石油工程基础知识

一、石油及天然气的组成和性质
物理性质
石油：颜色（无色到黑色） 相对密度(0.75-1.0) 粘度 荧光性 电性 溶解性 凝固点
一、石油及天然气的组成和性质
物理性质
天然气： 颜色（无色，燃烧时呈不同颜色） 相对密度(干气0.6、湿气>1.0) 气味（无特殊气味） 溶解性（易溶于石油）
二、石油及天然气的生成
1 储集层岩石的孔隙度
☆孔隙度的有关概念 孔隙度:是指岩石的孔隙体积与岩石的视体
积(外表体积)的比值。
有效孔隙度:是指岩石的有效孔隙体积与岩
石的外表体积的比值。
绝对孔隙度：是指岩石的总孔隙体积与岩
石的外表体积的比值。
1 储集层岩石的孔隙度
☆影响孔隙度的因素
最常用的是有效孔隙度，它可用于评价 储集层特性、计算储量和岩石中的油、气、 水饱和度。
二、地层流体的物理性质
☆地层原油的物理性质 地层水的物理性质 天然气的物理性质
1 地层原油的物理性质
地层原油的溶解油气比 地层原油的饱和压力 地层原油的体积系数 地层原油的压缩系数 地层原油的密度和相对密度 地层原油的粘度
石油工程基础知识
内容
石油地质知识－－石油与天然气的生成、运移和聚集 油藏物理基础－－储层岩石与流体的物理性质 渗流力学基础－－油藏驱油能量、方式及渗流 机理 油藏工程基础－－油田开发的方针、原则和程序 采油工艺技术－－采油方法、注水、油层改造
石油地质基本知识
石油地质学主要是研究石油及天然 气在地壳中的生成、运移、聚集及其 分布规律的科学。
颗粒成分 颗粒排列方式 颗粒大小不均匀程度 胶结物成分和含量
岩石的渗流特性
储集层岩石的孔隙度 ☆ 储集层岩石的渗透性
储集层岩石的油、气、水饱和度 储集层岩石的其它物理性质
2 储集层岩石的渗透性
☆岩石的渗透性
渗透性:是指在压差的作用下，岩石允许流
体通过的性质。
一般所指的渗透性和非渗透性，或渗透 性好和渗透性差，都是相对的，而且是有条 件的。这个条件就是压差。
油藏物理基础
油藏物理是研究储层岩石的物 性、油藏流体在高温高压下的物性 及油藏岩石的基本渗流特性。
这里主要介绍储层岩石的物性和 油藏流体的高压物性。
一、储油气岩石的物理性质
岩石的物理性质
岩石的电性 岩石的磁性 岩石的放射性 岩石的热学特性 岩石的力学特性
☆岩石的渗流特性
岩石的渗流特性
☆储集层岩石的孔隙度 储集层岩石的渗透性 储集层岩石的油、气、水饱和度 储集层岩石的其它物理性质
岩石中细颗粒愈多，它的比面就愈大；反 之，就愈小。
4 储集层岩石的其它物理性质
岩石的颗粒组成（粒度组成）
是指构成岩石的各种大小不同的颗 粒含量。
它的大小可以表征油层岩石的分散 程度。
二、地层流体的物理性质
地层流体在地层中处于高 温、高压下，它与地面流体在 物理性质方面有很大差异。研 究地层流体的物理性质，对油 （气）藏的勘探、开采与开发， 以及提高原油采收率均具有极 其重要的作用和意义。
二、石油及天然气的生成
生油气过程
初期生气阶段 主要生油阶段 热裂解生气阶段
三、石油及天然气的运移
油气运移的方式
渗滤（压差作用） 扩散（浓度差作用）
油气运移的外界条件
地静压力 动压力 水动力 浮力 毛细管力
四、石油及天然气的聚集
石油及天然气的生成、运移和聚集是 油、气藏形成过程中不可分割的三个阶 段。圈闭的存在是形成油、气藏的必要 条件。它能阻止油气运移，并使油气聚 集起来形成油、气藏的场所，其基本特 点就是能够聚集油气。
这里主要介绍石油及天然气的组 成和性质、石油及天然气的生成、运 移、聚集。
一、石油及天然气的组成和性质
化学组成
石油：元素组成主要是碳（约占 84-85%）和氢（约占12-14%），以 烃的形式存在；化合物组成主要是烷 烃、环烷烃和芳香烃。
天然气：是由各种气态的碳氢化合 物组成的混合气体，以甲烷为主。
渗透性用以衡量流体渗过岩石能力的大 小，就是通常所说的岩石渗透率。
2 储集层岩石的渗透性
☆岩石的渗透率
达西定律
1856年法国工程师达西通过实验得 出了以它名字命名的达西定律。流量与 岩心截面积和压差成正比；与流体的粘 度和岩心的长度成反比。
达西定律适用条件
岩石全部为单相流体所饱和； 岩石和流体不发生任何物理、化 学反应； 在稳定层流条件下
层自由流动的水的饱和度。
岩石的渗流特性
储集层岩石的孔隙度 储集层岩石的渗透性 储集层岩石的油、气、水饱和度 ☆ 储集层岩石的其它物理性质
4 储集层岩石的其它物理性质
岩石的压缩性
可用岩石的压缩系数表示。指油层压力每 降低0.1MPa时，单位体积岩石内孔隙体积的变 化值。它的大小反映了弹性驱油能量的大小。
综合压缩系数更准确地表示弹性驱油能量 的大小。其物理意义是单位体积的油层岩石， 在压力每降低0.1MPa时，由于岩石孔隙缩小和 其中液体（油、水）膨胀总共排挤出原油的数 量。
4 储集层岩石的其它物理性质
岩石比面
是指单位体积的岩石内颗粒的总表面积， 或单位体积岩石内总孔隙的内表面积。用来表 征油层岩石的分散程度。
原始含油饱和度：油藏投入开发之前，
所度：当油层能量衰竭时或注
水开发后，剩留在油层岩石孔隙内的含油饱 和度。
3 储集层岩石的油、气、水饱和度
束缚水饱和度:又称不可降低的水饱和度
或平衡饱和度。Swi =1－Soi
自由水饱和度：注水开发的油田，在油
生油气物质
生油物质是沉积岩中的有机物质。 主要是水生低等生物，如浮游生物、 珊瑚、藻类；各种微体生物、有孔虫、 介形虫等。
二、石油及天然气的生成
生油气条件
古地理环境和地质条件
浅海湾、海湾、泻湖及内陆湖泊的深 湖—半深湖地区；地壳长期稳定下沉，下降 幅度能不断被沉积物所补偿。
物理化学条件
细菌作用、温度、压力、催化剂
影响渗透率的因素
岩石孔隙的大小； 岩石颗粒的均匀程度； 胶结物的含量； 岩石的沉积条件； 油层埋藏深度
岩石的渗流特性
储集层岩石的孔隙度 储集层岩石的渗透性 ☆ 储集层岩石的油、气、水饱和度 储集层岩石的其它物理性质
3 储集层岩石的油、气、水饱和度
流体的饱和度:储集层岩石的孔隙中，某
种流体所占的数量，如用孔隙空间体积的百 分数表示，就称为该种流体的饱和度。