油层物理西安石油大学吐血整理
油层物理西安石油大学吐血整理
油层物理学是研究储层岩石、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。
油层物理的研究内容①储油（气）岩石的物理性质（包括孔隙度、渗透率、饱和度、储层敏感性等）②油气藏中流体的物理性质（包括油、气、水的高压物理性质及油气相态变化规律）③饱和多相流体的油气层的物理性质及多相渗流机理④提高原油采收率的机理。
储层流体是指储存于地下储层中的石油、天然气和地层水。
石油的元素组成主要元素：C （83%~87%）、H（11%~14%）、次要元素硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）微量元素：钒、铁、钴、镁、钙、铝石油的化学组成主要元素：C （83%~87%）、H（11%~14%）、O、N 硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）微量元素：金属和其它非金属化合物：烃和非烃化合物烃类：烷烃、环烷烃、芳烃非烃：含O、N、S的化合物，胶质、沥青质天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。
在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
甲烷是最短和最轻的烃分子。
有机硫化物和硫化氢(H₂S)是常见的杂质石油天然气组成异同点在化学组成的特征上，天然气分子量小（小于20），结构简单，H/C原子比高（4～5），碳同位素的分馏作用显著。
石油的分子量大（75～275），结构也较复杂，H/C 原子比相对低（1.4～2.2），碳同位素的分馏作用比天然气弱.在化学结构上均为烃类。
描述石油的物理性质的指标（颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、荧光性、旋光性、闪点）油气藏分类根据烃类的组成、流体的相对密度①气藏（以CH4为主，占85%以上，C2到C4较少）②凝析气藏（以CH4为主，含有甲烷到辛烷（C8）的烃类，地下原始条件为气态，随压力下降或到地面后凝析油析出，γo=0.72～0.8）③挥发性油藏（临界油气藏）（含比C8重的烃类，构造上部接近于气，下部接近于油，油气无明显分解面，γo=0.7～0.8）④油藏（液态烃为主，油中溶有气）⑤重质油藏（稠油油藏）（粘度高，相对密度大）典型油气藏的汽油比和密度汽油比m3/m3 (天然气>18000，凝析气550~18000,轻质油250~550，黑油<250) 地面液体密度g/cm3（天然气0.70~0.80，凝析气0.72~0.82，轻质油0.76~0.83，黑油0.83~1.0）地层水是指油气层边部、底部、层间和层内的各种边水、底水、层间水及原油同层的束缚水的总称。
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：
油层物理复习总结
1自由表面能：表面层分子力场的不平衡使得这些表面层分子储存了多余的能量，我们我们把这种能量称为自由能。
这就是两项分子界面层的自由表面能。
2比界面能：单位界面积具有的自由界面能。
比界面能与界面张力意义不同，数值相等。
两项系统的表面只存在比界面能，只有在三相系统的周界上这种界面能才有界面的张力存在。
3泡点压力：温度一定时压力降低过程中开始从液相中分离出第一批气泡时的压力露点压力：温度一定压力升高过程中从汽相中凝结出第一批液滴时的压力临界点：汽液两相能够共存的最高压力点和最高温度点。
4吸附：溶解于某一相中的物质，自发的聚集到两相界面层并急剧减低该界面层的表面张力的现象称之为吸附，可划分为物理吸附和化学吸附。
5润湿：在气液固或液液固三相体系中，流体中的某一相与固体表面作用的界面能小，在固体表面流失从而降低体系总界面能的现象叫润湿。
润湿具有选择性和相对性。
润湿程度用接触角和附着功来表示。
6附着功：在非润湿相流体中将单位面积的湿相从固体界面拉离开所做的功。
7润湿滞后：在外力作用下开始运动时，三相周界沿固体表面移动迟缓而使润湿接触角改变得一种现象。
8多相流体共存和流动时，岩石对某一相流体的通过能力大小称为该相流体的相渗透率。
9同一岩石的有效渗透率之和总是小于该岩石的绝对渗透率。
相对渗透率曲线特征：两条曲线：湿相、非湿相相对渗透率曲线。
三个区域：单相油流区，油水同流区，纯水流区。
润湿相最低饱和度大于非润湿相最低饱和度。
四个特征点：束缚水饱和度Swi残余油饱和度Sor残余油饱和度下水相相对渗透率两条曲线的交点（等渗点）10岩石的压缩系数：地层压力每降低单位压力时，单位视体积岩石中孔隙体积的缩小值。
11流体的饱和度：当储层岩石孔隙中同时存在多种流体时，岩石孔隙被多种流体饱和，某种流体所占的体积百分数称为该种流体的饱和度。
12残余油饱和度：经过某一采油方法或驱替作用后，仍然不能采出而残留于油层孔隙中的原油称为残余油，其体积在岩石孔隙中所占的体积百分数称为残余油饱和度。
油层物理复习资料.doc
泡点压力：温度一定时、压力降低过程中开始从液相中分离出第一批气泡时的压力。
露点压力：温度一定时、压力升高过程中从汽相中凝结出第一批液滴时的压力。
驱替过程：当岩石表面亲油时，岩样不能自动吸水，如要使水进入岩心使水驱油，则必须施加一个外力克服毛管力。
吸吮过程：当岩石表面为亲水性时，水能在毛管力作用下自动进入岩心,驱出了岩心中的油。
溶解油气比：单位体积或单位质量地面原油在地层条件（压力、温度）下所溶有的天然气在标准状态下的体积。
地层油两相体积系数：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。
毛管滞后现象：在其他条件相同的情况下，由于饱和顺序不同，毛细管中吸入过程产生液柱的高度小于驱替过程产生的液柱高度。
毛管压力曲线：毛管压力与湿相（或非湿相）饱和度的关系曲线。
对比压力：气体所处的绝对压力与临界压力之比。
饱和压力：含气原油在降压过程中刚刚分离出气体时所对应的压力。
岩石压缩系数：地层压力每降低单位压力时，单位视体积岩石中孔隙体积的缩小值。
相对渗透率：多相流体共存时，每一相流体的有效渗透率与一个基准渗透率的比值。
剩余油饱和度：剩余油体积与孔隙体积之比。
天然气的分了量：在O°c、760mmHg下，体积为22. 4L的天然气所具有的质量。
简答题：为什么水湿储层的采收率要比油湿储层高？因为在水驱油过程中，亲水岩石山于注入水的自动吸入，可以减少粘滞引起的不同孔隙中液体流动速度的差异，克服粘性指进，使油水分布有利于水驱油，水所波及范围较大，水的润湿作用能充分发挥，因此采收率要高。
简述影响相对渗透率的因素？岩石空袭结构的影响；②岩石润湿性的影响；③流体物性；④油水饱和顺序的影响；⑤温度对渗透率曲线的影响；⑥驱动因素的影响。
简述确定天然气粘度（高压）的步骤？根据天然气的组成求出天然气的比重，并根据所得比重（查2-12图）求出天然气在一个大气压情况下的粘度Pl。
根据天然气的组成求天然气的临界压力和临界温度。
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。
石油大学 油层物理课件 -第一章(1) 相态
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
2、油藏烃类的相态特性
2.1 单组分体系的相态特征
(phase behavior of hydrocarbon)
P 1( 气 )
P2 ＝ P 露
P2
P2
P2 ＝ P 泡
P3( 液 )
F ( p, T , v ) = 0
相态方程 相图： 用来表示相态方程的图形。 相图： 用来表示相态方程的图形。
油田开发中最常用的是： 相图。 油田开发中最常用的是：p—T相图。 相图
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
储层烃类一般有气 三种相态； 通常： 储层烃类一般有气、液、固三种相态；
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
某一个体系的相态是压力(p)、温度 和比容 的函数： 和比容(v)的函数 某一个体系的相态是压力 、温度(T)和比容 的函数：
性质 原油 大庆S区 大庆 区 胜利T区 胜利 区 孤岛G层 孤岛 层 大港M层 大港 层 克拉玛依 玉门L层 玉门 层 江汉W区 江汉 区 辽河C区 辽河 区 川中油田 任丘P层 任丘 层 相对密 度D420 0.8753 0.8845 0.9547 0.9174 0.8699 0.8530 0.9744 0.9037 0.8394 0.8893 运动粘度 /(cm2/s) 50 ℃ 70℃ ℃ 17.40 37.69 427.5 51.97 19.23 12.9 37.4 12.3 63.5 17.95 157.5 25.55 62.2* -
(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。
高等学校教学用书·油层物理
高等学校教学用书·油层物理油层物理是地质学领域中重要的一个分支，它主要研究地下油气储层的物理特性、油气运移规律以及油气层与地表环境之间的相互作用，并将其独特的知识应用到油气勘探开发中。
随着油气勘探开发的深入拓展，油层物理的研究越来越受到重视，然而，由于技术的发展，在油气勘探、开发中对油层物理的要求也越来越高。
因此，建立一部学术准确、技术实用的《高等学校教学用书油层物理》，为现代油气勘探开发工作提供技术支持，将会是非常有益的。
《高等学校教学用书油层物理》可分为六章内容：第一章介绍了油层物理的基本概念，包括油层物理的定义以及油气储层和油气源层的概念；第二章介绍了油层物理的基本原理，如压力、渗透率及其衰减规律；第三章详细阐述了油层物理的实验方法，包括试井实验和实验室测试；第四章论述了油层物理的其他重要原理，如水滤性、油气互迁性等；第五章讨论了油层物理的综合应用，从油气藏的动态表征到油气藏的开发技术；第六章介绍了油层物理在经济优化和环境保护方面的应用。
《高等学校教学用书油层物理》是在深入研究油层物理原理的基础上编写的，论述清晰、严密，全面系统，并结合丰富的实例，使其具有较强的实用性。
本书旨在为广大油气勘探开发从业者提供一部有价值的教材，让读者能够深入了解油层物理，把握油气藏的特点，从而有效指导油气勘探开发工作。
在学习和使用《高等学校教学用书油层物理》时，读者应特别重视其中概念、原理、方法和技术等方面的理论体系，并应及时更新和完善自己的专业知识，学会应用本书提供的理论和方法解决实际问题，从而为油气勘探开发的有效实施做出贡献。
油层物理是一个涉及到多学科的综合性学科，其中涉及到地球物理学、地质学、化学、流体力学以及经济等学科，要掌握其基本原理，还需要花费一定的时间和精力。
本书是一部教学用书，不仅可以帮助读者深入了解油层物理的基本原理，还能够指导读者逐步熟悉油层物理的技术知识，从而帮助他们加深和掌握油层物理的基本知识，更好地把握油气储层的特征，提高油气勘探开发的成功率。
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。
油层物理西安石油大学
油层物理复习资料一．名词解释1.砂岩的粒度组成：不同粒径范围（粒级）占全部颗粒的百分数（含量），通常用质量百分数表示。
2.泡点压力：温度一定时，压力降低过程中开始从液相中分离出第一批气泡时的压力。
3.露点压力：温度一定时，压力降低过程中开始从气相中凝结出第一批液滴是的压力。
4.比面：单位体积岩石内孔隙总内表面积或单位体积岩石内岩石骨架的总表面积。
5.岩石的绝对孔隙度：岩石的总孔隙体积V a与岩石外表体积V b之比。
6.岩石的有效孔隙度：岩石中有效孔隙的体积V e与岩石外表体积V b之比。
7.岩石的流动孔隙度：在含油岩石中，可流动的孔隙体积V f与岩石外表体积V b之比。
8.流体饱和度：当储层岩石孔隙中同时存在多种流体（原油、地层水或天然气）时，岩石孔隙被多种流体所饱和，某种流体所占的体积百分数称为该种流体的流体饱和度。
9.原始水饱和度（束缚水饱和度）：油藏投入开发前储层岩石孔隙空间中原始含水体积V wi 和岩石孔隙体积V p的比值。
10.原始含油饱和度：地层中原始状态下含油体积V oi与岩石孔隙体积Vp之比。
11.残余油饱和度：经过某一采油方法或驱替作用后，仍然不能采出而残留于油层空隙中的原油称为残余油，其体积在岩石孔隙中所占体积的百分数称为残余油饱和度。
12.剩余油：一个油藏经过某一采油方法开采后，仍不能采出的地下原油。
13.闪蒸分离（一次脱气）：在等温条件下，压力逐渐降低到指定分离压力，待体系达到平衡之后，一次性的排出从原油中脱出的气体的分离方式。
14.差异分离（多级脱气）：在脱气过程中，分几次降低压力，直到指定压力为止，每次降低压力时，分离出来的气体及时排出。
15.微分分离：脱气过程中，微小降压后立即将从油中分离出的气体放掉，保持体系始终处于泡点分离状态，使气液脱离接触，即不断降压，不断排气，系统组成不断地变化。
16.矿化度：水中矿物盐的总浓度。
17.表面活性剂：能够自发的吸附到两相界面而且能够急剧降低界面张力的物质。
第四章油层物理总结
原理：在水中加入表面活性剂，以降低界面张 力、提高洗油效率。 缺点：吸附量大、成本高。 毛管数：
Nc
wo
v w
胶束溶液驱：浓度大于临界胶束浓度的活性水驱。
水外相胶束
油外相胶束
(3)碱水驱：
在注入水中加入一定量的碱的方法。 它是以原油中的有机酸反应产生活性剂。 原理：同活性剂驱 (4)复合驱： 碱驱(+活性剂驱)＋聚合物驱 (5) 泡沫驱油： 原理：利用贾敏效应使水不能沿着微观大孔 道、高渗透层窜流，从而可以改善(1)
最终累积采油量 采收率 地质储量
水驱的最终累积采油 量以fw=98%为止。
目前累积采油量 (2) 采出程度＝ 地质储量
(3) 采油速度＝ 年采油量
从开采角度：地质储 量改为可采储量
地质储量
油藏的采收率与油藏的地质条件有关又受目前开采工艺 技术的限制。
正韵律油层：
When a layer has high permeability at the bottom and reduces along upwards, it is called positive rhythmic bedding.
反韵律油层：
When a layer has high permeability at the top and low permeability at the bottom , it is called reverse rhythmic bedding.
被驱过的体积(As h s ) A s h s Ev E A Eh 油藏体积(Ah) A h
2 ）洗油效率 (Displacement efficiency) ：从波 及区中洗出油的体积与其中原始含油体积的比值。
高等油藏物理--第5章-油层物理
fw’(Swf) 是过点(Swr, 0)，与 fw~Sw曲线相 切的直线之斜率。 切点所对应的含水饱 和度就是Swf。
两相区前缘位置：
Swf Sw
(Swr, 0)
Xf
X0
fW ' (Swf) A
t
q(t)dt
0
（D）求油井无水采油量及见水时间
两相区前缘刚到达排液道（或井排）时， 排液道生产的总采油量是无水采油量QNW:
Q NW 0 T q(t)d tAfW (' (X Sew )fX0)
式中：Xe——井排位置坐标； T ——井排见水时间。
若井排定产量q投产，油井见水时间T为：
T
T 0 q( t )dt q
（E）两相区的平均含水饱和度
t
q(t)dt
Swp
0
A( Xf
X0 ) Swr
pc当毛管两端没有建立当毛管两端没有建立压差时pp11pp22毛管力作用下也能渗入毛毛管力作用下也能渗入毛小毛管中毛管压力大小毛管中毛管压力大水首先渗入小毛管形成非水首先渗入小毛管形成非活塞式推进
第五章 水驱油的贝克莱-列维尔特方法
第一节 非活塞式水驱油分析 一、油水两相渗流的基本概念
1、两相渗流区的形成
q(t)dt
dx 0 A
fW" (SW )dSW
t
t
Sf
0q (t)d tSw oA SW (x,t)Swr
q (t)dt 0AfW "(SW )dW S
1X X O f SW (x,t)SwrfW "(SW)dW S
分步积分法求解：
（F）井排见水后，含水率计算
实验表明，油井见水后，两相区中含水饱 和度的变化仍然满足贝克莱—列维尔特方程：
西南石油大学油层物理复习资料1
西南石油大学油层物理复习资料1.txt我的优点是：我很帅；但是我的缺点是：我帅的不明显。
什么是幸福？幸福就是猫吃鱼，狗吃肉，奥特曼打小怪兽！令堂可是令尊表姐？我是胖人，不是粗人。
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第一章油层岩石的物理特性 1. 什么是油藏？油藏的沉积特点及其与岩石特性之间的关系是什么？ 2. 沉积岩有几大类？各自有些什么特点？ 3. 油藏物性参数有些什么特点？通常的测定方法是什么？ 4. 什么是粒度组成？ 5. 粒度的分析方法有哪些？其基本原理是什么？ 6. 粒度分析的结果是如何表示的？各自有些什么特点？ 7. 如何计算岩石颗粒的直径，粒度组成，不均匀系数和分选系数？ 8. 岩石中一般有哪些胶结物？它们各自有些什么特点？对油田开发过程会产生什么影响，如何克服或降低其影响程度？ 9. 通常的岩类学分析方法有哪些？ 10.如何评价储层的敏感性（具体化，包括评价地层伤害的程度）？ 11.如何划分胶结类型，其依据是什么？它与岩石物性的关系怎样？ 12.什么是岩石的比面？通常的测试方法有哪些？其原理是什么？ 13.推导岩石的比面与粒度组成之间的关系？ 14.粒度及比面有何用途？ 15.什么是岩石的孔隙度，其一般的变化规律是什么？ 16.按孔隙体积的大小可把孔隙度分为几类？各自有些什么特点及用途？ 17.孔隙度的测定方法有哪些？各自有什么特点？ 18.孔隙度有些什么影响因素，如何影响的？19.岩石的压缩系数反映了岩石的什么性质？是如何定义的？ 20.综合弹性系数的意义是什么？其计算式为：C * = C f + C Lφ式中各物理量的含义是什么？ 21.当油藏中同时含有油，气、水三相时，试推导： C= Cf+ φ (S o C o + S w C w + S f C f )22.试推导分别以岩石体积，岩石骨架体积和岩石孔隙体积为基准的比面之间的关系S = S s (1 ? ? ) = φ ? S pS―以岩石体积为基准的比面， S p ―以岩石空隙体积为基准的比面， S s ―以岩石骨架体积为基准的比面。
油层物理复习题及答案
油层物理复习题及答案油层物理是石油勘探开发中的重要学科之一，它涉及到油藏的地质特征、流体性质以及岩石物理参数等方面的研究。
掌握油层物理的知识对于石油工程师来说至关重要，因此在复习过程中，我们需要掌握一些常见的油层物理复习题及其答案。
1. 什么是孔隙度？如何计算孔隙度？孔隙度是指油藏岩石中孔隙的占据空间的比例。
计算孔隙度的方法有多种，其中最常用的是孔隙度公式：孔隙度（φ）= 孔隙体积（Vp）/ 样品体积（Vr）其中，孔隙体积可以通过测量样品的饱和后体积与干燥前体积之差来计算，样品体积可以通过测量样品的尺寸来计算。
2. 什么是饱和度？如何计算饱和度？饱和度是指油藏岩石中孔隙中被流体（通常是石油或水）占据的比例。
计算饱和度的方法有多种，其中最常用的是饱和度公式：饱和度（S）= 饱和体积（Vf）/ 孔隙体积（Vp）其中，饱和体积可以通过测量样品的饱和后体积与干燥前体积之差来计算，孔隙体积可以通过测量样品的尺寸来计算。
3. 什么是渗透率？如何计算渗透率？渗透率是指岩石中流体（通常是石油或水）在单位时间内通过单位面积的能力。
计算渗透率的方法有多种，其中最常用的是达西定律：渗透率（K）= 流体的体积（V）× 流体的黏度（μ）/ 流体通过岩石的压力差（ΔP）× 岩石的长度（L）× 岩石的横截面积（A）其中，流体的体积可以通过测量流体的质量和密度来计算，流体的黏度可以通过实验测量得到，流体通过岩石的压力差可以通过实验测量得到，岩石的长度和横截面积可以通过测量得到。
4. 什么是孔隙度、饱和度和渗透率之间的关系？孔隙度、饱和度和渗透率是油藏物理性质的重要参数，它们之间有着紧密的关系。
孔隙度决定了岩石中可容纳流体的空间大小，饱和度则表示了岩石中实际被流体占据的比例，而渗透率则决定了流体在岩石中的流动能力。
在实际应用中，通过测量孔隙度和饱和度，可以进一步计算出渗透率，从而评估油藏的产能和开发潜力。
中国石油大学油层物理考试复习资料
中国石油大学油层物理考试复习资料油层物理考试复习资料一、名词解释1、粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同颗粒的所占的百分含量。
（常用重量百分数表示）2、比面：单位体积的岩石内，岩石骨架的总表面积。
（用S表示）3、孔隙度：岩石孔隙体积Vp与岩石的外表体积Vb之比。
（用φ表示）4、岩石的压缩系数Cf：当储层压力下降单位压力时，单位体积的岩石中孔隙体积的减少量。
5、渗透性：岩石在一定压差下，允许流体通过的性质。
（渗透性大小用渗透率表示）6、绝对渗透率：当岩石孔隙为一种不与岩石发生反应的流体100％饱和，层流流动时测得的渗透率。
7、有效渗透率：多相渗流时，其中某一相流体在岩石中通过能力的大小，称为该相流体的有效渗透率或相渗透率，用K i表示。
8、相对渗透率：多相渗流时，某相流体的相渗透率与岩石绝对渗透率之比。
流体饱和度：储层岩石孔隙体积中某种流体所占的体积百分数。
（用Si表示）9、残余油饱和度：以某一开发方式开发油气田结束时，还残余（剩余）在孔隙中的油所占据的体积百分数。
10、流度：多相渗流时某相流体的相渗透率与其粘度之比。
11、流度比(M)：多相流动时，驱替相流度与被驱替相流度之比。
12、气体滑脱现象：低压气体渗流时，其流速在毛孔断面上的分布偏离粘性流体流动特性，出现气体分子在管壁处速度不等于0 的流动现象。
13、泡点压力：在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一个气泡的压力。
14、露点压力：在温度一定的情况下，开始从气相中凝结出第一滴液滴的压力。
15、等温反凝析：在温度不变的条件下，随压力降低而从气相中凝析出液体的现象。
16、凝析气藏：地下原始条件为气态，随压力下降或到地面后有油析出的气藏。
17、天然气溶解系数α：温度一定时，每增加单位压力时，单位体积液体中溶解天然气气量的增加值。
19、偏差系数（压缩因子z）：给定温、度压力、下实际气体所占体积与同温同压下相同数量的理想气体所占体积之比。
20、微观指进现象：指不同孔道中油水界面的推进位置差异随排驱时间越来越大的现象。
油层物理4.3 油层物理
存在问题
碱耗；流度控制。
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2.4 复合驱
复合驱是由聚合物、活性剂、碱以各种形式组合驱动。
包括：二元驱和三元驱。
降低界面张力：碱与原油中的酸性成份反应就地产生表面
活性剂，降低相间界面张力和残余油饱和度，添加的表面活
驱
性剂与聚合物间的协同效应产生超低界面张力，并扩大低界 面张力的碱浓度范围；
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聚合物的注入性能参数：
(1).阻力系数
阻力系数定义为水的流度和聚合物的流度之比，或
在相同注入速度下聚合物的注入压差和水的注入压差的
比值。
RFKw/w Pp Kp /p Pw
阻力系数与聚合物的相对分子量成正比； 阻力系数与岩石的渗透率有密切的关系；
阻力系数也与注入速度有关。
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3.2 烃类气体混相驱
(1).干气混相过程
干气实现混相的条件 是油中必须含有足够的轻 烃组分和足够高的注入压 力。
(2).富气混相过程
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(3).液化石油气混相过程
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4 微生物采油
微生物采油：通过有选择地向油层注入微生物基 液和营养液，使得微生物就地繁殖生长，其代谢 产物与原油产生物化作用。
药剂 磺酸盐型
羧酸盐型
聚醚型
非离子－阴离子型
存在问题
活性剂在岩石表面大量吸附；活性水与普通水的粘度差很小。
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2.3 碱驱
在注入水中加入碱，与原油中的有机酸反应，
驱 油
生成表面活性剂，降低油水界面张力，形成
中国石油大学油层物理期末复习2011
油层物理复习重点第一章1.粒度组成概念，主要分析方法，粒度曲线的用途2.比面概念，物理意义3.空隙分类（大小，连通性，有效性；毛细管空隙，超毛细管空隙，微毛细管空隙），孔隙度概念（绝对孔隙度，有效孔隙度，流动孔隙度，连通孔隙度的概念与区别），孔隙度的测定（给定参数会计算，不要求测定的具体步骤）4.岩石压缩系数及其含义，地层综合弹性压缩系数，弹性驱油量的计算5.流体饱和度的概念（落实到具体的物质，油、水、气；初始含油、水、气饱和度，残余流体饱和度的概念，束缚水饱和度）饱和度测定（各种饱和度，会根据给定参数计算）7.达西定律，及达西公式的物理意义，岩石绝对渗透率感念，液测、气测渗透率的计算方法，液测气测渗透率与岩石绝对渗透率的关系，根据达西定律测定岩石渗透率要满足的三个测定条件，气体滑脱效应对气测渗透率的影响，及影响滑脱效应的因素。
8.胶结概念与类型，粘土矿物：水敏，酸敏，速敏等，会判断具体的矿物如蒙脱石，高岭石，绿泥石第二章1.烃类体系P-T相图，划分相区，临界点，临界凝析温度，临界凝析压力，露点线，泡点线，等液量线，等温反凝析区等术语，露点，泡点，露点压力和泡点压力概念，等温反凝析概念，反凝析作用，对凝析气藏开发的影响，用相图判断油气藏类型。
（露点概念：气相体系生出第一滴液滴时的温度压力点；露点压力：气相体系生出第一滴液滴时的压力）2.油气分离的两种方式，特点及其结果的差异，以及产生差异的原因，天然气分子量概念，天然气在原油中的溶解规律3.油气高压物性参数的概念，高压物性参数随压力的变化关系，（肯定会考曲线；不考随温度的变化）4.平衡常数概念（哪两个之间的平衡关系，）相平衡中的一些平衡关系（物质平衡，相平衡）第三章1.界面张力的概念，界面吸附的两种类型2.润湿接触角概念，润湿程度判定参数、方法（常用接触角），润湿滞后概念，前进角，后退角概念，润湿滞后对水驱油得影响。
3.油藏润湿性类型，油藏润湿性的影响因素4毛细管压力概念，毛细管中液体上升高度计算，毛细管滞后，吸入和驱替过程等概念（毛管力是动力，阻力），毛细管压力曲线的测定方法（3种），毛细管压力曲线的特征（定性上的曲线三段，定量上的3个参数）毛细管压力曲线应用（判断润湿性，划分过渡带，评价孔隙结构，算驱替效率）5.有效渗透率，相对渗透率，流度，流度比，驱替效率，含水率的概念与计算，相对渗透率曲线图形特征，相对渗透率曲线的影响因素，克雷格法则判断润湿性，相对渗透率曲线的应用（求前面的有效渗透率，相对渗透率等参数）第一章 第一、二节粒度：岩石颗粒直径的大小，用目或毫米直径 表示 目——每英寸长度上的孔数 粒度组成：指构成砂岩的各种大小不同颗粒的百分含量，常用重量百分数表示。
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油层物理学是研究储层岩石、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。
油层物理的研究内容①储油（气）岩石的物理性质（包括孔隙度、渗透率、饱和度、储层敏感性等）②油气藏中流体的物理性质（包括油、气、水的高压物理性质及油气相态变化规律）③饱和多相流体的油气层的物理性质及多相渗流机理④提高原油采收率的机理。
储层流体是指储存于地下储层中的石油、天然气和地层水。
石油的元素组成主要元素：C （83%~87%）、H（11%~14%）、次要元素硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）微量元素：钒、铁、钴、镁、钙、铝石油的化学组成主要元素：C （83%~87%）、H（11%~14%）、O、N 硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）微量元素：金属和其它非金属化合物：烃和非烃化合物烃类：烷烃、环烷烃、芳烃非烃：含O、N、S的化合物，胶质、沥青质天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。
在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
甲烷是最短和最轻的烃分子。
有机硫化物和硫化氢(H₂S)是常见的杂质石油天然气组成异同点在化学组成的特征上，天然气分子量小（小于20），结构简单，H/C原子比高（4～5），碳同位素的分馏作用显著。
石油的分子量大（75～275），结构也较复杂，H/C 原子比相对低（1.4～2.2），碳同位素的分馏作用比天然气弱.在化学结构上均为烃类。
描述石油的物理性质的指标（颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、荧光性、旋光性、闪点）油气藏分类根据烃类的组成、流体的相对密度①气藏（以CH4为主，占85%以上，C2到C4较少）②凝析气藏（以CH4为主，含有甲烷到辛烷（C8）的烃类，地下原始条件为气态，随压力下降或到地面后凝析油析出，γo=0.72～0.8）③挥发性油藏（临界油气藏）（含比C8重的烃类，构造上部接近于气，下部接近于油，油气无明显分解面，γo=0.7～0.8）④油藏（液态烃为主，油中溶有气）⑤重质油藏（稠油油藏）（粘度高，相对密度大）典型油气藏的汽油比和密度汽油比m3/m3 (天然气>18000，凝析气550~18000,轻质油250~550，黑油<250) 地面液体密度g/cm3（天然气0.70~0.80，凝析气0.72~0.82，轻质油0.76~0.83，黑油0.83~1.0）地层水是指油气层边部、底部、层间和层内的各种边水、底水、层间水及原油同层的束缚水的总称。
矿化度地层水中含盐量的多少用矿化度来表示。
代表水中矿物盐的总浓度，表示水中正、负离子含量的总和，常用mg/L 或ppm来表示。
1ppm=1mg/L离子毫克当量浓度某离子的浓度除以该离子的化合当量。
例如，氯离子的浓度为7896mg/L ,而氯离子的化合当量＝35，则氯离子的毫克当量浓度＝7896/35＝225.6毫克当量/升。
水型分类-苏林分类根据水中Na+、Cl-、Mg2+、SO42-四种离子之间的毫克当量浓度比，苏林将水划分为Na2SO4型、NaHCO3型、MgCl2型及CaCl2型。
四个水型代表的环境①Na2SO4水型：代表大陆冲刷环境条件下形成的水，环境封闭性差的反映，不利于油气聚集保存②NaHCO3水型：代表陆相沉积环境条件下形成的水型，分布广，作为含油良好标志③MgCl2水型：代表海洋环境下形成的水。
一般多存在于油、气田的内部④CaCl2水型：代表深层封闭构造环境下形成的水。
它所代表的环境封闭性好。
有利于油、气聚集和保存。
水型判断天然气指从地下采出的，常温常压下相态为气态的烃类和少量非烃类气体组成的混合物。
天然气分类天然气组成的表示方法及其计算、换算三种方法摩尔组成、体积组成、质量组成摩尔组成体积组成质量组成天然气的分子量在标准状态下1mol（0℃，1atm，22.4l）天然气具有的质量，即平均分子量。
天然气的视分子量计算天然气的密度在一定温度、压力下，单位体积天然气的质量。
天然气的相对密度在石油行业标准状况下（20℃，0.101MPa），天然气的密度与干燥空气密度之比。
理想气体的状态方程据波义尔－查理定理：理想气体状态方程为PV=nRT理想气体有两个假设前提及条件A气体分子无体积B气体分子间无作用力C在低压情况下，实际气体近似满足。
D在高压情况下，分子间距减小，不能忽视分子大小和分子间有作用力真实气体的状态方程表述真实气体的P、V、T之间的关系很多，油藏工程上常用的是在理想气体状态中，加一个系数Z，即为PV=ZnRT 其中Z——压缩因子（偏差系数，偏差因子）真实气体的状态方程特点①保留了理想气体状态方程的基本形式，广为工程计算上采用②不受压力的限制，在很高的压力也可以采用。
偏差系数（压缩因子，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理想偏差系数物理意义反映真实气体与理想气体压缩性的差异性偏差系数Z 的求取方法实验测定、图版法Z值的大小与气体的性质有关、温度和压力有关。
偏差系数Z 的求取步骤查图版确定天然气Z的步骤①根据已知天然气的组成或相对密度计算视临界参数：Tpc，Ppc②如含有非烃CO2，H2S ，对视临界参数进行校正③根据给定的温度、压力计算视对比参数：Tpr，Ppr④查图版求出偏差系数Z。
对比状态原理：在相同的对比压力pr、对比温度Tr下，所有纯烃气体的许多内涵性质（如压缩因子、粘度）也近似相同。
对于化学性质相似而临界温度相差不大的物质，该原理具有很高的精度。
天然气的地层体积系数（Bg）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。
天然气等温压缩率（弹性系数、压缩系数）在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率。
单位：MPa-1天然气等温压缩率物理意义当温度一定，当体系压力改变单位压力时，单位体积的天然气其体积改变量。
天然气的粘度天然气内部某一部分相对另一部分流动时摩擦阻力的量度。
粘度越大，流动阻力越大。
第三章油气藏烃类的相态及汽液平衡相体系内部物理性质和化学性质完全均匀的部分成为“相”。
一相中可含有多种成分。
油气藏烃类体系相态的控制因素①内因：烃类体系的化学组成②外因：烃类体系所处的温度、压力环境状态方程油气体系的相态不仅与体系中烃类物质的组成有关，而且还取决于油气体系所处的温度、压力，对于一个组成不变的体系，可用状态方程表示相态与状态变量的关系：F（P压力,T , V比容）=0组分组成油藏烃类的每一类分子。
组成体系中所含组分以及组分在总体系中所占的比例相图将状态方程以图示法表示就是相图。
相图类型①立体相图（三维相图）②平面相图（二维相图）P-v图P-T图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。
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。
临界点饱和蒸汽压线的终点（C），它所对应的温度为临界温度（Tc），它所对应的压力为临界压力（pc）。
是汽液两相能够共存的最高温度点和最高压力点饱和蒸汽压它表示气、液两相平衡共存的温度和压力条件饱和蒸汽压线单组份体系汽液两相共存的区域是一条线气液两相的“溶解”或“分离在油气藏形成、演化及油气藏开发过程中，随着油气藏温度、压力的变化，油气藏烃类体系发生的相态变化天然气从原油中的分离方式闪蒸分离差异分离微分分离天然气在原油中的溶解天然气在原油中溶解量的度量天然气在原油中的溶解规律一次脱气：闪蒸分离，接触分离。
一次脱气概念(又称接触分离、闪蒸分离) 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。
一次脱气特点一次性连续降压，一次性脱气.油气分离过程中体系总组成不变，油气两相始终保持接触。
多级脱气(差异分离) 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。
多级脱气特点分次降压，分次脱气；每次脱气类似于一次独立的闪蒸分离；脱气过程中体系组成要发生变化。
一次脱气和多次脱气对比小大结论多次脱气比一次脱气得到的气更干，气量更少；多次脱气比一次脱气得到的油更重，油量更多微分分离在脱气过程中，微小降压后立即将从油中分离气体放掉，保持体系始终处于泡点状态的分离方式。
微分分离特点气油分离在瞬间完成，气油两相接触极短；不断降压，不断排气，系统组成不断变化溶解度：某一温度、压力下单位体积液体溶解的气量(标准状况下的体积)。
单位(标准)米3/米3Rs=αp α—溶解系数，单位压力、单位体积液体中溶解气量(标准状况下的体积)天然气在石油中的溶解规律①压力的影响：压力越大，溶解量越大，关系为斜率非恒定的曲线②温度的影响：压力、体系的组成一定时温度越高，天然气在油中溶解量下降③天然气、油的组分的影响：同压力、同强度下，油、气的组分越接近，气在石油中溶解量越大，即高比重天然气和低比重油溶解量大。
体系压力越高，天然气的Rs 越大。
体系温度越低，天然气的Rs 越大；油越轻，气越重，天然气的Rs 越大；第四章储层流体的高压物性地层油的相对密度①相对密度r0②API相对密度API=141.5/r0-131.5 r0地层原油的相对密度地层原油的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 Vg—地层油在地面脱出的气量，（标）m3；Vos—地面脱气原油体积，m3 ；Rsi—在地层压力条件P、温度Ti时原油的溶解气油比，m3/ m3。
Rs表示地层原油中溶解天然气量的多少地层原油体积系数Bo原油在地下的体积（即地层油体积）与其在地面脱气后的体积之比。
VOR—原油在压力p、温度T下的体积，m3；Vos——原油在地面（0.1MPa，20℃）脱气后的体积，m3.Bo：原油在地下的体积与其在地面脱气后体积之比。
地层油气两相体积系数Bt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。
地层原油的压缩系数是指地层原油随压力变化的体积变化率。
在等温条件下原油的压缩率为Co：表示每降低单位压力单位体积原油膨胀所具有的驱油能力；定量描述了地层油的弹性能大小。
地层原油压缩系数的影响因素①溶解气油比：地层溶解气油比大，压缩系数也大②温度：温度越高，石油越轻，密度越小，压缩系数也越大③压力：在不同的压力区间，压缩系数不同。