油藏流体的物理性质
油层物理中文习题集
油层物理习题集长江大学二00九年九月目录第一章油藏流体的物理性质 (1)一、思考题 (1)二、计算题 (2)第二章储层岩石的物理性质 (11)一、思考题 (11)二、计算题 (12)第三章油藏岩石的渗流特性 (18)一、思考题 (18)二、计算题 (19)第四章油藏提高采收率的机理 (30)附录A 常用单位换算 (31)附录B 常用图版 (34)第一章油藏流体的物理性质一、思考题1．油藏流体意指什么？何谓高压物性？2．天然气的分子量、密度和比重是如何规定的？3．压缩因子Z的物理意义是什么？请区别压缩系数、压缩因子和收缩率这三个概念。
4．何谓气体的对应状态原理？5．如何确定多组分体系的视临界压力和视临界温度？你认为它们就是多组分体系的临界压力和临界温度吗？为什么？6．什么叫相图？影响P-T相图的因素有哪些？7．单组分体系的临界点是如何定义的？多组分体系的临界点又是如何定义的？8．试比较分析干气、湿气、凝析气、轻质油和重质油各自的相图特征。
9．有一凝析气藏，根据流体高压物性分析得其压力-温度关系如图1-1所示，图中A点代表气藏压力和温度。
图1-1 某凝析气藏流体相图图1-2某油藏流体相图（1）分析此气藏在开采过程中的相态变化；（2）若地层中已有液相凝析出而形成凝析油，即压力低于上露点压力，试问在开采过程中能否使压力再降至下露点一下，以便使凝析油再蒸发为气相而被采出？（3）在开采过程中，为了减少凝析油的损失，可采取什么措施？为什么？10．根据某油藏所取油样的高压物性实验，得到如图1-2所示的P-T相图，图中A为原始油藏状态，试确定该油藏的类型，并分析开采过程中的相态变化情况。
11．天然气在原油中的溶解度是如何定义的？其单位是什么？影响因素有哪些？12．什么是溶解系数？其物理意义是什么？怎样确定某一压力区间的平均溶解系数？13．地层原油的溶解油气比是怎样定义的？其影响因素有哪些？14．何谓原油的饱和压力？其影响因素有哪些？15．对某一给定组分和组成的原油体系，试简述其饱和压力随温度的变化规律。
油藏流体的物理性质
3. 单、双和多组分体系的相图
饱和蒸汽压：是指在一个密闭容器内，液体与其蒸汽处于 平衡状态时，液体上面的蒸汽所产生的压力。 该压力是温度的函数，标志了液体挥发的难 易程度。
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。
3）单组分烃P-T相图特点
▪ 饱和蒸汽压线为单一上 升的曲线。
▪ 划分为三个区：液相区、 气相区和两相区
▪ C点为临界点，是两相 共存的最高压力和最高 温度点。
▪ 随分子量的增加，曲线 向右下方偏移。
单组分烃的相图 (Standing, 1952)
相图应用：根据P和T，判断单组分烃所处的相态
3）单组分烃P-T相图特点
常见流体的饱和蒸汽压曲线
3）单组分烃P-T相图特点
烷烃的饱和蒸汽压曲线 1－CH4；2－C2H6；3－C3H8；4－iC4H10；5－nC4H10；6－iC5H12； 7－nC5H12；8－C6H14；9－C7H16；10－C8H18；11－C9H20；12－C10H22
3.2 两组分烃相图
特点： ▪ 为一开口的环形曲线 ▪ C点为临界点，是泡点
分。如地层油和气为不同的两相。 组分：体系中物质的各个成分，如天然气 组成：体系中物质的各个成分及其相对含量。 P-T相图：表示体系压力、温度与相态的关系图
如果一个体系的 组成一定，则压 力（p）、温度 （T）、比容（V） 等都是该体系组 成中相状态的函 数。因此，对于 任一特定的体系， 其状态方程表示 为：F（p，T，V） =0。
低收缩原油：指在地下溶有的气量小，采到地面后体积收缩 较小的原油
线与露点线的交汇点 ▪ 泡点压力≠露点压力 ▪ CT：临界凝析温度 ▪ CP：临界凝析压力
油层物理学 第二章 油气藏流体的物理特性
§2.1 油气藏烃类的相态特征 1、石油的组成
★
烷烃 环烷烃 芳香烃
C5～C16
★
含氧化合物：
★
苯酚、脂肪酸 硫醇、硫醚、噻吩 吡咯、吡啶、喹啉、吲哚 胶质、沥青质
含硫化合物：
★
其它化合物
含氮化合物：
Hale Waihona Puke 高分子杂环化合物：§2.1 油气藏烃类的相态特征 石油的分类
少硫原油 含硫量 含硫原油 >0.5% 少胶原油 胶质沥青质含量 胶质原油 多胶原油 < 8％ 8～25％ >25％ <0.5%
三区：液相区、气相区、气液两相区
乙烷（占96.83%摩尔）-正庚烷的P-T图
三线：泡点线、露点线、气液等条件线 三点：临界点、临界凝析压力点、临界凝析温度点
§2.1 油气藏烃类的相态特征
双组分烃相图 （P-T图）
戌烷和正庚烷（占总重量的52%）的P-V图
§2.1 油气藏烃类的相态特征
双组分烃相图 （P-T图）
1.天然气的化学组成 低分子烃：甲烷（CH4）占绝大部分（70%—80%），乙烷（C2H6）、丙 烷（C3H8）、丁烷（C4H10）和戊烷（C5H12）的含量不多。 非烃类气体：硫化氢（H2S）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR）、二氧化碳 （CO2）、一氧化碳（CO）、氮气（N2）及水气（H2O）。
油气藏类型
低收缩原油
液态烃比重
>0.802
原始油气比 （标准米3/米3）
<178
高收缩原油
凝 析 气 湿 干 气 气
0.802—0.739
0.780—0.739 >0.739 /
178—1425
1425—12467 10686—17810 /
油气田开发概论第1章、油层物理基础
>0.920
>0.95 >0.98
热采
热采 热采
（二）地层原油的高压物性 1、地层油的密度
地下原油的密度随温度的增加
而下降。 随压力变化的关系比较复杂：
以饱和压力为界，当压力小于饱和
压力时，随压力的增加，地层原油 的密度变小；当压力高于饱和压力 时，随压力的增加，密度增加。 地层油的密度一般采用高压PVT实验测定，有时也借 助某些分析资料和有关图表进行计算。
（一）原油的物理性质与分类 5、原油的闪点 闪点（闪火点）是指可燃液体的蒸气同 空气的混合物在临近火焰时能短暂闪火时的 温度。 6、原油的荧光性
原油的荧光性指原油在紫外线照射下发 出一种特殊光亮的特征，原油发荧光是一种 冷发光现象。
（一）原油的物理性质与分类 7、地面原油的分类
（1）根据原油中硫的含量分类
油气开采概论
第一章
油层物理基础
第一节 油藏流体的物理性质
在勘探或开发设计阶段，必须根据油藏流体
的物理性质进行油气田科学预测，如判断油藏类
型、油藏有无气顶、是否会出现凝析气等。
在油田开发过程中，必须了解地下流体的动、
静态参数，如体积系数、溶解系数、压缩系数、 粘度等，这样才能进行油藏工程研究与生产管理。
第二章油藏流体的物理性质
第二章油藏流体的物理性质第二章油藏流体的物理性质油藏包括两个部分：油藏岩石和油藏流体。
油藏流体是指油藏岩石孔隙中的石油、天然气和地层水。
油藏流体的特点是处于高温高压下，特别是其中的石油溶解有大量的烃类气体，使其与地面的性质有较大的差别。
由于地下压力温度各油藏十分不同，因此油藏中流体处于不同的相态，可能为单一液相，也可能是单一的气相，可能处于油气两相等。
油藏流体在什么压力、温度条件下出现什么相态，各相态的物理性质和物理化学性质如何？这就是本章所要研究的内容。
第一节天然气的高压物理性质一、天然气的组成及特点1、定义：1）地下采出来的可燃气体统称为天然气。
2）是指在不同地质条件下生成，并以一定压力储集在地层中的气体。
2、组成以石碏族低分子饱和烃气体和少量非烃气体组成的混合物。
其化学组成：甲烷（CH4）占绝大部分，乙烷（C2H6），丙烷（C3H6），丁烷（C4H10）和戊烷（C5H12）含量不多。
此外天然气中还含有少量非烃气体，如硫化氢、CO2、CO、N2、He、Ar等。
3、天然气分类1）按矿藏特点气藏气、油藏凝析气、油藏气。
2）按组成干气：每一标准m3井口流出物中，C5以上烷液体含量＜13.5cm3。
湿气：每一标准m3井口流出物中，C5以上烷液体含量＞13.5cm3。
富气：每一标准m3井口流出物中，C3以上烷液体含量＞94 cm3。
贫气：每一标准m3井口流出物中，C3以上烷液体含量＜94 cm3。
3）按硫含量净气（洁气）：每m3天然气中含硫＜1g。
酸气（酸性天然气）：每m3天然气中含硫＞1g。
4、天然气组成的表示方法重量组成体积组成，摩尔组成。
二、天然气的分子量和比重1、分子量天然气是多组份的混合气体，本身没有一个分子式，因此不能象纯气体那样，由分子式算出其恒定的分子量。
视分子量：把0oC,760mmHg，体积为22.4ml的天然气所具有的重量定义为天然气的分子量。
天然气的视分子量是根据天然气的组分和每种组分的含量百分数计算出来的，也就是说天然气的组成不同，其视分子量也不同，天然气的组成相同，而各组分的百分数比不同，其视分子量也不同。
油藏的物理性质
大气压下天然气的粘度曲线
第四节 天然气的高压物性
2. 高压下
在高压下，气体密度变大，气体分子间的相 互作用力起主要作用，气体层间产生单位速度梯 度所需的层面剪切应力很大。
①气体的粘度随压力的增加而增加； ②气体的粘度随温度的增加而减小； ③气体的粘度随气体分子量的增加而增加。 高压下，气体的粘度具有类似于液态粘度的特点。
第一节
储层烃类的化学组成
少硫原油 含硫原油 <0.5% >0.5%
3、石油的分类
含硫量
少胶原油
< 8％
8～25％ >25％
胶质沥青质含量
少蜡原油
胶质原油 多胶原油 < 1％ 1～2％
含蜡量
含蜡原油
高含蜡原油 >2％
第二节 油气的相态
相态： 物质在一定条件（一定温度、压力和
比容条件）下所处的状态。
3、 天然气的分类
组分 矿藏 c1 96.00 75.00 27.52 凝析气 c2 2.00 7.00 16.34 c3 0.60 4.50 29.18 c4 0.30 富气 ≥100g/m3 3.00 22.55 汽油蒸汽含量 c5 0.20 2.00 3.90 3 <100g/m c6 0.10 干气 2.50 0.47 + c7 0.80 6.00 0.04 100.00 100.00 100.00 ≥1g/m3 酸气 合计 Mg =27.472 Mg =38.568 硫含量 Mg=17.584 γg=0.607 γg=0.948 γg=1.331 净气 <1g/m3 注：Mg 表示天然气的视分子量,γg 为天然气的相对密度。
第五节 地层油的高压物性
高温 高压
溶解有大量的天然气
石油工程概论全册简介
最后，原油被输送到炼油厂进行加工， 以成品油外输。
石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流 动通道并优选举升方法，经济有效地将地下油气从 油气藏中开采到地面所实施的一系列工程和工艺技 术的总称。按目前我国石油生产 的专业和管理的门 类划分，石油工程领域覆盖了油藏工程、钻井工程 和采油工程三个相互独 立又相互衔接的工程领域。 也就是说，石油工程是一个集多种学科、多种工艺 技术和工程措 施于一体的多种工艺技术相互衔接、 相互渗透、相互促进和发展的综合工程。
常温下不同石油组分的状态
表2-1某一典型的油气烃类组成
成分（碳分子数） 汽油（C4~C10） 煤油（C11~C12） 柴油（C13~C20） 润滑油（C21~C40） 重量百分比 分子类型 31 10 15 20 烷烃 环烷烃 芳香烃 沥青 重量百分比 30 19 15 6
残地层原油的高压物性
地层油处于高温高压状态下，并溶解有大量的 天然气，其物性与地面原油有很大差别，如粘度、 密度和压缩系数等都大不相同。在油藏开采过程中， 随压力、温度的降低以及油中溶解气的不断释出， 地层油的性质也在不断变化。因此，了解地层油物 性的变化情况及其影响因素，对于分析油藏开采动 态、渗流计算及开采工艺设计等都是必不可少的。
层的油气不向四周方向运移的圈闭条件也称为保护层。
（二）形成油气藏的必要条件 综上所述，油气藏形成的过程可以概括为：
石油生成——运移——聚集——保存。油气藏形成 的条件可归结为四个必要条件，即有生油层、储油 层、盖层和保护层，简称之为生、储、盖、保四要 素。
（三）油气藏的类型 按照圈闭条件的不同，可以将油气藏分为构造 油气藏、地层油气藏和岩性油气藏三种主要类型。
油藏及流体物理性质
率与绝对渗透率的比值。
K rl
Kl K
KroKrwKrg1
多相流体共存时，各 相流体相对渗透率之 和总是小于1。
1.4 流体在地层中的渗流规律
相对渗透率曲线
定义：相对渗透率与流体饱和度关系曲线
含水饱和度为20%（A点）水不参与流 动，只有油在流动——A点对应饱和 度为束缚水饱和度
随着含水饱和度的进一步增加，油相渗 透率急剧降低，含水饱和度达到85%（B 点），只有水在流动——B点对应饱和 度为残余油饱和度
通过曲线可以确定注水油层最终采收率
A
B
E RS oS o iS o i r1% 00 0 .8 0 .8 0 .1 1 5% 0 8 0 .3 % 1
1.4 流体在地层中的渗流规律
根据下图相对渗透率曲线求注水油层最终采收率
0.25
0.9
E RS oS o iS o i r1% 00 0 .7 0 .7 0 5 .1 5 1% 0 8 0 .7 % 6
K qL
Ap
1.4 流体在地层中的渗流规律
二、多相流体的渗流规律
绝对渗透率：指单相流体在多孔介质中流动，不与之发生物理化学 作用的渗透率。大小只取决于岩石本身，而与实验流体无关。
有效渗透率：当岩石中有两种以上流体共存时，岩石对某一相流体的 通过能力，又称相渗透率。
KoKwKgK
相对渗透率：当岩石中有多种流体共存时，每一种流体的有效渗透
o
Bo
பைடு நூலகம்ln
re rw
)
供给边缘压力 供油半径
原油体积系数
井眼半径
井底压力
1.4 流体在地层中的渗流规律
例题
某圆形储层，半径200m，储层厚度为10m，渗透率为 2μ㎡（平方微米），储层中心处一口井半径10㎝，油 的粘度1mPa·s（毫帕·秒），原油体积系数1.2，边缘 压力为30MPa,井底流动压力20MPa，求这口井产量。 （ln2000≈7.6）
油藏及流体物理性质公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件
地层水硬度
地层水硬度是指地层水中所含Ca2+、Mg2+量。通常以 1L地层水中含10mgCaO或7.2mgMgO为一度。
体积系数（BW）
指地层水在地层条件下体积与其在地面条件下体积之比。地 层水体积系数改变比较小，普通在1.01～1.02之间。
Bw
Vwf Vws
Bw 1
第21页
1.3 油藏流体物理性质
高压下，气体粘度含有类似于液体粘度特点。
第9页
1.3 油藏流体物理性质
4.天然气溶解
单组分气体在液体中溶解服从亨利定律：即温度一定期， 溶解度和压力成正比
Rs p
外界压力、温度、成份、接触方式、 时间等对其都有影响
Rs -压力为p时单位体积液体中溶解气体量
p -溶解时气体压力
-溶解系数，即在一定温度下每增长单位压力 时，单位体积液体中溶解气体量
天然气构成
l烷烃 (alkane)（主要）
CH4
70－98％
C2H6
C3H8
C4H10
>C5
l 非烃气体（少许）
H2S
CO2
CO
N2
H2O
l惰性气体(inert gas ):
He、Ar
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1.3 油藏流体物理性质
油藏 储集其中流体(fluid)
(reservoir） 储集流体岩石(rock)
•油藏流体
第11页
1.3 油藏流体物理性质
二、地层油高压物性
1.溶解气油比：每立方米地面原油在地下所溶解天然气 在原则情况下立方米数
Rs
Vg Vo
Rsi
Vgi Voi
Vg -地层油在地面脱出气量（原则状态）m³
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
2-1油藏流体的物理性质
P=Pb，粘度最小
§2-4 天然气的高压物性
一、天然气的压缩因子 二、天然气的体积系数 三、天然气的压缩系数 四、天然气的粘度
一、天然气的压缩因子
不计分子的体积
（1） 理想气体状态方程：
CnH2n+2 环烷烃：碳链：单键、环状链；分子式：CnH2n 芳香烃：分子中具有苯环结构。 少量其它化合物，如氧、硫、氮等的化合物：沥青、 脂肪酸、环烷酸等。
2. 石油馏分：
汽油（C4～C10）； 煤油（C ～C12）； 柴油（C13～C20）；
11
润滑油（C21～C40）；残渣（C41以上）；
3. 石油的分类
不计分子间作用力 分子间为弹性碰撞
PV理想 nRT
（2） 实际气体状态方程
PV实际＝ZnRT
Z＝ V实际 V理想
Z－压缩因子
压缩因子的物理意义？
二、天然气的体积系数Bg
（Formation volume factor of natural gas）
定义：一定质量天然气在地下的体积与其 在地面标准状况(20℃，0.1MPa)下的体积 之比。 V
u Boi Bo
Pb
P
地面
Vs =1m3
Vs Rs
Vs Rsi
三、地层油等温压缩系数Co： (Isothermal Compressibility of oil)
定义：温度一定，单位体积地层油的体积随 压力的变化率。 1 Vof Co 1 MP a V P
of
一般用某一压力区间的平均压缩系数表示， 如Pi与Pb之间： 1 Vob Vof 1 Bob Boi Co Vof Pb Pi Boi Pi Pb Vof—高压下体积
多相管流理论与计算《多相管流理论与计算》综合复习资料
《多相管流理论与计算》综合复习资料一、判断题1、油水混合物在井筒中的流动是两相流动。
2、流型图直观地表示了各种流型在管道中流动的外观特征。
3、均相流动模型可较准确地计算泡状流的流动规律。
4、在其它条件相同的前提下，油井含水率越高，则井口产出液的温度越低。
5、一般情况下，在垂直多相管流的压力损失中重位损失所占的比重最大。
6、忽略滑脱时，气液混合物的体积含气率等于空隙率。
7、分相流动模型可较准确地计算环状流的流动规律。
8、丹斯—若斯方法和哈格多恩—布朗方法都是分流动型态计算的方法。
9、在计算环空气液流动时可采用当量直径来计算流速和摩擦系数。
10、天然气在井筒中的流动是单相流动。
11、在其它条件相同的前提下，油井产量越高，则井口产出液的温度越高。
12、在泡流条件下，加速度损失所占比重较小，可以忽略不计。
13、垂直井筒气液流动中，泡状流的滑脱损失大于段塞流。
二、选择题（可能有多个答案）1、水、水蒸气共同流动的体系是一个：（）A）单相流体系B）两相流体系C）单工质体系D）双工质体系2、油气混合物在垂直井筒中流动可能出现的流动型态是：（）A）泡状流B）弹状流C）段塞流D）环状流E）层状流F）雾状流3、垂直向上气液两相段塞流中，描述准确的是：（）A）气液滑脱速度v s>0 B）气液滑脱速度v s<0C）气液滑动比s>1 D）气液滑动比s<14、均相流动模型可准确地计算哪种流型的流动规律（）A）泡状流B）段塞流C）层状流D）环状流5、在垂直向上气液两相流动中，滑脱损失最小的流动型态是：（）A）泡状流B）雾状流C）段塞流D）环状流6、气液两相流的研究方法包括：（）A）经验方法B）半经验方法C）数值计算方法D）理论分析方法7、以下流型属于水平管道中油气混合物的流动型态的是：（）A）泡状流B）团状流C）段塞流D）环状流E）层状流F）雾状流8、在垂直向上气液两相流中，流体的真实密度ρ与流动密度ρ’的关系为（）A）ρ > ρ’B）ρ = ρ’C）ρ < ρ’9、分相流动模型可准确地计算哪种流型的流动规律（）A）泡状流B）段塞流C）层状流D）环状流10、洛克哈特—马蒂内利方法可通过计算哪些参数来确定压力梯度的？（）A）全液相折算系数B）全气相折算系数C）分液相折算系数D）分气相折算系数11、不属于垂直气液两相管流的流动型态是：（）A）泡状流B）雾状流C）波状流D）环状流12、气相折算速度的计算方法为：（）A）气相体积流量除以气相所占管道截面积B）气相体积流量除以整个管道截面积C）气相实际速度乘以空隙率D）气相实际速度除以空隙率13、多相流动的压力损失由哪几部分组成？（）A）重力损失B）摩擦损失C）滑脱损失D）加速度损失三、简答题1、与单相液流相比，气液两相管道流动的基本特征是什么？2、解释液相的实际速度与折算速度的概念。
油层物理-储层流体的物理性质
一、油藏烃类的化学组成和分类 1、油藏流体的化学组成及分类
石油和天然气的化学组成主要是复杂的碳氢化合物的混合 物，主要是烷烃、环烷烃、芳香烃及烃类与氧、硫、氮的 化合物。
油气藏流体组成及常P、T相态 C1,…C4,C5…C16,C17…CnH2n+2,N2,CO2及N、S、O化合物
气态
液态
固态
n
2、典型油气藏变化规律
a.两相区面积大小不同，区
内等液量线分布不同； b.包络线上临界点的位置不 同，随重组分含量增加，临 界点由左向右偏移。 c.重烃组分增加、密度、粘 度增加，颜色加深。
思考：油气藏开采过程穿过两相区时，地层中流体的相态变化
五、试说明油气藏相图的应用
1.判断油藏的类型； 2.选择合理的开发条件； 3.预测地层油的饱和压力； 4.提出提高原油采收率的方法。
三、油藏烃类的相态特征
d.饱和蒸汽压反应了液体挥发的难易程度， 蒸汽压越高，说明越容易挥发。
三、油藏烃类的相态特征
e. 几种纯物质的饱和蒸汽压曲线和常见的压力、温度范围。
三、油藏烃类的相态特征
4.双组分相图
CP
C
CT
C2 F C7
E
思考题 - 油藏方向 - 李亚军
第一章绪论
1、什么叫石油工程，石油工程的主要内容包含哪些？
2、什么叫油气藏，油气藏形成的必要条件有哪些，试列举出几种主要的油气藏类型？
第二章油藏流体的物理性质
3、油藏流体主要有哪些？油藏流体的高压物性主要指什么？
4、什么是油气的相态？在常温常压下，烷烃的相态与其分子中的碳原子个数有什么关系？
5、什么是烃？常规的原油通常由哪几类烃构成？
第三章油藏岩石的物理性质
6、什么叫综合压缩系数？试给出其表达公式并解释其物理意义？
7、绘制油水两相的相对渗透率曲线（水湿油藏），在图中指出束缚水饱和度和残余油饱和度，概括
油水两相的相对渗透率随含水饱和度的变化规律。
8、什么是润湿现象？油水在岩石孔隙中的分布状态与岩石表面的润湿性有什么联系？
第四章油田开发设计基础
9、某油藏的有效含油面积7.2km2，油藏的平均厚度为6.0m，孔隙度为0.25，初始含水饱和度S wi0.32，
并已知原油的地面密度0.96g/cm3，体积系数1.12，求该油藏的地质储量。
10、一个油藏可能存在的天然能量有哪些？绘制溶解气驱油藏开采特征曲线并给出解释。
11、画出五点法井网及七点法井网。
第五章油藏动态分析和开发调整
12、什么叫试井？试井在油田开发中的主要作用有哪些？
13、对于容积一定的油藏，试举出两种物质平衡原理？
14、应用油藏数值模拟方法的主要步骤有哪些？。
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两相体积系数：
油藏压力低于泡点压力时，在给定压力下地层原 油和其释放出气体的总体积(两相体积)与它在地面脱气 后的体积(地面原油体积)之比。
因为：
Bt
=
V f + V fg Vs
( ) Vfg = Rsi − Rs VsBg
( ) 所以： Bt = Bo + Rsi − Rs Bg
第五节 天然气的高压物性
压缩因子 体积系数 压缩系数 粘度
一、天然气的压缩因子方程
理想气体状态方程： PV＝nRT
理想气体的假设条件： ①气体分子无体积，是个质点； ②气体分子间无作用力； ③气体分子间是弹性碰撞；
天然气处于高温、高压状态多组分混合物，不 是理想气体
压缩 因子
压缩因子：
一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占 有的体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。
– 高压下：气体密度变大，气体分子间的相互作用 力起主要作用，分子间作用力以结合力的形式表 现出来，气体层间产生单位速度梯度所需的层面 剪切应力很大。具有液体粘度的特点。
• T ↗，μg ↘ • 分子量 ↗, μg ↗ • P↗，μg ↗ 。
第六节 地层水的高压物性
地层水 油层水(与油同层)和外部水(与油不同层)的总称
★ 石蜡族低分子饱和烷烃（主要） CH4 70~98％ C2H6 C3H8 C4H10 >C5
★ 非烃气体（少量） H2S 有机硫 CO2 CO N2 H2O 惰性气体He、Ar等
★ 天然气组成的表示方法
摩尔组成 质量组成
yi
=
ni
∑ ni
× 100 %
wi
=
mi
∑ mi
× 100 %
∑ yi = 1 ∑ wi = 1
地层水的总矿化度表示水中正负离子的总和。地层水 的矿化度通常很高，不同油藏的地层水矿化度差别很大。
3、地层水的硬度：地层水中钙、镁等二价溶解盐离子的 含量，mg/l 。
二、地层水的分类
苏林分类法
具体思路
根据水中Na+（包括K+）和Cl-的当量比，利用 水中正负离子的化合顺序，以水中某种化合 物出现的趋势而命名水型。
2油藏流体性质
第二章 油藏流体的物理性质
•油藏流体
石油 天然气 地层水
•油藏流体的特点：
储层烃类：C、H
（1）高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；
（2）随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也 会发生变化。同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析 盐或气体溶解等相态转化现象。
第一节 油气的化学组成
一、天然气的组成 (C原子数1~4的烷烃组成，混合物)
所以： Co
=
−1 Vf
V fb −V f Pb − P
=− 1 Bo
Bob − Bo Pb − P
=1 Bo
Bob − Bo P − Pb
4
2油藏流体性质
影响因素分析：
①组成 轻烃组分所占比例↗，Co ↗
②溶解气油比
Rs↗, Co↗ Co
③温度
T↗，Co↗
④压力 P ↗, Co↘
Pb
P
地层原油压缩系数与压力的关系
亨利定律的物理意义
温度一定，气体在单位体积液体中的溶解量与压力成正比。
适用条件 ①分子结构差异较大的气液体系。 ②单组分气体在液体中的溶解。
天然气在原油中溶解的影响因素： ①天然气的溶解曲线不是线性的
先溶解重烃，曲线较陡；再溶解轻烃，曲线较平直，斜率小
②天然气的组成 天 然 气 中 重 质 组 分 愈 多 ， 相 对 密 度 愈 大，其在原油中的溶解度也愈大
一般，地层油的密度小于地面油的密度。
2.地面原油的相对密度
20℃时的地面油密度与4℃时水密度之比。
γo
=
ρ 20 o
ρw4
三、地层油的体积系数
又称原油地下体积系数，是指原油在地下体积(即 地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。
Bo
=
Vf Vs
一般地，Bo>1。
影响因素分析： ① 组成 轻烃组分所占比例↗，Bo ↗ ② 溶解气油比 Rs↗, Bo↗ ③ 油藏温度 T↗，Bo↗ ④ 油藏压力 当P < Pb时， P↗, Bo↗ 当P > Pb时， P↗, Bo↘ 当P = Pb时，Bo ＝ Bomax
四、地层油的等温压缩系数
在温度一定的条件下，单位体积地层原油随压力变
化的体积变化率，1/MPa。也可以理解为：压力每降低
1MPa，1m3地层原油体积的膨胀值。
Co
=− 1 Vf
⎜⎜⎝⎛
∂V f ∂P
⎟⎟⎠⎞T
由于： ∂ V f ≈ Δ V f = V fb − V f
∂P
ΔP
Pb − P
(P > Pb)
二、石油的组成
★ 烷烃：C5～C16，分子中碳原子间为单键、直链，分子式为CnH2n+2 ★ 环烷烃：分子中碳原子间为单键、环状链，分子式为CnH2n ★ 芳香烃：分子中具有苯环结构
含氧化合物 苯酚、脂肪酸 (极性物质)
★ 其它化合物
含硫化合物 硫醇、硫醚、噻吩
含氮化合物 吡咯、吡啶、喹啉、吲哚
高分子杂环化合物 胶质、沥青质 (表面活性)
3
2油藏流体性质
2. 影响因素 ① 油气性质 油气密度差异越小，地层原油的溶解气油比越大。
② 压力
当P>Pb时，Rs不变 当P<Pb时，P↗，Rs ↗
③ 温度 T↗，Rs↘
溶解气油比与压力的关系பைடு நூலகம்
二、地层原油的密度和相对密度
1.地层原油的密度
地层油的密度是指单位体积地层油的质量，kg/m3。
ρo
=
mo Vo
矿场常用 多级脱气
一次脱气示意图
多级脱气示意图
第四节 地层原油的高压物性
地层原油：高温高压，溶解有大量的天然气
一、地层原油的溶解气油比Rs
1.定义
①在油藏温度和压力下地层原油中溶解的气量，标m3/m3。
②单位体积地面原油在油藏条件下所溶解的标准状况下
的气体体积，标m3/m3。
Rs
=
Vg Vo
地层原油的溶解气油比是用接触脱气的方法得到的。
少蜡原油： <1% 含蜡原油： 1%～2% 高含蜡原油：>2%
② 胶质-沥青质含量
少胶原油： <8% 胶质原油： 8%～25% 多胶原油： >25%
③ 硫的含量 少硫原油：S<0.5% 含硫原油：S>0.5%
第二节 油气的相态
一、概念
相： 某一体系或系统中具有相同成分，相同物理、 化学性质的均匀物质部分。 油藏烃类一般有气、液、固三种相态
油层水
底水 边水 层间水
束缚水
上层水 外部水 下层水
构造水
地层水长期与岩石和地层油接触
地层水中含有大量的无机盐
一、地层水的矿化度和硬度
1、地层水中的离子 阳离子 Na+1、K+1、Ca+2、Mg+2
阴离子 Cl-1、CO3-2、SO4-2、HCO3-1
2、矿化度 水中矿物盐的质量浓度，通常用mg/l表示
（3）露点压力：在一定温度下，开始从气
相中凝结出第一批液滴时的压力。
气相区
2.单组分烃的相图
• C点为临界点，是两相共存的最高压力 和最高温度点。
• 单组分烃泡点压力和露点压力相等，都 等于饱和蒸汽压
3.多组分烃的相图 多组分烃类系统相图
◆ 三线
◆ 四区
◆ 五点
◆ 各类 油气藏 的开发 特点
三线 四区 五点
体积组成
vi
=
Vi
∑ Vi
× 100 %
∑ vi = 1
理想气体
yi = vi
yi =
wi
k
Mi
∑ (wi Mi )
i =1
wi =
yiM i
k
∑ (yiMi )
i =1
★ 天然气的分类
矿藏
气藏气 油藏气 凝析气
（> C5H12）
富气 ≥100g/m3 汽油蒸汽含量
干气 <100g/m3
硫含量
酸气 ≥1g/m3 净气 <1g/m3
五、地层油的粘度
根据牛顿内摩擦定律：
μ＝－τ
xy
/
∂ux ∂y
影响因素分析：
①组成 轻烃组分所占比例↗, μo↘
②溶解气油比 Rs↗, μo↘
③温度 ④压力
T↗，μo↘
当P<Pb时，P↗ , μo↘ 当P>Pb时，P↗ , μo↗ 当P=Pb时，μo＝μomin
μo ~P、T 关系
分 类：
稀油：粘度< 50mPa·S 普通稠油：粘度< 10000mPa·S 超稠油：粘度>10000 mPa·S
★ 商品性质指标： 相对密度 粘度 凝固点 含蜡量 胶质 沥青质 含硫量 馏分组成
性质
原油 大庆油田S 区Ps 层 胜利油田T 区S2 层 孤岛油田G 层 大港油田M 层 克拉玛依油田 玉门油田L 层 汉油田W 区C3 层 辽河油田C 区S1 层 川中油田 任丘油田Pz 层
比重 D204
0.8753 0.8845 0.9547 0.9174 0.8699 0.853 0.9744 0.9037 0.8394 0.8893
各类油气藏的开发特点
1点－未饱和油藏
压力下降
压力下降
液态
泡点线(饱和压力)
气液两相
压力稍微下降
2点－饱和油藏 液态
气液两相
3点－气藏
压力下降