(完整版)油层物理
第一章__油层物理性质及渗流规律
2Kh( Pc Pwf ) qsc re Bo (ln S ) rw
K：油层有效渗透率 H：油层有效厚度
：地层原油粘度
（1.3.2）
（1.3.2）是油层以及油井动态分析的一个基本公式
Rw:井的完井半径
S：井壁阻力系数 Pe:油层压力 Pwf:井底流压
Re：供油面积半径:
K-岩石的渗透率，μm2
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.2 储层岩石物理性质
四、毛细管性质
1.表面张力：两种流体接触面上由于流体分子间引力不平衡引起 的界面张力
油水表面张力范围：20-40mN/m
2.岩石润湿性：当两种非混相流体同时呈现于固相介质表面 时，某一流体相优先润湿固体表面的能力 3.毛管压力：多孔介质的微细毛管中，跨越两种非混相流体弯
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.2 储层岩石物理性质
一、孔隙度φ
定义：岩石本身的空隙体积与岩石体积之比值 Φ=VΦ∕V= VΦ/(Vφ+VG)
Φ-孔隙度， VΦ-空隙体积cm3 ，VG-骨架体积，cm3
流动孔隙度：与含油岩石中流动着的流体体积相等的空隙体积
与岩石体积比值
二、饱和度SO 束缚水饱和度SWi,自由水或可动水饱和度SWm So+Sw+Sg=1
二、地层原油的性质参数
1.泡点压力Pb； 2.溶解气油比Rs； 3.原油的压缩系数Co；
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.1 油层流体物性
二、地层原油的性质参数（续）
4.原油的密度ρo； 5.原油的粘度μo ； 6.原油地层体积系数Bo；
7.总体积系数Bt；
三、地层水的性质参数
1.地层水的粘度μg； 2.地层水的体积系数Bw和密度ρw； 3.溶解气水比Rw； 4.地层水的压缩系数Cw；
油层物理
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 1.油气藏烃类的化学组成和分类 1.1 石油的化学组成 石油=烷烃+环烷烃+芳香烃+少量烃类的氧、硫、 氮化合物。 其中：CnH2n+2最多。 原油中的胶质、沥青质：是高分子杂环烃的氧、硫、 氮化合物。 对原油的颜色、密度、粘度影响较大。 油井中的蜡=石蜡+原油+胶质沥青质+泥沙 含蜡量越高，结蜡温度越高，凝固点越高。
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 ⑶单组分烃P-T相图的特点
①单一上升的曲线（饱和蒸气压线）； ②曲线上方为液相区，右下方为气相 区，曲线上任意点为两相区； ③C点为临界点，是两相共的最高压力 和最高温度点。 ④随分子量的增加，曲线向右下方偏 移。
第二章 储层流体的物理特性
2. 相态方程
第二节 油气系统的溶解与分离
用途：可以从数量上确定某一压力、温度下从油中分出的油、气量 的多少及油、气组成；判断油气藏的相态。
2.1 推导：
混合物组成已知，且 在某一压力温度下达到 平衡：
第二章 储层流体的物理特性
2. 相态方程
第二节 油气系统的溶解与分离
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 ⑵单组分烃p-v相图的特点
随温度升高，由气→液时， 体积变化减小； 临界点C处：由气→液，体 积没有明显的变化。
临界点处：气、液的一切性 质（如密度、粘度等）都相同 。其压力、体积、温度记为： Pc、Vv、tc。 当t＞tc时，气体不再液化。
取1mol油气混合物，使其在 某一温度t、压力p下达到平衡：
油层物理学
第一章油气藏流体的化学组成与性质储层流体：储存于油（气）藏中的石油、天然气和地层水。
石油中的烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃三种饱和烃类构成，原油中一般未发现非饱和烃类。
烷烃又称石蜡族烃，化学通式C n H2n+2，在常温常压（20℃，0.1MPa）下，C1~C4为气态，它们是天然气的主要成分；C5~C16是液态，它们是石油的主要成分；C17以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。
烷烃：带有直链或支链，但没有任何环结构的饱和烃。
石油的化学组成石油中主要含碳、氢元素，也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素，一般碳、氢元素含量为95%~99%，硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。
石油中的化合物可分为烃类化合物和非烃类化合物；烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃；非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧的胶质和沥青质。
含蜡量：指在常温常压条件下原油中所含石蜡和地蜡的百分比。
胶质：指原油中分子量较大（约300~1000），含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，通常呈半固态分散状溶解于原油中。
胶质含量：原油中所含胶质的质量分数。
沥青质含量：原油中所含沥青质的质量分数。
含硫量：原油中所含硫（硫化物或硫单质）的百分数。
原油的物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。
原油颜色的不同，主要与原油中轻、重组分及胶质和沥青质含量有关，胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。
凝固点与原油中的含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关，轻质组分含量高，则凝固点低；重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，则凝固点高。
原油的密度：单位体积原油的质量。
原油的相对密度：原油的密度（ρo）与某一温度和压力下的水的密度（ρw）之比。
我国和前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水的密度之比，欧美国家则以1atm、60℉（15.6℃）时的原油与纯水的密度之比，γo欧美国家还使用API度凝固点：原油冷却过程中由流动态到失去流动性的临界温度点。
油层物理学
油层物理学1、泡点是指温度（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）。
2、油气分离：当油气压力降低到油藏饱和压力时，油气体系就出现气液两相。
天然气从石油中分离的方式通常有接触分离、多级分力、微分分离。
接触分离（又称闪蒸分离、一次脱气）是指使油藏烃类体系从油藏状态瞬时变到某一特定温度、压力，引起油气分离并迅速达到相平衡的过程。
多级分力（又称多级脱气）是指在脱气过程中分几次降低压力，最后达到指定的压力的脱气方法。
5微分分离（又称微分脱气）在微分分离过程中随着气体的分离，不断地将气体放掉，即脱气是在系统组成不断变化的条件下进行的。
微分分离的级数远大于多级分离的级数。
3、压缩因子：物理意义为在给定温度和压力条件下，实际气体所占有的体积与理想气体所占有的体积之比，反映了相对理想气体，实际气体压缩的难易程度。
4、底层油体积系数：（又称原油地下体积系数）是指原有在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比。
5、等温压缩系数：是指在等温条件下单位体积地层油体积随压力的变化率，表示地层油的弹性大小。
6、相对渗透率：是指岩石空隙中饱和多相流体时，岩石对每一相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。
7、平衡常数：是指在一定压力和温度条件下，气液两相处于平衡时，体系中某组分的气相和液相中的分配比例，也称平衡比。
8、两相体积系数：是指油藏压力低于泡点压力时，在给定压力下地层油和其释放出气体的总体积与它在地面脱气后的体积之比。
9、残余油饱和度：残余油是指被工作剂趋洗过的地层中被滞留或闭锁在岩石空隙中的油。
储层岩石孔隙中残余油的体积与孔隙体积的比值称为残余油饱和度。
10、一次采油，是指依靠天然能量开采原油的方法。
天然能量驱有：弹性驱（主要驱油能量为含油区岩石及液体的弹性能）、天然水驱（主要驱油能量为露头水柱压力）、气驱（主要驱油能量为气顶的膨胀能）、溶解气驱（主要驱油能量为溶解气的膨胀能）和重力驱（原油自身重力）11、二次采油，是指用注水的方法弥补采油的亏空体积，补充地层能量进行采油的方法。
（完整版）油层物理
（完整版）油层物理油层物理第⼀章（）⼀、掌握下述基本概念及基本定律1. 粒度组成：构成砂岩的各种⼤⼩不同颗粒的重量占岩⽯总重量的百分数。
2. 不均匀系数：累积分布曲线上累积质量60%所对应的颗粒直径d60 与累积质量10%所对应的颗粒直径d10。
3. 分选系数：⽤累积质量20%、50%、75%三个特征点将累积曲线划分为4 段，分选系数S=（d75/d 25）^（1/2）4. 岩⽯的⽐⾯（S、S p、S s）：S：单位外表体积岩⽯内孔隙总内表⾯积。
Ss：单位外表体积岩⽯内颗粒⾻架体积。
Sp:单位外表体积岩⽯内孔隙体积。
5. 岩⽯孔隙度（φa、φe、φf）：φa：岩⽯总孔隙体积与岩⽯总体积之⽐。
φe：岩⽯中烃类体积与岩⽯总体积之⽐。
φf：在含油岩中，流体能在其内流动的空隙体积与岩⽯总体积之⽐。
6. 储层岩⽯的压缩系数:油层压⼒每降低单位压⼒，单位体积岩⽯中孔隙体积的缩⼩值。
7. 地层综合弹性压缩系数：地层压⼒每降低单位压降时，单位体积岩⽯中孔隙及液体总的体积变化。
8. 储层岩⽯的饱和度（S0、S w、S g）：S0：岩⽯孔隙体积中油所占体积百分数。
S g;孔隙体积中⽓所占体积百分数。
S w：孔隙体积中⽔所占体积百分数9.原始含油、含⽔饱和度（束缚⽔饱和度）S pi、S wi ：s p i :在油藏储层岩⽯微观孔隙空间中原始含油、⽓、⽔体积与对应岩⽯孔隙体积的⽐值。
S wi: 油层过渡带上部产纯油或纯⽓部分岩⽯孔隙中的⽔饱和度。
10. 残余油饱和度：经过注⽔后还会在地层孔隙中存在的尚未驱尽的原油在岩⽯孔隙中所占的体积百分数。
11. 岩⽯的绝对渗透率：在压⼒作⽤下，岩⽯允许流体通过的能⼒。
12. ⽓体滑脱效应：⽓体在岩⽯孔道壁处不产⽣吸附薄层,且相邻层的⽓体分⼦存在动量交换，导致⽓体分⼦的流速在孔道中⼼和孔道壁处⽆明显差别13. 克⽒渗透率：经滑脱效应校正后获得的岩样渗透率。
14. 达西定律：描述饱和多孔介质中⽔的渗流速度与⽔⼒坡降之间的线性关系的规律。
油层物理学
•1956年，苏联Φ.И.卡佳霍夫撰著“油层物理基础”
该书是“油层物理”从采油工程中单独分科的起点，随后得到了广 泛而深入的发展。
•60年代末，洪世铎在卡佳霍夫课本的基础上，首次在国
内编著中文版“油层物理基础”。从此油层物理在国内成 为一门独立的学科。 •98年编写了目前使用的课本，目前已经过三次修订，在 全国各油田及部分石油院校使用。
(4)提高原油采收率的机理。
Fundamentals of Enhanced Oil Recovery
特点：概念多、实验性强、较抽象。
最后成绩：考试70%＋平时10%＋实验20%。 考试形式：闭卷,以基本概念及其应用为主。
参考书： 1、洪世铎 «油层物理基础»； 2、何更生 «油层物理»； 3、杨胜来、魏俊之 «油层物理学»；
等压液化
P2
P2＝P泡 P3(液)
等压汽化
露点(Dew point)：温度一定，压力增加，开始从气
相中凝结出第一批液滴的压力。
泡点(Bubble point)：温度一定，压力降低，开
始从液相中分离出第一批气泡的压力。
单组分烃特点：泡点压力＝露点压力。
2)单组分烃p-v相图特点:
临界点C处：气、液的一 切性质(如密度、粘度等) 都相同。
组成(Composition)：体系中物质的各个成分及其相对含量。
P－T相图(phase diagram)：表示体系压力、温度与 相态的关系图。
3. 单、双、多组分体系的相图 3.1 单组分烃相图
Phase behavior of one component system
1)单组分烃相态特点
(完整版)油层物理
油层物理第一章（）一、掌握下述基本概念及基本定律1. 粒度组成：构成砂岩的各种大小不同颗粒的重量占岩石总重量的百分数。
2. 不均匀系数：累积分布曲线上累积质量60%所对应的颗粒直径d60 与累积质量10%所对应的颗粒直径d10。
3. 分选系数：用累积质量20%、50%、75%三个特征点将累积曲线划分为4 段，分选系数S=（d75/d 25）^（1/2）4. 岩石的比面（S、S p、S s）：S：单位外表体积岩石内孔隙总内表面积。
Ss：单位外表体积岩石内颗粒骨架体积。
Sp:单位外表体积岩石内孔隙体积。
5. 岩石孔隙度（φa、φe、φf）：φa：岩石总孔隙体积与岩石总体积之比。
φe：岩石中烃类体积与岩石总体积之比。
φf：在含油岩中，流体能在其内流动的空隙体积与岩石总体积之比。
6. 储层岩石的压缩系数:油层压力每降低单位压力，单位体积岩石中孔隙体积的缩小值。
7. 地层综合弹性压缩系数：地层压力每降低单位压降时，单位体积岩石中孔隙及液体总的体积变化。
8. 储层岩石的饱和度（S0、S w、S g）：S0：岩石孔隙体积中油所占体积百分数。
S g;孔隙体积中气所占体积百分数。
S w：孔隙体积中水所占体积百分数9.原始含油、含水饱和度（束缚水饱和度）S pi、S wi ：s p i :在油藏储层岩石微观孔隙空间中原始含油、气、水体积与对应岩石孔隙体积的比值。
S wi: 油层过渡带上部产纯油或纯气部分岩石孔隙中的水饱和度。
10. 残余油饱和度：经过注水后还会在地层孔隙中存在的尚未驱尽的原油在岩石孔隙中所占的体积百分数。
11. 岩石的绝对渗透率：在压力作用下，岩石允许流体通过的能力。
12. 气体滑脱效应：气体在岩石孔道壁处不产生吸附薄层,且相邻层的气体分子存在动量交换，导致气体分子的流速在孔道中心和孔道壁处无明显差别13. 克氏渗透率：经滑脱效应校正后获得的岩样渗透率。
14. 达西定律：描述饱和多孔介质中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律。
【油层物理】油层物理
一．定义1.临界点：单组分物质体系的临界点是该体系两相共存的最高压力和最高温度。
2.泡点：是指温度(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)。
3.露点：是指温度(或压力)一定时,开始从气相中凝结出第一批液滴时的压力(或温度)。
4.接触分离（闪蒸分离）：指使油气烃类体系从油藏状态变到某一特定温度、压力，引起油气分离并迅速达到平衡的过程。
特点：分出气较多，得到的油偏少，系统的组成不变。
5.多级分离：：在脱气过程中分几次降低压力，最后达到指定压力的脱气方法。
多级分离的系统组成是不断发生变化的。
6.微分分离：在微分脱气过程中,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)。
特点：脱气是在系统组成不断变化的条件下进行的。
7.地层油的溶解汽油比：把地层油在地面条件进行（一次）脱气，分离出的气体在标准条件（20度0.101MPa）下的体积与地面脱气原油体积的比值。
定义2：1m3的地面脱气油，在油藏条件下所溶解的气体的标准体积。
8.地层油相对密度：地层温度压力条件下的元有的相对密度（=地层条件下油密度/4度的水密度）。
“原油相对密度”--表示地面油相对密度。
9.地层油的体积系数：原油在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比。
10.地层油的两相体积系数：油藏压力低于泡点压力时,在给定压力下地层油和其释放出气体的总体积与它在地面脱气后的体积之比11.地层油的等温压缩系数：在温度一定的条件下,单位体积地层油随压力变化的体积变化率（P>Pb）12.地层水的矿化度：表示地层水中无机盐量的多少，mg/L13.地层水的体积系数：在地层温度、压力下地层水的体积与其在地面条件下的体积之比。
14.地层水的压缩系数：在地层温度下，单位体积地层水的体积随压力变化的变化率15.地层水的粘度：反应在流动过程中水内部的摩擦阻力。
16.渗透性：岩石中流体可以在孔隙中流动的性质。
17.绝对渗透率：渗透率仅与岩石自身的性质有关，而与所通过的流体性质无关，此时的渗透率称为岩石的绝对渗透率。
油层物理精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版一、判断题(80分)1、天然气是以甲烷为主的烷烃，其中常含有非烃类气体，如二氧化碳、氮气、硫化氢、水汽。
正确答案：正确学生答案：正确2、天然气的分子量是指天然气分子的质量。
正确答案：错误学生答案：3、胶结物质主要包括泥质胶结物、灰质胶结物、和硫酸盐胶结物三种。
正确答案：正确学生答案：4、地层油粘度在饱和压力时是最小的。
正确答案：正确学生答案：5、烃类体系相图中，反常相变现象只发生在等温反常凝析区。
正确答案：错误学生答案：6、对于锥形毛细管中的毛管力，最大毛管力出现在毛细管的粗端，最小毛管力出现在毛细管的细端。
正确答案：错误学生答案：7、毛管滞后现象是指毛细管的吸入过程产生的液柱高度大于驱替过程中产生的液柱高度。
正确答案：错误学生答案：8、原油的化学组成是决定粘度高低的内因，是原油粘度的主要影响因素。
一般地说，原油的分子量越大，则粘度越高。
正确答案：正确学生答案：9、烷烃分子量的大小不同，其存在形态也不一样，其中～是液态，是构成石油的主要成分。
正确答案：错误学生答案：10、对于同一岩石，有效渗透率之和大于绝对渗透率。
正确答案：错误学生答案：11、粘土晶片之间的吸引力增大，水化膜的厚度增大。
正确答案：错误学生答案：12、只有当驱替压力大于阈压时，流体才可能流动。
正确答案：正确学生答案：13、砂岩的砂粒越细，其比面越大。
由于砂岩的粒度很小，故其比面是很大的。
正确答案：正确学生答案：14、润湿滞后是指在运动过程中岩石润湿角发生改变的一种现象。
正确答案：正确学生答案：15、原油的采收率可以用体积波及效率与驱油效率的来表示。
正确答案：正确学生答案：16、烃类体系相图中，重质组分含量愈高，则气液等含量线分布愈向右密集。
错误学生答案：17、当压缩因子为1时，实际气体则成为理想气体。
正确答案：错误学生答案：18、表示天然气的组成有三种方法，摩尔组成、体积组成和质量组成。
其中天然气的体积组成等于其摩尔组成。
油层物理
第一篇 储层流体的物化特性一、基本概念1、天然气的体积系数: 一定量的天然气在油气层条件（某一p 、T ）下的体积VR 与其在地面标准状态下（20℃，0.1MPa ）所占体积VSC 之比。
Bg —天然气体积系数，m3/m3；Vsc —天然气在标准状况下的体积，m3；VR —同量的天然气在油气层条件下的体积，m3。
（Bg ＜＜1） 2（弹性系数、压缩系数）是指在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率。
单位：MPa-13、地层原油溶解气油比：一定量的地层原油在地面降压脱气（标准状态下），平均单位体积的脱气原油所分离出来天然气的体积。
单位：(米3/米3或米3/t ）4、泡点压力：在温度一定的情况下，压力降低过程中开始从液相中分离出第一批气泡的压力。
5、露点压力：温度一定时，压力升高过程中开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。
6、油藏饱和压力：是表示在地层条件下，原油中的溶解气开始分离出来的压力：7、多级脱气：在脱气过程中，分几次降低压力，直至降到最后的指定压力为止。
而每次降低压力时分离出来的气体都及时地从油气体系中放出。
8、地层油气两相体积系数： 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。
9、压缩因子（偏差系数，偏差因子）：给定压力和温度下，实际气体所占的体积与等量理想气体所占有的体积之比(同温同压)。
Z=V 真实/V 理想10、凝析气藏：甲烷、乙烷之外，还含油一定数量的丙、丁烷及戊烷以上和少量的C7~C11的液态烃类。
11、一次脱气：在等温条件下，将体系压力逐渐降低到指定分离压力，待体系达相平衡状态后，一次性排出从油中脱出的天然气的分离方式。
又称接触分离、闪蒸分离。
12、地层水的矿化度：地层水中含无机盐量的多少。
二、简答题 1、我国西部某油田发现了一个气藏，但从目前的情况来看难以确定气藏的类型，请你从油层物理的观点来看，需要收集哪些资料才能判断气藏的类型？如何判断？作图并说明理由。
油层物理
油层：能储集油气、并能让油气在其中流动的多孔介质。
油藏：深埋在地下的油气聚集的场所。
油田：一个地区地下所有的油藏构成油田。
露点：温度一定，压力增加，开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。
泡点：温度一定，压力降低，开始从液相中分离出第一批气泡的压力。
低收缩原油（常规重质油藏） ：指在地下溶有的气量少，采到地面后体积收缩较小的原油。
高收缩原油（轻质油藏） ：产出的液体数量明显的减少。
平衡常数：在一定的温度、压力下，油、气系统的气液两相达到平衡时，i 组分在气相、液相中的分配比 例（mol 浓度比） 。
质量组成 Wi：天然气中各组分的质量占气体总质量的百分数。
体积组成 Vi：相同 T、P 下，各组分的体积 Vi 占天然气总体积的百分数。
摩尔组成 yi：各组分的 mol 数 ni 与气体总的 mol 数的比例 在等温条件下，单位体积地层油体积随压力的变化率。
地层油体积随压力的变化率 地层油的等温压缩系数 Co：在等温条件下，单位体积地层油体积随压力的变化率。
在等温条件下，单位体积天然气气体的体积随压力的变化率。
天然气的等温压缩系数 Cg：在等温条件下，单位体积天然气气体的体积随压力的变化率。
一定质量天然气在地下的体积与其在地面标准状态 （20℃， 0.1MPa） 下的体积之比。
天然气的体积系数 Bg： 矿化度：表示地层水中含盐量的多少，mg/L。
粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同的颗粒的含量.通常用质量百分数表示. 岩石的比面 S：单位体积（外表）岩石内所有孔隙的内表面积。
孔隙（pore） ：指岩石固相骨架间的一切空隙。
孔隙的类型有：粒间孔隙、裂缝、溶洞。
有效孔隙：直径大于 0.0002mm，可以让流体通过的孔隙。
孔隙度的定义：岩石的孔隙体积与岩石外表体积之比。
绝对孔隙度：岩石总孔隙（有效+无效孔隙）与岩石外表体积之比。
有效孔隙度：有效孔隙体积与岩石外表体积之比。
油层物理
第一章 储层岩石的物理性质
第三节 储层岩石的流体饱和度
干馏出的水量与时间的关系
水的校正
第一章 储层岩石的物理性质
第三节 储层岩石的流体饱和度
一般： So地面≠So地下
第一章 储层岩石的物理性质
第四节 储层岩石的渗透性
1.达西定律 1-1断面总水头： 2-2断面总水头：
其折算压力分别为：
第一章 储层岩石的物理性质
第一章 储层岩石的物理性质
第二节 储层岩石的孔隙性
5.岩石的压缩系数（compressibility coefficient) 5.1 岩石压缩系数Cf：
Cf 1 Vp Vf P
1/MPa
单位体积油藏岩石，当压力降低1MPa时，孔 隙体积的缩小值。 一般 Cf=（1-2）×10-4 1/MPa
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 储层岩石的骨架性质
2.4 据粒度组成确定岩石比面 设岩石孔隙度为φ，由不等直径的球形颗粒组成：
取岩石体积=1cm3，设各颗粒密度相同：
体积%=质量% 颗粒体积=（1－φ）
第一章 储层岩石的物理性质
第一节 储层岩石的骨架性质 直径为di的颗粒的总表面积：
单位体积岩石中所有颗粒的总表面积：
影响气体滑动效应的因素：平均压力、气体的相对分子质量。
第一章 储层岩石的物理性质
第四节 储层岩石的渗透性
4.气测渗透率的特点： ⑴在不同的平均压力下，用同一气 体测得的Kg不同； ⑵同一平均压力下，不同的气体测 得的Kg不同； ⑶不同气体的Kg∽ 的直线交纵坐标 于一点，该点的Kg与液测的K等价，称为 克氏渗透率，记为K∞。
第四节 储层岩石的渗透性
达西的意义：
1cm3 / s 1厘泊1cm 1达西= 1cm2 1大气压
油层物理
摘要油层物理是研究储层岩石、岩石中的流体（油、气、水）以及流体在岩石中渗流机理的一门学科。
它表述的是油层的物理性质，储层的岩石骨架和储存于岩石骨架孔隙中的流体。
钻探一口油井，取心测得的孔隙度、渗透率等物性参数，反映的是这口井及井筒周围的油层物性参数，即所谓的“一孔之见”，从平面上看，如果这口井位于湖相水道砂微相中间，它的孔隙度、渗透率偏高，用此计算的储量偏大，因为向水道砂微相两侧的孔、渗参数肯定要小；如位于水道间的薄砂层中，那计算的储量可能偏小，要想真正控制就得还油层以本来面目。
早期资料较少是难以达到的，而随井网的不断完善，获取的动、静态信息的不断增加，新技术、新方法不断出现，就能还油层以真面目。
精细油藏描述是指油田投入开发后，随着开采程度的加深和动、静态资料增加，所进行的精细地质特征研究和剩余油分布描述，并不断完善储层预测的地质模型，称为精细油藏描述。
可以细分为开发初期、开发中期和开发后期精细油藏描述。
不同时期的精细油藏描述因资料占有程度不同而描述的精度不同。
而目前在开发后期（指综合含水>85%可采储量采出程度在75%以上）的精细油藏描述由于资料占有量相对较多，所以描述的精度要高，加上相关新技术、新方法的应用，才能达到精细描述的程度。
油层物理学科在提高采收率的研究的过程中，对油层的非均质性、流体粘度及流度比和油藏润湿性等对采收率的影响进行了研目录一、引言 ---------------（1）二、精细油藏描述实例 ----------------（2）1．概况 ---------------（2）2．精细油藏描述对策及思路 ---------------（3）3．精细构造研究 ---------------（4）4．测井多井评价 ---------------（6）5．沉积微相及砂体展布规律 --------------（10）6．储层非均质性 --------------（14）7．储层流动单元研究 --------------（20）8．三维建模及油藏工程评价 --------------（23）三、结论及认识 --------------（24）四、结束语 --------------（25）油层物理与精细油藏描述――结合板桥油田板北板一油组实例分析一、引言油层物理表述的是油层的物理性质，储层的岩石骨架和储存于岩石骨架孔隙中的流体。
第三章油层物理基础
第三章油层物理基础第三章油层物理基础§3-1储层流体的组成及其物理性质⼀、⽯油的组成及其物理性质⽯油是⼀种以液体形式存在于地下岩⽯孔隙中的可燃性有机矿产之⼀。
从直观上看，它表现为⽐⽔稠但⽐⽔轻的油脂状液体，多呈褐⿊⾊；化学上是以碳氢化合物为主体的复杂的混合物。
液态⽯油中通常溶有相当数量的⽓态烃和固态烃，还有极少量的悬浮物。
因此，⽯油没有确定的化学成分和物理常数。
（⼀）⽯油的组成1．⽯油的元素组成⽯油没有确定的化学成分，因⽽也就没有确定的元素组成。
⽯油尽管是多种多样，但它们的元素组成却局限在较窄的变化范围之内，碳（C）、氢（H）占绝对优势。
根据对世界各地油⽥⽯油化学分析资料统计，⽯油中含碳量在80％～88%，含氢量在10％～14％,碳、氢含量的总和⼤于95％，⽯油的碳氢⽐（C／H）介于5.9～8.5之间。
碳、氢两元素在⽯油中组成各种复杂的碳氢化合物，即烃类存在，它是⽯油组成的总体。
⽯油中除碳、氢外，还有氧（O）、氮（N）、硫（S）等元素，⼀般它们总量不超过l％，个别油⽥可达5％～7％，这些元素在⽯油中多构成⾮烃有机化合物。
它们含量虽少，但对⽯油质量有⼀定影响，如⽯油中含硫则具有腐蚀性，且降低⽯油的品质。
除上述元素外，在⽯油成分中还发现有30余种微量元素。
但含量较少。
其中以钒（V）、镍（Ni）为主，约占微量元素的50％～70％。
因此，在⽯油残渣中提炼某些稀有元素，是⼀个值得注意的领域。
2．⽯油的烃类组成从有机化学⾓度来讲，凡是仅由碳、氢两个元素组成的化合物，称为碳氢化合物，简称“烃”。
⽯油主要是由三种烃类组成：即烷族烃、环烷族烃和芳⾹族烃。
3．⽯油的组分组成根据⽯油中不同的物质对某些介质有不同的吸附性和溶解性，将⽯油分为四种组分。
（1）油质：油质是由烃类（⼏乎全部为碳氢化合物）组成的淡⾊油脂状液体，荧光反应为浅蓝⾊，它能溶解于⽯油醚中，但不能被硅胶吸附。
油质是⽯油的主要组成部分，含油量约为65％⼀100ok。
油层物理学
二、 理想介质的孔隙度
理想介质，是指由等直径或几种等直径的球形颗粒组成的岩石。 对大小均匀等直径球形颗粒组成的多孔介质的两种情况的孔隙度作 了计算，φ=47.6%，最紧密的菱面体排列的孔隙度，φ=25.96%。 同一种直径的颗粒所组成的理想多孔介质来，孔隙度仅是颗粒排列 的函数，而与颗粒的大小无关。 两种颗粒尺寸所组成的立方体填集的孔隙度，孔隙度近似为12.5%。
在一千米深度以下，裂缝宽度可能不超过0.1毫米。 裂缝孔隙度通常为0.5--0.6％，很少超出l--2％。若一 千立方厘米正方体中有10条0.l毫米宽的裂缝时，其裂缝 孔隙度仅为1％。
据马斯凯特(Masket,M.,1949)计算，当裂缝宽度超过 0.035毫米时，裂缝地层的产量就超过无裂缝地层简单径向流 动系统的产量；当裂缝宽度为0.5毫米时，裂缝本身所运载的 流体就占了灰岩一裂缝系统组合流量的90％；当裂缝宽度大 于l毫米时，绝大部分的油层流体是由裂缝通过的。碳酸盐储 集岩中裂缝发育的多少及宽度对产能的影响是何等的重要。
孔隙类型及孔隙几何形状均随成岩作用而发生 变化。从大孔隙演变成微孔隙；矿物被溶解而形 成孔隙；以及孔隙从部分到全部被沉淀矿物所占 据。
孔隙类型很少是单一的，大多数储集岩中有多 种孔隙类型共存，构成不同的孔隙组合。
（1）粒间孔隙 砂岩为颗粒支撑或杂基支撑， 含少量胶结物，在颗粒问的孔隙称为粒间孔隙。 以粒间孔隙为主的砂岩储集岩，其孔隙大、喉道 粗、连通性较好。无论从储集能力或渗滤能力的 观点来看，最好的砂岩储集岩是以粒问孔隙为主 的。
பைடு நூலகம்
（4）纹理及层理缝 在具有层理和纹层构 造的砂岩中，由于不同细层的岩性或颗粒排 列方向的差异，沿纹理成层理常具缝隙，储 渗意义不大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
油层物理第一章（）一、掌握下述基本概念及基本定律1.粒度组成：构成砂岩的各种大小不同颗粒的重量占岩石总重量的百分数。
2.不均匀系数：累积分布曲线上累积质量60%所对应的颗粒直径d60与累积质量10%所对应的颗粒直径d10。
3.分选系数：用累积质量20%、50%、75%三个特征点将累积曲线划分为4段，分选系数S=(d75/d25)^(1/2)4.岩石的比面（S、S p、S s）：S：单位外表体积岩石内孔隙总内表面积。
Ss：单位外表体积岩石内颗粒骨架体积。
Sp:单位外表体积岩石内孔隙体积。
5.岩石孔隙度（φa、φe、φf）：φa：岩石总孔隙体积与岩石总体积之比。
φe：岩石中烃类体积与岩石总体积之比。
φf：在含油岩中，流体能在其内流动的空隙体积与岩石总体积之比。
6.储层岩石的压缩系数:油层压力每降低单位压力，单位体积岩石中孔隙体积的缩小值。
7.地层综合弹性压缩系数：地层压力每降低单位压降时，单位体积岩石中孔隙及液体总的体积变化。
8.储层岩石的饱和度（S0、S w、S g）：S0：岩石孔隙体积中油所占体积百分数。
S g;孔隙体积中气所占体积百分数。
S w：孔隙体积中水所占体积百分数9.原始含油、含水饱和度（束缚水饱和度）S pi、S wi：s p i:在油藏储层岩石微观孔隙空间中原始含油、气、水体积与对应岩石孔隙体积的比值。
S wi:油层过渡带上部产纯油或纯气部分岩石孔隙中的水饱和度。
10.残余油饱和度：经过注水后还会在地层孔隙中存在的尚未驱尽的原油在岩石孔隙中所占的体积百分数。
11.岩石的绝对渗透率：在压力作用下，岩石允许流体通过的能力。
12.气体滑脱效应：气体在岩石孔道壁处不产生吸附薄层,且相邻层的气体分子存在动量交换，导致气体分子的流速在孔道中心和孔道壁处无明显差别13.克氏渗透率：经滑脱效应校正后获得的岩样渗透率。
14.达西定律：描述饱和多孔介质中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律。
15.等效渗透阻力原理：两种岩石在其他条件相同时,若渗流阻力相等,则流量相等。
16.粘土矿物：高度分散，含水的层状硅酸盐和含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。
17.速敏：当注入流速大于或等于某流速时，地层微粒运移堵塞或“桥堵”，渗透率急剧下降的现象。
18.水敏：储层岩石与不配伍的外来流体接触后，引起储层岩石内的粘土膨胀、分散、运转而导致渗透率下降的现象。
19.盐敏：对于水敏性地层，含盐度下降会导致粘土矿物晶层扩张增大、膨胀增加，地层渗透率下降。
20.酸敏：酸化液进入地层后与地层中的酸敏性矿物发生反应，产生凝胶、沉淀或释放出微粒，使地层渗透率下降的现象。
二、分析及简答21.粒度组成测定的方法有哪些？其基本原理是什么？筛析法：用成套的筛子对经橡皮锤捣碎的砂岩单个砂粒进行筛析，按不同粒级将它们分开。
沉降法：根据不同大小的颗粒在液体中具有不同的沉降速度，将岩石颗粒分选开。
岩石薄片显微镜观测法：通过测量二维薄片的单个颗粒横截面的长轴尺寸来确定粒径大小。
粒度薄片图像分析法：用自动或半自动图像分析法估算疏松砂岩和胶结砂岩的粒度分布。
激光衍射测定法：将分散的样品置于合适的携带液中，搅拌或循环携带液以保证颗粒分散，发射激光束分析衍射光谱图。
22.粒度组成的表示方法有哪些？其定量分析可用哪些参数?列表法和作图法。
不均匀系数、分选系数、标准偏差、C-M图。
23.粒度组成分布规律有哪些？大多为正态或近似正态分布。
24.图1为两岩样的粒度组成累积分布曲线，请定性画出与之对应的粒度组成分布曲线，标明坐标并对曲线加以定性分析。
A岩样分选性差，粒度分布不集中，B岩样分选性好，粒度分布集中。
25.比面测算的方法有哪些?透过法和吸附法26.在用马略特瓶测定比面的实验中，为什么压差稳定在某一高度H值后，用量筒计量流出的水量Q o与通过岩心的空气量相等。
压差稳定后，马略特瓶中空气入口处的压力为一确定常数值，故瓶中流体总量保持恒定，即流出与流入流量相等。
27.当岩心饱和有一定液体时，能否用马略特瓶测定岩心的比面，为什么?不能，液体与岩心饱和后，将在岩心孔隙中形成液膜，减小岩心孔隙大小，降低岩心渗透率。
28.研究比面的意义是什么？比面的实质是饱和流体和岩石的接触面积以及岩石的分散程度，比面的大小对流体在油藏中的流动影响很大，岩石比面越大，渗透率越小，油藏的开采难度越高。
29.表示孔隙大小分布的方法有哪些?实际岩石中的孔隙一般按大小可分为哪几类?按照生成时间、组合关系、连通性分类。
一般分为3类：超毛细管孔隙、毛细管孔隙、微毛细管孔隙。
30.岩石孔隙度的一般变化范围是多少？φa、φe、φff的关系怎样？常用测定孔隙度的方法有哪些？影响孔隙度大小的因素有哪些?致密砂岩1%～10%；致密碳酸盐岩1%～5%；中等砂岩10%～20%；中等碳酸盐岩5%～10%；好的砂岩20%～35%；好的碳酸盐岩10%～20%。
φa>φe>φff有实验室内直接测定法和以各种测井方法为基础的间接测定法两类。
碎屑颗粒的矿物成分、排列方式、分选程度、胶结物类型和数量以及成岩后的压实作用。
31.“1达西”的物理意义是什么？渗透率K常用单位是什么？写出其相互换算关系。
物理意义：在1atm的压差下，粘度为1mPa·s的流体通过截面积1cm2、长度1cm的多孔介质时，流量为1cm3/s。
单位为D，CGS单位为cm2，SI单位为m2，法定计量单位为12。
1D=10-8 cm2=1um232.利用达西公式测定岩石绝对渗透率必须满足的条件是什么？其岩石绝对渗透率值的大小仅取决于什么参数?与通过岩心的流体性质是否有关?1.岩石中所有孔隙饱和为不可压缩稳态单相液体。
2.通过岩心的渗流为一维直线渗流。
3.液体不与岩石发生物理、化学等反应。
34.分别用液体和气体测定低渗透性岩石渗透率，其测定值谁大？为什么？如何消除其影响？用气体时测定值大。
液体在岩石孔隙中被孔隙表面吸附形成液膜，减小了孔隙体积，降低了渗透率，而气体因为滑动效应渗透率没有削减。
35.“岩石的孔隙度越大，其渗透率也越大”，这种说法对吗？为什么？不对。
因为影响渗透率的因素很多，主要包括储层形成的沉积条件、成盐作用与后生作用等。
通过实验测定得知，地层条件下岩石材料的孔隙度同渗透率间并没有形成简单的递增关系，而是表现出一种周期性特征的增减变化。
在20～40Mpa情况下，随着岩石孔隙度的增加，岩石渗透率呈现出递增-递减-递增-递减的规律；在60～80Mpa情况下，随着岩石孔隙度的增加，岩石渗透率呈现出递减-递增-递减-递增的规律。
36.影响饱和度的因素有哪些？常用测定饱和度的方法有哪些？对于含有结晶水矿物的岩心测定其饱和度时应采用什么方法，为什么？影响饱和度的因素有储层岩石的孔隙结构及表面性质以及油气的性质等。
常压干馏法、蒸馏抽提法及色谱法。
应使用蒸馏抽提法测定饱和度，因为只需选择沸点低于水的溶剂进行实验就可以避免结晶水被抽提出而造成实验误差。
37.胶结物的成分有哪些？胶结类型可分为哪几类？泥质、钙质（灰质）、硫酸盐、硅质和铁质。
基底胶结、孔隙胶结、接触胶结。
38.胶结物中常见的敏感矿物有哪些？其各自的敏感特性是什么？最常见的敏感矿物为粘土矿物，包括高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等。
高岭石：速度敏感性、高温干燥脱水。
蒙脱石、伊利石：水敏感性。
绿泥石：酸敏感性39.储层敏感性评价的目的意义何在？你认为造成地层损害的原因有哪些？在油井钻井、固井、完井、射孔、增产措施、修井及注水作业等勘探、开发各个环节中，储层总会与不同入井液流体以及它所携带的固体微粒接触，当入井液流体与储层不匹配时，会伤害储层，导致储层渗透能力下降，损害储层生产能力。
为了保护油气储层，充分发挥其潜力，应该从岩石学分析、常规岩心分析、专项岩心分析以及岩心流动试验分析等角度对储层的速敏性、水敏性、酸敏性、盐敏性等各种敏感性进行系统分析。
钻井液中固相颗粒在压差作用下进入喉或裂缝，形成堵塞；钻井液滤液与油气层岩石不配合伍引起的损害；抑制性低的钻井液进入水敏性地层，引起粘土矿物水化、膨胀、分散而产生损害；矿化度低于极限临界矿化度，引起粘土矿物水化，分散和运移。
40.储层敏感性评价试验包括哪几方面？流速敏感性评价实验：应该结合临界线性渗流速度和微粒从岩样出口被流体带出情况综合分析储层是否存在速敏。
水敏性评价实验：在低于80%临界流速条件下，先用地层水流过岩心，再用矿化度为地层水的一半的盐水流过岩心，最后用蒸馏水通过，测定在这三种矿化度下岩心渗透率的数值大小，由此分析岩心的水敏程度。
盐敏性评价实验：在低80%临界流速条件下，让不同矿化度的盐水依次由髙矿化度向低矿化度的顺序注人岩心，测定不同矿化度盐水通过时的渗透率K，做出矿化度与渗透率比K/K ws关系图K ws为最髙矿化度盐水（地层水）下的渗透率。
曲线上渗透率发生突变处所对应的矿化度即为临界盐度，用C表示。
酸敏性评价实验：向岩心中注入0.5~1.0倍孔隙体积的酸液，停注并等待酸液与岩心中的酸敏矿物反应，然后排出残酸，测定岩心渗透率在注酸前后的变化情况。
41.简述实验室测定岩石孔隙度的基本原理。
根据孔隙度的定义，只要求得岩石总体积、固体部分（颗粒及胶结物）的体积以及孔隙体积这三个参数中的两个，就能按照公式φ=V p/V b*100%计算孔隙度。
42.简述实验室测定岩石渗透率的基本原理及数据处理方法，并画出实验仪器的流程图，指出各仪器部件的名称。
渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。
根据达西公式，气体渗透率的计算公式为：K g=2Q0P a Lu/A(P12-P22)*10-1，岩芯几何尺寸用游标卡尺直接测量，利用气测渗透率仪测量岩芯进口端压力P1，出口端压力P2在本实验中为大气压（0.101MPa）。
通过气测渗透率仪利用流量计测量岩芯出口端的气体体积流量Q0。
为了满足线性渗流条件，应用Q0—关系曲线直线段数据代入公式计算K g。
考虑滑脱效应影响，再根据K g—1/直线外推到纵坐标的截距即求得克氏渗透率。
43.测定岩石碳酸盐含量的目的是什么？研究油藏岩石中的碳酸盐含量，特别是后生碳酸盐矿物的含量，能够了解地层中水动力场的活动规律，了解地层形成的时代特征。
研究表明，地层岩石的碳酸盐含量与岩石的孔隙性有较好的关联。
由于地下水活动剧烈，酸性水侵入地层，溶蚀了地层中的碳酸盐矿物，水流量大的部位溶蚀的碳酸盐矿物多，地层中剩余的碳酸盐矿物少，因而地层的孔隙相对较大；相反，地层中剩余的碳酸盐矿物多，孔隙度相对较小。
三、计算及推导44.试推导含有束缚水的油藏的综合弹性压缩系数计算式：C*=C f+φ(S o C o+S w C w)式中C*一地层综合弹性压缩系数；C f一岩石的压缩系数；C o—原油压缩系数；C w一地层水压缩系数S o、S w一含油饱和度和束缚水饱和度c*=cf+clφ油水共存:c l=c0s0+c w s w所以:c*=c f+φ(s0c0+s w c w)45.试推导下关系式：S=φS p=(1-φ)S s式中S、S p、S s—以岩石外表体积、孔隙体积、骨架体积为基准的比面；φ—岩石孔隙度由定义可知：S=A/V，S P=A/V S,S S=A/V P由孔隙度定义：φ=V S/V，，故S/S P=V S/V=φS/S S=V P/V=1-φ故S=φS p=(1-φ)S s46.试推导由粒度组成资料估算比面的公式：S=（C*6（1-φ）/100)*∑i=1n g i/d i式中S—以岩石外表体积为基准的比面；φ—岩石孔隙度；G i—颗粒平均直径为d i的含量；d i i—种颗粒的平均直径⑴假设颗粒为纯球形，s i=∏d2，v i=∏d3/6，孔隙度为φ设V=1，则岩石体积为1-φ，颗粒数量N=6*(1-φ)/d i，比面s=6*(1-φ)/d⑵考虑颗粒直径不同，设颗粒平均直径为的含量为Gn%，颗粒形状校正系数为C则，S=（C*6（1-φ）/100)*∑i=1n g i/d i47.以达西公式出发推导气体岩石渗透率的计算公式，并指出各符号的含义。