有（摩尔组成）、体积组成和质量组成三种。

2．地层油与地面脱气油的主要区别是地层油高温、高压、溶解了大量的天然气、。

3．现场进行油气分离通常分为一次脱气和多级脱气两种方式。

4．测定毛管力曲线常用的方法有：

半渗透隔板法、压汞法和离心法。

5．按照储层中流体存在的相态不同，油气藏可分为未饱和油藏、饱和油藏、过饱和油藏、凝析气藏、常规气藏等类型等类型。

6．根据苏林分类法，油田地层水可以分为硫酸钠、碳酸氢钠、氯化镁、氯化钙等水型。

7．天然气的粘度在高压下随温度的增加而减小，，随分子量的增加而增加。

8．现场常用的油气分离方式有一次脱气（接触脱气、接触分离）、多级脱气（多级分离）。

、等。

9．地层油的粘度随地层油中轻质组分含量的增加而减小，随溶解气油比的增加而减小，随温度的增加而减小，当地层压力大于饱和压力时，随压力的降低而减小，当地层压力小于饱和压力时，随压力的降低而增大。

10．石油的商品性质指标主要包括相对密度、粘度、含蜡量、含硫量、含胶质量。

等。

11．灰质胶结物的特点是遇酸反应；泥质胶结物的特点是遇水膨胀、分散或絮凝；硫酸盐胶结物的特点是高温脱水。

12．油藏开发过程中可以使用的天然能量有地层油的膨胀能、岩石孔隙的弹性能、地层水的弹性能、气顶气的膨胀能、溶解气的膨胀能等。

三、判断题

1．原油中的极性物质对原油的粘度、颜色、界面张力等性质都有一定的影响。

（√）

2．油气田开发过程中进行油气分离时接触脱气方式分离出的气量多，气里面含的轻质油成分少，测得的溶解气油比大。

（×）

3．砂岩的胶结类型主要分为泥质胶结、硅质胶结和灰质胶结三种类型。

（×）

4.地层水的体积系数等于1。

（×）

5．同一岩石中各相流体的相对渗透率之和总是小于1。

（√）

6．原油主要由烷烃、环烷烃、芳香烃和少量的杂环化合物组成。

（√）

7．油气田开发过程中常用接触分离和微分分离两种方式行油气分离。

（×））

8．砂岩的胶结类型主要分为基底胶结、孔隙胶结和接触胶结三种类型。

（√）

9．天然气的粘度随分子量的增加而增大，随温度的增加而减小。

（×）

10．同一岩石中各相流体的相对渗透率之和小于1。

（√）

11．溶蚀作用能大大增加岩石的孔隙度和渗透率。

（×）

12．凡是能使固体界面能减小的液体都将润湿固体表面。

（√）

13．半渗隔板法测得的毛管力曲线可以直接用于确定驱油时某一饱和度面上两相间的压力差。

（×）

14．当油藏压力低于泡点压力时才存在两相体积系数。

（√）

15．注水开发油藏时，油水流度比越大，油藏采收率越高。

（×）

16．溶蚀作用能大大增加岩石的孔隙度和渗透率。

（×）

17．凡是能使固体界面能减小的液体都将润湿固体表面。

（√）

18．半渗隔板法测得的毛管力曲线可以直接用于确定驱油时某一饱和度面上两相间的压力差。

（×）

19．当油藏压力低于泡点压力时才存在两相体积系数。

（√）

四、作图、简答题

1．试绘出多组分烃的相图，在图中标明液相区、气相区、两相区、泡点线、露点线及临界点，在多组分相图中标出凝析气藏的可能位置，并根据相图说明该凝析气藏开发过程中的相态将如何变化？

答：

APC线上部－液相区；BTC线右方－气相区；APCTB线包围的区域－两相区；APC线－泡点线；BTC线－露点线；C－临界点。

D点（CT′线以上，C点和T′点之间的区域）为凝析气藏。

该凝析气藏在原始状态（D点）下为气态；开发过程中，随压力降低至E点（CT′线以上）时，油藏流体开始出现无限少的液体；随压力的继续降低，液相含量逐渐增多，至F点时液相含量达到最大；随压力的继续降低，液相含量逐渐减小，至G点时液相含量减小为零，又成为单一气相。

2．简要说明毛管力曲线的用途。

答：

（1）评价岩石储集性能：

曲线中间平缓段越低，孔隙越大，中间平缓段越长，孔隙分选越均匀，储集性能越好。

（2）研究岩石的孔隙结构：

曲线中间平缓段越低，孔隙越大，毛管力和孔隙半径之间成反比。

（3）判断岩石的润湿性：

在两相共存的状态下，曲线的下包面积越小，驱替相越润湿岩石。

（4）确定注入工作剂对储层的损害程度或增产措施的效果：

后期的毛管力曲线低于前期的毛管力曲线，则孔隙变大，说明储层孔隙结构变好（即储层得到了改善）；反之，变差（即储层受到了损害）。

（5）水驱油（或气驱油）过程中任一饱和度面上的油－水（或气）相间的压力差：

根据毛管力的定义，地层毛管力曲线上的任一饱和度对应的毛管力值即为该饱和度面处油水相间的压力差。

（6）确定油藏过渡带内流体饱和度的分布：

根据毛管力公式，毛管力与液面上升高度成正比，所以液面上升高度与流体饱和度之间也存在一一对应的关系。

（7）确定束缚水饱和度、残余油饱和度：

亲水地层中，非湿相驱替湿相曲线上最大的非湿相饱和度对应的是束缚水饱和度（其值为1-最大非湿相饱和度），湿相驱替非湿相曲线上最小的非湿相饱和度对应的是残余油饱和度（其值为1-最大湿相饱和度）。

（8）确定孔隙度、绝对渗透率、相对渗透率等。

3．简要分析影响油水界面张力的因素。

答：

（1）组成：

地层油的分子量越大、极性物质含量越高，油水分子间引力差变小，油水界面张力越小。

（2）温度：

随温度的增加，地层油中的轻组分物质易分离出去，油水分子间引力差变小，油水界面张力减小。

（3）压力：

当压力小于饱和压力时，随压力的增加，地层油中的溶解气量增大，油水分子间引力差变大，油水界面张力增大。

当压力大于饱和压力时，随压力的增加，地层油被压缩的幅度大于水，油水分子间引力差变小，油水界面张力减小。

饱和压力点处油水界面张力最大。

（4）溶解气：

随溶解气含量的增加，地层油中的轻组分含量增加，油水分子间引力差变大，油水界面张力增大。

4．画出典型毛管力曲线，说明曲线特征，并标注出最小湿相饱和度、饱和度中值压力、阈压的位置。

答：

（1）曲线特征：

毛管力曲线分三段：

ab段为非湿相进入表面孔和大孔隙阶段，bc段为非湿相进入主要孔隙阶段，cd段为非湿相进入小孔隙阶段。

由于大孔隙和小孔隙含量比较少，所以ab段和cd段曲线较陡、较短，bc段孔隙较多，所以曲线较平、较长。

（2）Smin为最小湿相饱和度，Pc50为饱和度中值压力，PT为阈压。

5．简要分析影响储层流体有效渗透率的因素（答出4个以上）。

答：

（1）孔隙结构：

随孔隙的增大，流体的有效渗透率增大；随孔隙的曲折程度增加，流体的有效渗透率减小。

（2）流体饱和度：

随流体饱和度的增大，流体的有效渗透率增大。

（3）流体粘度：

随流体粘度的增大，流体的有效渗透率减小。

（4）油藏润湿性：

随油藏润湿性的增大，润湿相流体的有效渗透率减小。

（5）地层温度：

随地层温度的升高，地层油的有效渗透率增大。

（6）流体渗流截面积：

随流体渗流截面积的增大，流体的有效渗透率增大。

（7）流体流经长度：

随流体流经长度的增大，流体的有效渗透率减小。

6．简述多元复合驱提高原油采收率的原理。

答：

（1）聚合物的作用：

①改变表面活性剂和（或）碱溶液对油的流度比；②对驱油介质的稠化，可减小表面活性剂和碱的扩散速度，从而减小它们的药耗；③可与钙、镁离子反应，保护表面活性剂，使它不容易形成低表面活性剂的钙、镁盐；④增加体系的粘度，提高波及系数。

（2）表面活性剂的作用：

①作为驱油主剂降低油水界面张力；②在离子强度和二价离子浓度较高的情况下起补偿作用，拓宽体系的活性范围和自发乳化的盐浓度（或pH值）范围。

③改变亲油岩石表面的润湿性；④使原油乳化，产生迭加的液阻系数（贾敏效应），增加高渗层的流动阻力，减小粘度指进现象。

（3）碱的作用：

①同原油中有机酸反应形成表面活性剂，并同加入的表面活性剂产生协同效应，增加活性，减少表面活性剂的用量；②拓宽活性剂的活性范围；③改变岩石颗粒表面电性，降低表面活性剂和聚合物的吸附量。

④改变岩石润湿性。

7．简述相对渗透率曲线的用途（答出4条以上）。

答：

（1）计算油藏的水驱采收率；

（2）结合流体的粘度可以计算油藏中任一饱和度面处的流度比；

（3）结合其他参数可以计算任一饱和度面处的油藏流体的产量；

（4）结合流体的粘度可以计算油藏中任一饱和度面处的地下、地面产水率；

（5）结合油藏的毛管力曲线可以确定油藏过渡带任一饱和度面的位置；

8．简要分析影响地层渗透率的因素。

答：

（1）沉积作用：

构成岩石的颗粒分选性越好、粒度越大，其渗透率越大；岩石的构造特征造成地层的渗透率具有方向性和非均质性；岩石中的吼道对渗透率的影响远大于孔隙对渗透率的影响。

（2）成岩作用：

随地层埋深的增加，渗透率降低；随胶结物含量的增加，渗透率降低；基底胶结方式渗透率最小，接触胶结方式渗透率最大；溶蚀作用有使渗透率增大的趋势。

（3）构造应力使地层产生裂缝后大大提高渗透率。

（4）流体与岩石接触后会发生物理和物理化学变化，进而影响渗透率。

五、计算题

1、设一油藏含油面积A=10km2，油层有效厚度h=10m，孔隙度φ=20%，束缚水饱和度Swi=20%。

在原始油藏压力Pi=15.5MPa下原油体积系数Boi=1.02，在饱和压力Pb=10MPa下原油体积系数Bob=1.05，岩石的压缩系数Cf=2×10-4MPa-1（Pi~Pb之间的平均值），地层水的压缩系数Cw=4.5×10-4MPa-1。

试计算：

（1）该油藏的原油储量。

（2）该油藏的综合压缩系数（Pi~Pb之间）

（3）该油藏的弹性采油量。

解：

（1）

（m3）

（2）

（MP-1）

（3）

（m3）

2、某注水开发油藏的油水相对渗透率数据见表2所示。

油藏条件下原油粘度为4mPa·s，水的粘度为0.6mPa·s。

表2某注水开发油藏的油水相对渗透率数据表

Sw，%

Kro

1.00

0.94

0.80

0.44

0.16

0.045

0.00

Krw

0.00

0.04

0.11

0.20

0.30

0.36

（1）该油藏的束缚水饱和度和残余油饱和度各是多少？

（2）判断该油藏的润湿性并说明理由。

（3）当油藏含水饱和度为50％时，该地层的水油流度比是多少？

地下产水率又是多少？

解：

（1）该油藏的束缚水饱和度是30％，残余油饱和度是25％。

（2）该油藏为亲水油藏。

因为该油藏相对渗透率曲线的等渗点含水饱和度大于50％，说明有一部分水被束缚住了，不参与流动，水是润湿相，所以该油藏为亲水油藏。

（3）当油藏含水饱和度为50％时，该地层的水油流度比：

该地层的地下产水率是：

3、某天然气气藏，温度为47℃，压力为8MPa，该气藏中天然气的组成见表1，压缩因子Z=0.8。

表1某气藏天然气的组成数据表

组分

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

C5H12

C6H14

摩尔分数/%

求：

（1）该天然气的分子量。

（2）该天然气的相对密度。

（3）该天然气的体积系数。

（4）若气藏中天然气的地下体积为

m3，求该气藏的储量（标准m3）。

解：

（1）该天然气的分子量：

（g/mol）

（2）该天然气的相对密度：

（3）该天然气的体积系数：

（m3/标m3）

（4）若气藏中气体的地下体积为108m3，求该气藏的储量（标准m3）：

（标m3）

4、某油藏原油在饱和压力下，1m3密度为876kg/m3的原油中溶解相对密度为0.75的天然气138m3，在饱和压力下体积系数为1.42，求饱和压力下该原油的密度。

解：

原油的质量：

（kg）

溶解气的质量：

（kg）

饱和压力下该原油的密度

（kg/m3）

《油层物理》试卷综合复习资料参考答案

一、名词解释

1．流体饱和度：

储层岩石孔隙中某一流体的体积与孔隙体积的比值。

2．岩石的粒度组成：

指构成砂岩的各种大小不同的颗粒的相对含量。

3．有效渗透率：

同一岩石中，当多相流体共存时，岩石让其中一种流体通过的能力。

4．波及系数：

工作剂驱扫过的油藏体积与油藏总体积之比。

5．地层油的溶解气油比：

单位体积地面油在油藏条件下溶解的气体的标准体积。

（或：

地层油在地面进行一次脱气，分离出的气体标准体积与地面脱气油体积的比值）

6．岩石的有效孔隙度：

在一定的压差作用下，被油、气、水饱和且连通的孔隙体积与岩石外表体积之比。

7．润湿滞后：

由于三相周界沿固体表面移动的迟缓而产生的润湿角改变的现象。

8．迂曲度：

流体质点实际流经的孔隙长度与岩石外观长度之比。

9．贾敏效应：

液珠或气泡通过孔隙喉道时,产生的附加阻力称为贾敏效应。

10．油藏的饱和压力：

在油藏温度下，地层油中分离出第一批气泡时的压力。

11．孔隙结构：

岩石中孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。

12．残余油饱和度：

被工作剂驱洗过的地层中被滞留或闭锁在岩石孔隙中不可流动油的体积占孔隙体积的比例。

13．油藏的综合压缩系数：

当地层压力降低单位压力时，单位体积岩石中由于岩石孔隙体积的缩小和孔隙中流体的膨胀而变化的总体积。

14．绝对渗透率：

当岩石孔隙中100%饱和不与岩石发生任何反应的单一流体时，岩石允许流体层流状态下通过的能力。

15．泡点：

指温度（或压力）一定时,开始从液相中分离出第一批气泡时的压力（或温度）。

16．微分分离：

使油藏烃类体系从油藏状态逐渐变到某一特定压力、温度状态,引起油气分离，并随着气体的分离,不断地将气体放掉（使气体与液体脱离接触）的过程。

二、填空题

1．物质的量组成（摩尔组成）、体积组成和质量组成。

2．高温、高压、溶解了大量的天然气。

3．一次脱气和多级脱气。

4．半渗透隔板法、压汞法和离心法。

5．未饱和油藏、饱和油藏、过饱和油藏、凝析气藏、常规气藏等类型。

6．硫酸钠、碳酸氢钠、氯化镁、氯化钙。

7．减小，增加。

8．一次脱气（接触脱气、接触分离）、多级脱气（多级分离）。

9．减小，减小，减小，减小，增大。

10．相对密度、粘度、含蜡量、含硫量、含胶质量。

11．遇酸反应；遇水膨胀、分散或絮凝；高温脱水。

12．地层油的膨胀能、岩石孔隙的弹性能、地层水的弹性能、气顶气的膨胀能、溶解气的膨胀能等。

三、判断题

√

四、作图、简答题

答：

APC线上部－液相区；BTC线右方－气相区；APCTB线包围的区域－两相区；APC线－泡点线；BTC线－露点线；C－临界点。

D点（CT′线以上，C点和T′点之间的区域）为凝析气藏。

2．简要说明毛管力曲线的用途。

答：

（1）评价岩石储集性能：

曲线中间平缓段越低，孔隙越大，中间平缓段越长，孔隙分选越均匀，储集性能越好。

（2）研究岩石的孔隙结构：

曲线中间平缓段越低，孔隙越大，毛管力和孔隙半径之间成反比。

（3）判断岩石的润湿性：

在两相共存的状态下，曲线的下包面积越小，驱替相越润湿岩石。

（4）确定注入工作剂对储层的损害程度或增产措施的效果：

后期的毛管力曲线低于前期的毛管力曲线，则孔隙变大，说明储层孔隙结构变好（即储层得到了改善）；反之，变差（即储层受到了损害）。

（5）水驱油（或气驱油）过程中任一饱和度面上的油－水（或气）相间的压力差：

根据毛管力的定义，地层毛管力曲线上的任一饱和度对应的毛管力值即为该饱和度面处油水相间的压力差。

（6）确定油藏过渡带内流体饱和度的分布：

根据毛管力公式，毛管力与液面上升高度成正比，所以液面上升高度与流体饱和度之间也存在一一对应的关系。

（7）确定束缚水饱和度、残余油饱和度：

（8）确定孔隙度、绝对渗透率、相对渗透率等。

3．简要分析影响油水界面张力的因素。

答：

（1）组成：

地层油的分子量越大、极性物质含量越高，油水分子间引力差变小，油水界面张力越小。

（2）温度：

随温度的增加，地层油中的轻组分物质易分离出去，油水分子间引力差变小，油水界面张力减小。

（3）压力：

当压力小于饱和压力时，随压力的增加，地层油中的溶解气量增大，油水分子间引力差变大，油水界面张力增大。

当压力大于饱和压力时，随压力的增加，地层油被压缩的幅度大于水，油水分子间引力差变小，油水界面张力减小。

饱和压力点处油水界面张力最大。

（4）溶解气：

随溶解气含量的增加，地层油中的轻组分含量增加，油水分子间引力差变大，油水界面张力增大。

4．画出典型毛管力曲线，说明曲线特征，并标注出最小湿相饱和度、饱和度中值压力、阈压的位置。

答：

（1）曲线特征：

毛管力曲线分三段：

ab段为非湿相进入表面孔和大孔隙阶段，bc段为非湿相进入主要孔隙阶段，cd段为非湿相进入小孔隙阶段。

由于大孔隙和小孔隙含量比较少，所以ab段和cd段曲线较陡、较短，bc段孔隙较多，所以曲线较平、较长。

（2）Smin为最小湿相饱和度，Pc50为饱和度中值压力，PT为阈压。

5．简要分析影响储层流体有效渗透率的因素（答出4个以上）。

答：

（1）孔隙结构：

随孔隙的增大，流体的有效渗透率增大；随孔隙的曲折程度增加，流体的有效渗透率减小。

（2）流体饱和度：

随流体饱和度的增大，流体的有效渗透率增大。

（3）流体粘度：

随流体粘度的增大，流体的有效渗透率减小。

（4）油藏润湿性：

随油藏润湿性的增大，润湿相流体的有效渗透率减小。

（5）地层温度：

随地层温度的升高，地层油的有效渗透率增大。

（6）流体渗流截面积：

随流体渗流截面积的增大，流体的有效渗透率增大。

（7）流体流经长度：

随流体流经长度的增大，流体的有效渗透率减小。

6．简述多元复合驱提高原油采收率的原理。

答：

（1）聚合物的作用：

（2）表面活性剂的作用：

③改变亲油岩石表面的润湿性；④使原油乳化，产生迭加的液阻系数（贾敏效应），增加高渗层的流动阻力，减小粘度指进现象。

（3）碱的作用：

④改变岩石润湿性。

7．简述相对渗透率曲线的用途（答出4条以上）。

答：

（1）计算油藏的水驱采收率；

（2）结合流体的粘度可以计算油藏中任一饱和度面处的流度比；

（3）结合其他参数可以计算任一饱和度面处的油藏流体的产量；

（4）结合流体的粘度可以计算油藏中任一饱和度面处的地下、地面产水率；

（5）结合油藏的毛管力曲线可以确定油藏过渡带任一饱和度面的位置；

8．简要分析影响地层渗透率的因素。

答：

（1）沉积作用：

（2）成岩作用：

（3）构造应力使地层产生裂缝后大大提高渗透率。

（4）流体与岩石接触后会发生物理和物理化学变化，进而影响渗透率。

五、计算题

1、设一油藏含油面积A=10km2，油层有效厚度h=10m，孔隙度φ=20%，束缚水饱和度Swi=20%。

试计算：

（1）该油藏的原油储量。

（2）该油藏的综合压缩系数（Pi~Pb之间）

（3）该油藏的弹性采油量。

解：

（1）

（m

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