油层物理习题解答
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∴可得：Ppr=P/Ppc=8.3/4.52=1.84Tpr=T/Tpc=（273+32）/208.06=1.48
（1）查压缩因子图版可得该天然气在此状态下的压缩因子Z≈0.82
（2）Bg=ZTP0/(T0P)=0.82×(273+32)×0.1/[(273+20)×8.3]=0.0103m3/ m3
4．当二者组分相似，分子量相近时，天然气的粘度增加。（）
5．压力不变时，随着温度的增加，天然气的粘度增加。（×）
6．天然气水合物形成的有利条件是低温低压。（√）
7．温度不变时，压力增加，天然气体积系数减小。（√）
8．温度不变时，压力增加，天然气分子量变大。（×）
9. 当压缩因子为1时，实际气体则成为理想气体。（×）
合计：∑Yi=1
M=18.39
Pc=4.528
Tc=206.408
解：（1）天然气的视分子量：M=∑YiMi=14.4+1.505+1.323+1.162=18.30
因而该天然气的比重:ɣ=M/29=0.634
（2）该天然气的视临界参数：
Ppc=∑YiPci=4.528（MPa） Tpc=∑YiTci=206.408（K）
组分YiMiPci(MPa)Tci(K)
0.9016.04.54190.6
0.0530.14.82305.4
0.0344.14.19369.8
0.0258.13.75425.2
14.4
1.505
1.323
1.162
4.086
0.241
0.1257
0.075
171.54
15.27
11.094
8.504
（3）Vg地下=BgVg地面=0.0103×10000 m3=103(m3)
（4）根据压缩因子图版，在Ppr=1.84、Tpr=1.48处（仅供参考）
代入数据计算得：
（5）该天然气的视分子量
M=∑YiMi=0.902×16.0+0.045×30.1+0.031×44.1+0.021×58.1=18.37
查压缩因子图版可得：Z≈0.81
3．已知某气井地层压力为53.752MPa，地层温度为105.58℃，根据天然气分析知，相对密度为0.57，临界压力为4.762MPa,临界温度为192.3K，求天然气的地下密度。
解：由题意可求得：Ppr=P/Ppc=53.752/4.762=11.2
Tpr=T/ Tpc= (273+105.58)/192.3=1.97
查压缩因子图版可得：Z≈0.93
由ɣ=M/29得M=29ɣ
对于1mol的天然气，根据状态方程PV=ZRTm/M得该天然气的地下密度：
ρg=m/V=PM/(ZRT)=29Pɣ/(ZRT)
=29×53.752×106×0.57/[0.93×8.314×(105.58+273)]
=0.306(g/m3)
又解：Z=0.93， Bg=0.0024,ρg=0.57×1.293/Bg=0.307(g/cm3)。
二．判断题。√√×√×√√××√
1．饱和油藏可以理解为高收缩油藏。（√）
2．烃类体系相图中，重质组分含量愈高，则气液等含量线分布线愈向右密集。（√）
3．烃类体系相图中，临界温度是液向气转化的最高温度。（×）
4．烃类体系相图中，临界凝析压力是气向液转化的最高压力。（√）
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。（×）
（4）计算该气体的压缩系数；
（5）计算该气体的粘度。
解：Ppc=∑YiPci=0.902×4.54+0.045×4.82+0.031×4.19+0.021×3.75=4.52（MPa） Tpc=∑YiTci=0.902×190.6+0.045×305.4+0.031×369.8+0.021×425.2=206.06（K）
因而在43℃，8MPa下，其视对比参数为：
Ppr=P/Ppc=8/4.528=1.77Tpr=T/Tpc=(47+273)/206.408=1.53
查压缩因子图版得该天然气在此状态下的压缩因子：Z≈0.84
由PV=ZnRT得：1mol该天然气在此温度压力下所占体积：
V=ZnRT/P=0.84×1×8.314×(47+273)/(8×106) =2.76×10-4(m3)
16.0
4.54
190.6
C2H6
0.045
30.1
4.82
305.4
0.031
44.1
4.19
369.8
0.021
58.1
3.75
425.2
若地层温度为32℃，油层压力为8.3MPa。
（1）求气体的压缩因子；
（2）求气体的体积系数；
（3）若油井日产气10000 （标准状态），它在地下所占体积为多少？
查图可得大气压下该天然气的粘度：μ1=0.0106(mPa·s)
查图可得在Ppr=1.84、Tpr=1. 48处，高低压粘度比为μg/μ1=1.3
∴μg=μ1·μg/μ1=0.0106×1.3=0.0138(mPa·s)
第二章油气藏烃类的相态和汽液平衡
一、名词解释。
1.第一露点（firstdew point）：
4．某油藏存在一气顶，地下体积为105万立方米，地压力为20MPa，地层温度为75℃，天然气比重为0.7，求该气顶的储量。
解：根据比重ɣ查“天然气相对密度与拟临界参数图”可得视临界参数：
Tc=216K, Pc=4.66MPa（也可以通过经验公式计算出视临界参数）
∴可得：Ppr=P/Ppc=20/4.66=4.3Tpr=T/Tpc=（273+75）/216=1.6
越两相区最高压力越
A.大，低B.小，低
C.大，高D.小，高(C)
2.对于双组分烃体系，若较重组分含量愈高，则相同位置愈，临界点位置愈偏
A.高，左B.低，左
C.高，左D.低，右(D)
3.在多组份烃类体系的相图中，不饱和油藏应处于____.
A.液相区 B. 两相区
C.气相区 D.所有的区(A)
4.在多组份烃类体系的相图中，饱和油藏应处于＿＿。
5.天然气压缩系数 （gas compressive coefficient）：
6.天然气体积系数 (gas formation volume factor)：
二．判断题。√×××√√××
1．体系压力愈高，则天然气体积系数愈小。（√）
2．烃类体系温度愈高，则天然气压缩因子愈小。（×）
3．体系压力越大，天然气等温压缩率越大。（×）
2.临界点(critical point)：
3.临界凝析压力(critical condensate pressure)：
4.反常凝析(retrogradecondensation)：
5.露点压力(dew point)：
6.泡点压力(bubble point)：
7.相态方程(phasestateequations)：
A.液相区 B.气相区
C.两相区 D.所有区(C)
四．问答题。
1.油藏流体意指什么？何谓高压物性？
2.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？
3.根据下面的相图（P-T图），判断图中的各点属于何种油气藏类型，各自有什么特点？分析影响P-T相图的因素有哪些？
A点：
B点：
L点：
E点：
F点：
4．凝析气藏形成的条件是什么？
5．画出干气和湿气的相图，并分析比较说明各自的特征。
6．在同一P-T相图上画出未饱和油藏和湿气气藏从原始地层压力 ，地层温度 至地面分离气压力Psp，分离器温度Tsp的开采路径。
7．在同一P-T相图上画出挥发油油藏和干气气藏从原始地层压力 （ ＞ ），地层温度 至地面分离气压力Psp，分离器温度Tsp的开采路径。
6．烃类体系相图中，重质组分含量愈高，则临界点愈向右多移。（√）
7．重质组分含量越高，则相图中等液量线越向露点线密集。（√）
8．对烃类单组分，碳原子数越多，则饱和蒸汽压越大。（×）
9．反凝析现象只发生在等温降压过程中。（×）
10．重质组分含量增加，则相图中的临界点越靠右。（√）
三．选择题。CDAC
1.在双组分体系相图中，两组分的相对分子质量差别越大，则临界点轨迹线所包面积
A.要，要B.要，不
C.不，要D.不，不(A)
2.一次脱气与多级脱气相比，前者的分离气密度较，前者的脱气油密度较。
A.大，大B.大，小
C.小，大D.小，小(A)
3.在其它相同条件下的溶解能力而言， 、 、 三者的强弱顺序为。
A. ＞ ＞ B. ＞ ＞
C. ＞ ＞ D. ＞ ＞பைடு நூலகம்(D)
4.若在某平衡条件下，乙烷的平衡常数为2，此时在液相中的摩尔分数为20%，则其在气相中的摩尔分数为。
6.天然气压缩因子Z＞1说明天然气比理想气体压缩，Z＜1说明天然气比理想气体。
A.易于，难于B.易于，易于
C.难于，难于D.难于，易于(D)
7.两种天然气A和B，在相同的P-T条件下，A比B更易于压缩，则
CgACgA, ,ZAZB
A.大于，大于B.大于，小于
C.小于，大于D.小于，小于(B)
四．问答题。
第一篇储层流体的高压物性
第一章天然气的高压物理性质
一、名词解释。
1.天然气视分子量（gas apparent molecular weight）：
2.天然气的相对密度 (gas relative density ):
3.天然气的压缩因子Z(gas compressibility factor)：
4.对应状态原理(correlation state principle)：
4.天然气溶解度（gassolubility）：
5.平均生产油气比(averageproduction oil/gas ratio)：
6.平衡常数 (equilibrium constant)：
二．判断题。√××√√×
1.对于同种原油，一次分离的溶解油气比大于多级分离。（√）
2.对于同种原油，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。（×）
三．选择题。ACACBDB
1.理想气体的压缩系数与下列因素有关
1.理想气体的压缩系数与下列因素有关
A.压力B.温度
C.体积D.组成(A)
2.在相同温度下，随着压力的增加，天然气压缩因子在低压区间将在高压区间将
A.上升，上升B.上升，下降
C.下降，上升D.下降，下降(C)
3.对于单组分烃，在相同温度下，若C原子数愈少，则其饱和蒸气压愈其
查压缩因子图版得：Z=0.84
Bg=ZTP0/(T0P)=0.84×（273+75）×0.1/[(273+20)×20]=0.004929
∴Ng=V地下/Bg=105×104/0.004929=2。13×108（m3）
5．某油气田的组成如表所示。
组分
Yi
Mi
Pci(MPa)
Tci(K)
CH4
0.902
2.某天然气的比重为0.743，当地层压力为13.6MPa，地层温度为93℃时，求该天然气的压缩因子。
解：根据比重ɣ查“天然气相对密度与拟临界参数图”可得视临界参数：
Tc=222K, Pc=4.64MPa（也可以通过经验公式计算出视临界参数）
∴可计算出：Ppr=P/Ppc=13.6/4.64=2.93Tpr=T/Tpc=（273+93）/222=1.65
1.天然气的分子量M、密度 和比重 是如何定义的？
2.压缩因子 的物理意义是什么？请区别压缩系数 ，压缩因子 和体积系数 的概念。
3.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？
五．计算题。
1．某天然气的组成如表所示。﹙1﹚计算天然气的视分子量和比重﹙2﹚计算在43℃和8MPa下，1mol该天然气所占的体积。
挥发性愈
A.大，强 B.小，弱
C.小，强 D.大，弱(A)
4.地层中天然气的密度地面天然气的密度。
A.小于B.等于
C.大于D.视情况定(C)
5.通常用来计算天然气体积系数的公式为
A.Bg=Cg(273+t)/293PB.Bg=V地下/ V地面
C.Bg=Z(273+t)/293PD.Bg= V地面/ V地下(B)
3.原始溶解油气比一定大于目前压力下的溶解油气比。（×）
4.对于同种天然气，在地层油中的溶解度一定大于在地层水中的溶解度。（√）
5.地层温度愈高，则地层油溶解油气比愈小。（√）
6．对于同一种原油，温度压力相同时，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。（×）
三．选择题。AADCBB
1.多级脱气过程中，各相组成将发生变化，体积组成将发生变化。
注：开采路径指：地层→井底→井筒→分离器
五．计算题。
1．试推导油气体系露点线方程和泡点线方程。
第三章油气的溶解与分离
一、名词解释。
1.溶解油气比 (gas/oil ratio)：
2.差异分离(differential liberation)：
3.接触分离(single stage liberation)：
（1）查压缩因子图版可得该天然气在此状态下的压缩因子Z≈0.82
（2）Bg=ZTP0/(T0P)=0.82×(273+32)×0.1/[(273+20)×8.3]=0.0103m3/ m3
4．当二者组分相似，分子量相近时，天然气的粘度增加。（）
5．压力不变时，随着温度的增加，天然气的粘度增加。（×）
6．天然气水合物形成的有利条件是低温低压。（√）
7．温度不变时，压力增加，天然气体积系数减小。（√）
8．温度不变时，压力增加，天然气分子量变大。（×）
9. 当压缩因子为1时，实际气体则成为理想气体。（×）
合计：∑Yi=1
M=18.39
Pc=4.528
Tc=206.408
解：（1）天然气的视分子量：M=∑YiMi=14.4+1.505+1.323+1.162=18.30
因而该天然气的比重:ɣ=M/29=0.634
（2）该天然气的视临界参数：
Ppc=∑YiPci=4.528（MPa） Tpc=∑YiTci=206.408（K）
组分YiMiPci(MPa)Tci(K)
0.9016.04.54190.6
0.0530.14.82305.4
0.0344.14.19369.8
0.0258.13.75425.2
14.4
1.505
1.323
1.162
4.086
0.241
0.1257
0.075
171.54
15.27
11.094
8.504
（3）Vg地下=BgVg地面=0.0103×10000 m3=103(m3)
（4）根据压缩因子图版，在Ppr=1.84、Tpr=1.48处（仅供参考）
代入数据计算得：
（5）该天然气的视分子量
M=∑YiMi=0.902×16.0+0.045×30.1+0.031×44.1+0.021×58.1=18.37
查压缩因子图版可得：Z≈0.81
3．已知某气井地层压力为53.752MPa，地层温度为105.58℃，根据天然气分析知，相对密度为0.57，临界压力为4.762MPa,临界温度为192.3K，求天然气的地下密度。
解：由题意可求得：Ppr=P/Ppc=53.752/4.762=11.2
Tpr=T/ Tpc= (273+105.58)/192.3=1.97
查压缩因子图版可得：Z≈0.93
由ɣ=M/29得M=29ɣ
对于1mol的天然气，根据状态方程PV=ZRTm/M得该天然气的地下密度：
ρg=m/V=PM/(ZRT)=29Pɣ/(ZRT)
=29×53.752×106×0.57/[0.93×8.314×(105.58+273)]
=0.306(g/m3)
又解：Z=0.93， Bg=0.0024,ρg=0.57×1.293/Bg=0.307(g/cm3)。
二．判断题。√√×√×√√××√
1．饱和油藏可以理解为高收缩油藏。（√）
2．烃类体系相图中，重质组分含量愈高，则气液等含量线分布线愈向右密集。（√）
3．烃类体系相图中，临界温度是液向气转化的最高温度。（×）
4．烃类体系相图中，临界凝析压力是气向液转化的最高压力。（√）
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。（×）
（4）计算该气体的压缩系数；
（5）计算该气体的粘度。
解：Ppc=∑YiPci=0.902×4.54+0.045×4.82+0.031×4.19+0.021×3.75=4.52（MPa） Tpc=∑YiTci=0.902×190.6+0.045×305.4+0.031×369.8+0.021×425.2=206.06（K）
因而在43℃，8MPa下，其视对比参数为：
Ppr=P/Ppc=8/4.528=1.77Tpr=T/Tpc=(47+273)/206.408=1.53
查压缩因子图版得该天然气在此状态下的压缩因子：Z≈0.84
由PV=ZnRT得：1mol该天然气在此温度压力下所占体积：
V=ZnRT/P=0.84×1×8.314×(47+273)/(8×106) =2.76×10-4(m3)
16.0
4.54
190.6
C2H6
0.045
30.1
4.82
305.4
0.031
44.1
4.19
369.8
0.021
58.1
3.75
425.2
若地层温度为32℃，油层压力为8.3MPa。
（1）求气体的压缩因子；
（2）求气体的体积系数；
（3）若油井日产气10000 （标准状态），它在地下所占体积为多少？
查图可得大气压下该天然气的粘度：μ1=0.0106(mPa·s)
查图可得在Ppr=1.84、Tpr=1. 48处，高低压粘度比为μg/μ1=1.3
∴μg=μ1·μg/μ1=0.0106×1.3=0.0138(mPa·s)
第二章油气藏烃类的相态和汽液平衡
一、名词解释。
1.第一露点（firstdew point）：
4．某油藏存在一气顶，地下体积为105万立方米，地压力为20MPa，地层温度为75℃，天然气比重为0.7，求该气顶的储量。
解：根据比重ɣ查“天然气相对密度与拟临界参数图”可得视临界参数：
Tc=216K, Pc=4.66MPa（也可以通过经验公式计算出视临界参数）
∴可得：Ppr=P/Ppc=20/4.66=4.3Tpr=T/Tpc=（273+75）/216=1.6
越两相区最高压力越
A.大，低B.小，低
C.大，高D.小，高(C)
2.对于双组分烃体系，若较重组分含量愈高，则相同位置愈，临界点位置愈偏
A.高，左B.低，左
C.高，左D.低，右(D)
3.在多组份烃类体系的相图中，不饱和油藏应处于____.
A.液相区 B. 两相区
C.气相区 D.所有的区(A)
4.在多组份烃类体系的相图中，饱和油藏应处于＿＿。
5.天然气压缩系数 （gas compressive coefficient）：
6.天然气体积系数 (gas formation volume factor)：
二．判断题。√×××√√××
1．体系压力愈高，则天然气体积系数愈小。（√）
2．烃类体系温度愈高，则天然气压缩因子愈小。（×）
3．体系压力越大，天然气等温压缩率越大。（×）
2.临界点(critical point)：
3.临界凝析压力(critical condensate pressure)：
4.反常凝析(retrogradecondensation)：
5.露点压力(dew point)：
6.泡点压力(bubble point)：
7.相态方程(phasestateequations)：
A.液相区 B.气相区
C.两相区 D.所有区(C)
四．问答题。
1.油藏流体意指什么？何谓高压物性？
2.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？
3.根据下面的相图（P-T图），判断图中的各点属于何种油气藏类型，各自有什么特点？分析影响P-T相图的因素有哪些？
A点：
B点：
L点：
E点：
F点：
4．凝析气藏形成的条件是什么？
5．画出干气和湿气的相图，并分析比较说明各自的特征。
6．在同一P-T相图上画出未饱和油藏和湿气气藏从原始地层压力 ，地层温度 至地面分离气压力Psp，分离器温度Tsp的开采路径。
7．在同一P-T相图上画出挥发油油藏和干气气藏从原始地层压力 （ ＞ ），地层温度 至地面分离气压力Psp，分离器温度Tsp的开采路径。
6．烃类体系相图中，重质组分含量愈高，则临界点愈向右多移。（√）
7．重质组分含量越高，则相图中等液量线越向露点线密集。（√）
8．对烃类单组分，碳原子数越多，则饱和蒸汽压越大。（×）
9．反凝析现象只发生在等温降压过程中。（×）
10．重质组分含量增加，则相图中的临界点越靠右。（√）
三．选择题。CDAC
1.在双组分体系相图中，两组分的相对分子质量差别越大，则临界点轨迹线所包面积
A.要，要B.要，不
C.不，要D.不，不(A)
2.一次脱气与多级脱气相比，前者的分离气密度较，前者的脱气油密度较。
A.大，大B.大，小
C.小，大D.小，小(A)
3.在其它相同条件下的溶解能力而言， 、 、 三者的强弱顺序为。
A. ＞ ＞ B. ＞ ＞
C. ＞ ＞ D. ＞ ＞பைடு நூலகம்(D)
4.若在某平衡条件下，乙烷的平衡常数为2，此时在液相中的摩尔分数为20%，则其在气相中的摩尔分数为。
6.天然气压缩因子Z＞1说明天然气比理想气体压缩，Z＜1说明天然气比理想气体。
A.易于，难于B.易于，易于
C.难于，难于D.难于，易于(D)
7.两种天然气A和B，在相同的P-T条件下，A比B更易于压缩，则
CgACgA, ,ZAZB
A.大于，大于B.大于，小于
C.小于，大于D.小于，小于(B)
四．问答题。
第一篇储层流体的高压物性
第一章天然气的高压物理性质
一、名词解释。
1.天然气视分子量（gas apparent molecular weight）：
2.天然气的相对密度 (gas relative density ):
3.天然气的压缩因子Z(gas compressibility factor)：
4.对应状态原理(correlation state principle)：
4.天然气溶解度（gassolubility）：
5.平均生产油气比(averageproduction oil/gas ratio)：
6.平衡常数 (equilibrium constant)：
二．判断题。√××√√×
1.对于同种原油，一次分离的溶解油气比大于多级分离。（√）
2.对于同种原油，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。（×）
三．选择题。ACACBDB
1.理想气体的压缩系数与下列因素有关
1.理想气体的压缩系数与下列因素有关
A.压力B.温度
C.体积D.组成(A)
2.在相同温度下，随着压力的增加，天然气压缩因子在低压区间将在高压区间将
A.上升，上升B.上升，下降
C.下降，上升D.下降，下降(C)
3.对于单组分烃，在相同温度下，若C原子数愈少，则其饱和蒸气压愈其
查压缩因子图版得：Z=0.84
Bg=ZTP0/(T0P)=0.84×（273+75）×0.1/[(273+20)×20]=0.004929
∴Ng=V地下/Bg=105×104/0.004929=2。13×108（m3）
5．某油气田的组成如表所示。
组分
Yi
Mi
Pci(MPa)
Tci(K)
CH4
0.902
2.某天然气的比重为0.743，当地层压力为13.6MPa，地层温度为93℃时，求该天然气的压缩因子。
解：根据比重ɣ查“天然气相对密度与拟临界参数图”可得视临界参数：
Tc=222K, Pc=4.64MPa（也可以通过经验公式计算出视临界参数）
∴可计算出：Ppr=P/Ppc=13.6/4.64=2.93Tpr=T/Tpc=（273+93）/222=1.65
1.天然气的分子量M、密度 和比重 是如何定义的？
2.压缩因子 的物理意义是什么？请区别压缩系数 ，压缩因子 和体积系数 的概念。
3.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？
五．计算题。
1．某天然气的组成如表所示。﹙1﹚计算天然气的视分子量和比重﹙2﹚计算在43℃和8MPa下，1mol该天然气所占的体积。
挥发性愈
A.大，强 B.小，弱
C.小，强 D.大，弱(A)
4.地层中天然气的密度地面天然气的密度。
A.小于B.等于
C.大于D.视情况定(C)
5.通常用来计算天然气体积系数的公式为
A.Bg=Cg(273+t)/293PB.Bg=V地下/ V地面
C.Bg=Z(273+t)/293PD.Bg= V地面/ V地下(B)
3.原始溶解油气比一定大于目前压力下的溶解油气比。（×）
4.对于同种天然气，在地层油中的溶解度一定大于在地层水中的溶解度。（√）
5.地层温度愈高，则地层油溶解油气比愈小。（√）
6．对于同一种原油，温度压力相同时，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。（×）
三．选择题。AADCBB
1.多级脱气过程中，各相组成将发生变化，体积组成将发生变化。
注：开采路径指：地层→井底→井筒→分离器
五．计算题。
1．试推导油气体系露点线方程和泡点线方程。
第三章油气的溶解与分离
一、名词解释。
1.溶解油气比 (gas/oil ratio)：
2.差异分离(differential liberation)：
3.接触分离(single stage liberation)：