油层物理习题讲解

油层物理：

一、名词解释题

1.粒度组成：岩石各种大小不同颗粒的含量。

2.不均匀系数（n）：n=d60/d10，式中：d60——在颗粒累积分布曲线上颗粒累积重量百分数为60%的颗粒直径；d10———在颗粒累积分布曲线上颗粒累积重量百分数为10%的颗粒直径。

3.粘土：直径小于0.01的颗粒占50%以上的细粒碎屑。

4.胶结类型：胶结物在岩石中的分布状况及与碎屑颗粒的接触关系。

5.岩石的比面(S)：单位体积岩石内颗粒的总表面积或孔隙总的内表面积。

6.岩石的孔隙度(φ)：岩石中孔隙体积与岩石总体积的比值。

7.岩石的绝对孔隙度(φa)：岩石的总孔隙体积与岩石外表体积之比。

8.岩石的有效孔隙度(φe)：岩石中有效孔隙体积与岩石外表体积之比。

9.岩石的流动孔隙度(φf)：在含油岩石中，能在其内流动的孔隙体积与岩石外表体积之比。

10.岩石的压缩系数(C f)：C f=ΔV p/V f*1/ΔP,C f是指油层压力每降低一个大气压时，单位体积岩石内孔隙体积的变化值。

11.油层综合弹性系数(C)：C=C f+ΦC l;C=C f+Φ(C o S o+C w S w) 当油层压力降低或升高单位压力时，单位体积油层内，由于岩石颗粒的变形，孔隙体积的缩小或增大，液体体积的膨胀或压缩，所排出或吸入的油体积或水体积。

12.岩石的渗透率(K)：K=QμL/A(P1-P2)岩石让流体通过的能力称为渗透性，渗透性的大小用渗透率表示。Q=K*A/μ*ΔP/L

13.达西定律：单位时间通过岩芯的流体体积与岩芯两端压差及岩芯横截面积成正比例，与岩芯长度、流体粘度成反比，比例系数及岩石的渗透率长。

14.“泊积叶”定律：

Q=πr4(P1-P2)/8μL

15.迂回度（Υ）：τ=L e/L,式中：L e—流体通过岩石孔隙实际走过的长度L—岩石外表长度

16.岩石的含油饱和度：S o=V o/V p

17.岩石的束缚水饱和度（S wi）：存在于砂粒表面和砂粒接触角隅以及微毛管孔道中等处不流动水的饱和度。

18.天然气的摩尔组成（N i）：Y i=N i/ Σ式中：N i—组分的摩尔数，n—气体组分数

19.天然气的分子量（M）：M=Σn(Y i M i)式中：Mi——组份i的分子量，n——组成数，Y i——天然气各组分的摩尔组成。

20.天然气的比重（γ）：γ=ρg/ρa式中：ρg—天然气的密度；ρa—空气的密度。

21.天然气的压缩因子（Z）：天然气与理想气体之间的偏差值。

22.天然气的体积系数（B g）：B g=V g(油气藏条件)/V o(标准状况下)

23.天然气的压缩系数（C g）：C g=-1/V(V/P)T当压力每变化一个单位时，气体体积的变化率。

24.流体的粘度：流体在流动时由于内部摩擦而引起的阻力

25..接触分离：分离过程中分出的气相始终与液相接触，系统组成不变，气、液两相平衡，到分离完时才排出气。

26.多级分离：降压过程中，每一级脱出的气定压排走后，液相继续下一级脱气，油气来不及建立热力学平衡，系统组成不断改变。

27.地层油溶解油气比（R s）：单位体积地面原油在地层温度和压力下所溶解的天然气的标准体积。

28.天然气在石油中的平均溶解系数（α）：当压力增加一个单位时，单位体积地面油所溶解的气量。α=(R s2-R s1)/(P2-P1)

29.地层油的体积系数（B0）：B0=V F/V s地层油与它在地面标准状况下脱气后体积的比值。

30.地层油两相体积系数（B t）：当地层压力低于饱和压力时，在某一压力下，地层油和释放出气的总体积与它在地面条件下脱气油体积的比值。

31.地层油的压缩系数（C o）：C o=-1/V F(V/P)T定温下单位体积地层油在压力改变一个单位时体积变化率。

32.地层油的饱和压力（Pb）：油藏中开始出现第一批气泡时的压力。

33.地层油的比重(d204)：在20o C下的原油密度与4o C下水的密度之比。

34.地层油的析蜡温度：原油降温时，开始有了蜡结晶析出的温度。

35.比界面能：σ=R/S式中：R——自由界面能，S——界面层的面积，单位面积界面上所具有的自由界面能。

36.选择性润湿：当固体表面有两种流体存在，某种流体自发地驱开另一种流体的现象。

37.斑状润湿：同一岩样表面上由于矿物组成不同表现出不同的润湿。

38.混合润湿：同一孔道中不同位置的润湿不同，在小孔隙的砂粒接触处常是亲水的，而在大孔隙的砂粒表面常是亲油的。

39.毛细现象：湿相流体在毛管中的上升现象。

40.毛管力：毛管中平衡弯液面两侧非湿相和湿相压力差的一种附加压力。

41.球面上的毛管压力P cs=2σ/R=2σcosθ/r

42.阀压(P r)：非湿相流体进入已饱和湿相流体的岩样，驱替开始时的起始压力。

43.饱和度中值压力（P50c）：驱替P c曲线上饱和度为50%时对应的P c值。

44.最小湿相饱和度（S w）min：驱替压力达到最大时，未被非湿相充满的孔隙体积百分数。

45.驱替：非湿相驱湿相的过程。

46.吸吮：湿相自动驱开非湿相的过程。

47.有效渗透率：当多相共存时岩石对每一相流体的通过能力。

48.相对渗透率：每相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。

49.产水率(f w)：f w=Q w/(Q w+Q0)，是产水量与产液量的比值。

50.末端效应：两相流动时，在岩样末端，由于毛管孔道间断引起的湿相饱和度富积和见水滞后的现象。

5１、油层物理：是研究储层岩石、岩石中的流体（油、气、水）以及流体在岩石微小孔道中渗流机

理的一门学科。

52、水力沉降法：是基于大小不同的颗粒在粘性液体沉降速度不同进行分离的原理。

5３、粒度中值：在累计分布曲线上相应累计重量百分数为50%的颗粒直径。

5４、分选系数：代表碎屑物质在沉积过程中的分选的好坏。

5５、孔吼比：孔隙与喉道直径的比值。

5６、孔隙配位数：每个孔道所连通喉道数。

5７、孔隙迂曲度：用以描述孔隙弯曲程度的一个参数。

5８、比热：把一克岩石的温度生高一度所需的热量叫做比热容量，简称比热。

5９、泡点：是在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的温度。

6０、露点：是温度一定是开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。

6１、天然气：是指在不同的地质条件下自然形成、运移，并以一定的压力储集在地层中的气体。6２、地层有的密度：单位体积地层油的质量。

6３、原油的凝固点：是指原油由能流动到不能流动的转折点。

6４、界面：截面是非混溶两相流体之间的接触面。

6５、润湿：是指流体在界面张力的作用下沿岩石表面流散的现象。

66、不均匀系数：指累积分布曲线上某两个重量百分数所代表的颗粒直径之比值。

67、孔吼比：孔隙与吼道直径的比值。

68、岩石的绝对孔隙度：指岩石的总孔隙体积V a与岩石外表体积V b之比。

69、交接类型：胶结物在岩石中的分布状况以及它们与碎屑颗粒的接触关系。

70、临界凝析温度：当体系温度高于最高温度C T时，无论加多大的压力，体系也不能液化，此温度称为临界凝析温度。

71、油气分离：伴随着压力降低而出现的原油脱气现象。

72、天然气等温压缩系数：在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率。

73、矿化度：地层水中含盐量的多少，代表矿化度的浓度。

74、润湿性：当存在两种非混相流体时，其中某一相流体沿固体表面延展或附着的倾向性。

75、接触角：过气液固三相交点对液滴表面所做切线与液固界面所夹的角。

76、附着功：将单位面积固-液界面在第三相中拉开所做之功。

77、润湿反转：我们把固体表面的亲水性和亲油性的相互转化叫做润湿反转。

78、部分润湿：也称斑状润湿，是指油湿或水湿表面无特定位置。

79、静润湿滞后：油、水与固体表面接触的先后次序不同时所产生的滞后现象。

80、动润湿滞后：在水驱油或油驱水过程中，当三相周界沿固体表面移动时，因移动的延缓而使润湿角发生变化的现象叫动润湿滞后。

81、拉普拉斯方程：

P C=σ(1/R1+1/R2)

82、相渗透率：多相流体共存和流动时，其中某一相流体在岩石中的通过能力大小。

83、三次采油：针对二次采油未能采出的残余油和剩留油，采用向地层注入其他驱油工作剂或引入其他能量的方法。

84、阻力系数：是指在有油存在的多孔介质中，水的流度与聚合物溶液的流度只比。

二、综合题和计算题答案

1、试论述粘土遇滤水膨胀原因和消除的方法。

答：因粘土中含有蒙脱石等遇水易膨胀的矿物。蒙托石晶层是分子间作用力联结，其联结弱，水分子易进入层间引起膨胀。此外蒙托石表面呈负电性，易吸附阳离子形成水化层。粘土膨胀性还和水的性质有关，水中电解质浓度增加，膨胀性减弱，粘土在酸性水中解离，晶层表面带正电就不会吸附阳离子形成水化层，因此可以通过注盐水、注酸水（需有防腐措施）、注聚合物等方式消除粘土的膨胀。

2、设某断块砂岩体积为14.4*107立方米，孔隙度为20%，地层油的压缩系数C o=1*10-4/兆帕，水的

压缩系数C o=4*10-4/兆帕，砂岩的压缩系数C f=1*10-4/兆帕（以岩石体积为基础），油层压力20.0兆帕，饱和压力19.0兆帕，束缚水饱和度25%，原油比重为γo=0.86，体积系数B o=1.2，向这个断块油层弹性能量驱油，可以采出多少油？

C=C f+Ф(C o S o+C w S w)=1*10-4+0.2[(1-25%)*10*10-4+25%*4*10-4]=2.7*10-4(1/Mp a)

地层油：V o=C*Δp*V f=2.7*10-4(20-19)*14.4*107

=3.89*104 m3

地面油：G o=V o*V o/B o=3.89*104*0.86/1.2

=2.79*104T

3、为何说岩石的绝对渗透率是岩石本身固有的属性？

答：岩石本身固有的孔隙结构，其让流体通过的能力是一定的。此外外界条件如流体粘度压差等到改变岩石的绝对渗透率是不变的。

4、用空气测定岩心渗透率，岩心直径d=1.9cm，L=2.54cm，空气在常温下的粘度μa=0.0183毫帕.秒，岩心入口处的压力P1=1500毫米汞柱，出口压力P2=750毫米汞柱，通过岩心的空气流量在标准情况下（常温，大气压）为Q o=35厘米/秒，求所测岩心的渗透率为若干？

答：K=2ρo Q oμL/A(P21-P22)=

2*1*35*0.0183*2.54/{3.14*1.92 /4[(1500/760)-(750/760)]}

=0.393D

5、试论述岩石的渗透率具有面积因次。答：（1）、K=QμL/(FΔP)=L3/T/F*T/L2L2/(L2*FL2)，可见K的因次为面积因次（2）、K=Фr2/8由数也可看出具有面积因次。（3）、岩石中孔道截面积越大，K的数值就越大。

6、如何根据孔隙大小分布曲线判断孔隙的均匀程度和渗透率的好坏？

答：孔隙大小分布曲线尖峰越高表示孔隙越均匀，若曲线尖峰越向右移表示渗透率越高。

7、试论述油层综合弹性系数的物理意义？答：当油层压力改变0.1MPa时，单位体积岩石中孔隙和

液体总的体积变化。它代表岩石和流体弹性的综合影响，是考虑地层中弹性储量和弹性能量的重要参数。

8、用同一块岩心测定岩石含油、水、气饱和度，岩石渗透率，岩石的孔隙度，岩石的比面和岩石的碳酸盐含量，其先后顺序应如何安排？

答：顺序：（1）岩石含油、水、气饱和度（S0、S w、S g）；（2）岩石孔隙度（Ф）；（3）岩石渗透率（K）；（4）岩的比面；（S比）；（5）岩石的碳酸盐含量。

9、写出渗透率（K）、孔道半径（r）、孔隙度（Ф）和比面（S）之间的函数表达式。并指明适用范围。

答：K=Фr2/8,K=Ф3/2S2，其适用范围是等径毛管所组成的假想岩石。

10、画出地层油相态示意图，并结合代表的油、气藏类型加以说明。

答：（1）一般气藏：临界凝析温度和下露点线右侧如F点（2）反凝析气藏：温度介于临介温度和临界凝析温度之间，上露点线上侧，如A点（3）带有反转凝析气顶的油藏：两相区内；上露点线下面阴影区（4）未饱和油藏：温度低于临界温度，泡点上方如J点（5）饱和油藏：两相区内如L点以及泡点线上如I点（6）易挥发油藏：温度接近临界温度，泡点线上方，如M点。

11、什么是反凝析气藏，其形成的原因和开发中应注意什么？

答：反凝析气藏的温度介于临界温度和临界凝析温度之间，上露点线的上方，其形成的原因是液相溶于气相中呈非液非气的雾状，开采时应使开采压力高于上露点压力。

12、未饱和油藏原始饱和压力的概念和重要性以及影响因素。

答：未饱和油藏原始饱和压力是压力降低开始出现第一批气泡时的压力。重要性：（1）它是区分油藏烃类以单相油或油气两相同时存在和渗流的界限；（2）反映和控制油藏驱动方式的主要标志；（3）地层油物性发生突变的转折点。影响因素：（1）油气的性质；（2）温度和压力影响，特别是温度的影响；（3）断层隔档的影响。

14、大庆长垣地层油的物性参数（原始饱和压力P b、平均溶解系数α、粘度μo、密度ρo、体积积系

数B o、压缩系数C o）由北至南的变化规律，并说明其原因。

答：由于北部油重气轻不易溶于油中、易分离，在较高压力下分离出第一批气泡故高，因气不易溶于油中，故平均溶解系数（α）低。油中气得少使油的粘度（μo）高。也是由于油中气少，而使体积系数（B o）和压缩系数（C o）都小。南部的情况与此相反。

15、影响选择性润湿的因素有哪些？答：（1）岩石矿物组成的影响；（2）油藏流体性质的影响；（3）岩石微观结构的影响；（4）活性物质的影响；（5）温度的影响；（6）岩石表面粗糙的影响。

16、毛管效应所产生的附加阻力及其对采油的利。如何减少该阻力。

答：静毛管效应产生的第一种附加阻力：P1=2σwo cos/r-σwo/r

动毛管效应产生的第二种附加阻力：PⅡ=2σwo(1/R”-1/R’)

贾敏管效应产生的第三种附加阻力：PⅢ=2σwo(1/R’1-1/R”2)

利用毛管效应的例子是用乳状液、泡沫等堵水以及“三采”中的泡沫驱等。毛管效应的害处是液滴和气泡引起的阻力额外地消耗能量，甚至使位于低渗透的层油井不能也油。

17、试判断左图中亲水岩和的孔道大小（r）、孔道均匀程度、渗透率（K）、束缚水饱和度（S wi）、阀压（PΥ）、油水过渡带的厚度（h）、粗歪度或细歪度，并画出岩石Ⅰ和Ⅱ的孔隙大小分布曲线。答：岩石Ⅰ：r大、r均匀、k大、S wi小、PΥ小、h小粗歪度

岩石Ⅱ：r小、r不均匀、k小、S wi大、PΥ大、h大细歪度

(图略)

18、在一油藏中，若其气体渗透率为0.060达西，而油的渗透率为0.250达西，气体粘度为0.015厘泊，而油的粘度为1.25厘泊，试求（1）气和油的流度各为多少？（2）气驱油之流度比为多少？答：（1）气的流度：

λg=K g/μg=0.060/0.015=4D/mpa*s

油的流度：λo=

K o/μo=0.250/1.25=0.2D/mpa*s

（2）气驱油的流度比：M=

λg/λo=4D/mpa*s/(0.2D/mpa*s

)=20

19、简述油水两相渗流时相界面的物理化学现象及其对渗流过程的影响。

答：当岩石中存在油水两相时，其两相之间都存在界面能、油水和岩石之间会产生选择性润湿现象，继而产生毛细管压力。当水驱油发生在亲油孔道时，毛管压力是水驱油的阻力；当发生在亲水孔道时，毛管力是水驱油的动力，但当驱动压力较大时，弯液面会发生反转现象，毛管压力也会变成水驱油的阻力。由于水粘度低会向前突进，当通过孔隙喉道时，会形成水滴。另外，当水驱并联孔道中的油时，不论速度大还是速度小，都会在小孔道或是大孔道残留油滴。一旦形成上述水珠和油滴就会产生一系列的毛管效应，会有PⅠ=2σ/R-σ/r,PⅡ=2σ(1/R”-1/R’)和PⅢ=2σ(1/R’1/R”2)的毛管附加阻力。还会产生念式流动，使渗滤速度大大降低。此外，孔隙表面存在的具有异常粘度和强度的吸附层，也使渗滤阻力大大增加。

20、试论述岩石有效渗透率小于绝对渗透率。

答：由于多相流动时，每两相之间都存在界面能，流体和岩石之间会发生选择性润湿和毛管压力，在一般的驱动速度下，毛管力是水驱油的阻力，流体通过孔隙喉道或在并联孔道中流动时会产生气泡和液滴，这就产生了静和动毛管效应以及贾敏效应引起一系列毛管附加阻力。此外，念珠式流动，孔隙表面反常粘膜和高强度的液膜都使渗滤阻力大大增加。在多相流动时由于其它相的存在，也使该相渗滤面积减少，因此，岩石的有效渗透率小于绝对渗透率#。

2１、设有一块砂岩岩心，长度L=３cm，截面积A=2cm2，在压差ΔP=2大气压下，粘度为1cp的盐水和粘度为3cp的油通过该岩心的流量为别为0.5cm3/s和0.167cm3/s，通过计算证明岩石的绝对渗透率K为一常数。

证明：根据达西定律，盐水通过该岩心时K1=Q WμW L/

A Δp=0.5*1*3/2*2=0.375

油通过该岩心时K2=Q0μ0L/

A Δp=0.167*3*3/2*2=0.378

显然K1=K2，无论哪种流体流过该岩心，算得的岩石绝对渗透率都是一样的，即：岩石的渗透率不随流过其流体的改变而改变，为一常数。

2２、已知一假想岩石，设其单位面积中有ｎ根半径为ｒ的毛细管，截面积为A，长度L，根据达西定律与泊稷叶定律推导渗透率与孔隙半径的关系。

推导：根据泊稷叶定律得单根毛管流量为：q=πr4Δp/8μL

则面积为A的假象岩石总流量为：Q=Anq=nAπr4Δp/8μL根据达西定律，流量为：Q=KAΔp/μL

上述二式右端相等，即：

KAΔp/μL=nAπr4Δp/8μL又假象岩石的孔隙度为φ=nAπr2L/AL=nπr2带入上式整理得：K=φr2/8 2３、已知标准状况下温度为T0,压力为p0,试根据气体状态方程推导压力p温度t的油层条件下天然气的体积系数B g。

推导：在标准状况下，气体近似服从理想气体的状态方程，那么

V0=nRT0/p0在实际地层条件下，气体的体积可按真实气体状态方程求出，pV=ZnRT,V= ZnRT/p

其中T=273+t，根据气体体积系数的定义：B g=V/V0=ZTp/T0 p=Z[(273+t)/273p]p0

2４、什么是接触角，根据其定义划分岩石的润湿性。所谓润湿角是指极性大的流体在三相周界面处的切线与该相流体和固体之间的界面所夹（包含该项流体）的角，一般用θ表示。根据接触角的定义，可将油－水－岩石系统划分为以下几种情况：1）θ＝０时，岩石是强亲水2）θ<90时，岩石亲水憎油3）θ=90时，岩石中性润湿4）θ>90时，岩石亲油憎水5）θ=180时，岩石强亲油

2５、什么是物质的自由界面能，有哪些性质？物质表面分子同时受内不物质分子和外部空气分子的作用力，由于内不物质分子的引力远大于空气分子的引力，所以表面层分子受合力的方向指向物质内部并与表面垂直，因而分子具有向物质内部运动的趋势，即水相表面有自动缩小的趋势。这种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，我们把这种能量称为自由界面能。

具有以下性质：1）界面越大，自由界面能也越大2）两相分子的极性差越大，自由界面能也越大3）自由界面能并不限于截面上的单分子层，而使存在于两相界面到分子力场达到平衡时的整个界面层内4）自由界面能与两相的相态有关

2６、已知，有一块岩样长３㎝，面积为２cm2，用单相油或水测得岩石绝对渗透率为0.375μm2。若在同一岩样中饱和７０％的盐水和３０％的油并保持饱和度在渗流过程中不变，当压差为0.2Mpa 时，测得盐水的流量为0.3cm3/s，油的流量为0.02 cm3/s。油水的粘度分别为３mPa·s和１mPa·s，根据达西定律求油水的相渗透率和相对渗透率。

解：根据达西定律K=QμL/AΔp 得：K0=Q0μ0L/ AΔp=

0.1(0.02*3*3/2*0.2)=0.045(μm2)

K w=Q WμW L/ AΔp=

0.1(0.3*1*3/2*0.2)=0.225(μm2)

根据相对渗透率的概念：

K r0=K0/K=0.045/0.375=0.12

K rW=K W/K=0.225/0.375=0.60

27、论述胶结物的胶结类型及各自的特点。答：胶结类型指胶结物在岩石中的分布状况及与碎屑颗粒的接触关系。分为以下三种：1）基底胶结：胶结物含量较多，碎屑颗粒孤立地分布与胶结物中，彼此不相接触或极少颗粒接触。胶结物与碎屑颗粒同时沉积，故称原生胶结。其胶结强度很高。2）孔隙胶结：胶结物含量不多，充填于颗粒之间孔隙中，颗粒成支架状接触。这种情况胶结物多是次生的，分布不均匀，多充填于大的孔隙中，胶结强度次于基底胶结。3）接触胶结：胶结物含量很小，一般小于5%，分布于颗粒相互接触的地方，颗粒呈点状或线状接触，胶结物多为原生的或碎屑风化物质，最常见者为泥质，胶结得不结实。

28、论述两组分相图的特点。

答：1）关于临界点：混合物的临界压力都高于各纯组分的临界压力，混合物的临界温度则居于两纯

组分临界温度之间；两组分的性质（如分子量、挥发性），差别越大，则临界点轨迹所包围的面积也越大；随着混合物中较重组分比例的增加，临界点向右迁移。2）关于两相区：所有混合物的两相区都位于两纯组分的蒸汽压线之间；两组分的分配比例越接近，两相区的面积就越大；两组分中只要有一个组分占绝对优势，相图的面积就变得狭窄；混合物中哪一组分的含量占优势，露点线或泡点线就靠近哪一组分的蒸汽压线；两组分性质差别越大，两相区越大。

29、论述天然气的粘度在低压和高压下的影响因素。

答：在低压下，气体的粘度与分子平均运动速度，平均自由程和密度有关。由于气体分子的非定向热运动，随温度增加，运动速度增加，所以粘度增大。当压力增大时，单位体积内分子数目增多，但是由于分子平均自由程减短，而使二者的相互影响抵消，所以在接近大气压的低压条件下气体的粘度与压力无关。另外在低压下同一族类的范围内，气体的粘度随分子量的增加而减小。气体在高压下的粘度不同于在低压下的粘度，它将随压力的增加而增加，随温度的增加而降低，同时随分子量的增加而增加，即具有类似于液体粘度的特性。这是以内：在高压下对粘度的影响由气体分子间的相互作用力起主要作用。压力增高，分子间距离减小，分子间引力增大，气层间产生单位速度梯度所需的层面剪切应力很大，使得粘度也增大。

30、论述油气分离的分类，各自的特点。答：油气的分离通常有两种基本类型：一种是接触分离，一种是微分分离。接触分离：即一次或分几次将系统的压力降到指定的脱气压力，但在油气分离过程中分离出来的气体与石油始终保持接触，系统的组成不变。微分脱气：在脱气过程中，分多次将压力降到指定压力。每一次降压后，分处的气体都从容器中排出，使气液分开，亦即脱气是在不断降压，不断排气，系统组成也在不断变化的条件下进行的

31、注水开发油田饱和压力如何变化，其影响因素有哪些？

答：1）由于注入水与原油的相和作用，原油中一部分轻质组分溶解于水中，使油气比和饱和压力下降；2）水和原油相互作用的结果使原油性质变差，使油气不易互溶，因而饱和压力上升；3）由于注水中往往溶有一定量的空气，其中氧气与原油发生氧化，使天然气中增加来氮气，使饱和压力升

高。由于以上三个因素的相互影响，就造成了原油含水后饱和压力变化的复杂性。

32、论述油水相对渗透率曲线的分区及特点。答：一般分三个区：1）单相油流区2）油水同流区3）纯水流动区。特征可归纳为：1）无论湿相还是非湿相都存在一个开始流动的最低流动饱和度值，当流体饱和度值小于该最低饱和度值时，流体不能流动。2）非湿相饱和度未达到１００％时，其相对渗透率可以达到１００％；而湿相饱和度则必须达到１００％，其相对渗透率才可能达到１００％。3）两相同时流动时，两相相对渗透率之和小于１，并且在等渗点处到到最小值。

33、以空气-水界面为例论述自由表面能产生的原因。答：水相内分子层的每一个分子，由于它们同时受到周围同类分子的作用，所以其分子力场处于相对平衡状态，即周围分子力的合力为零。而水表面层的分子，由于它们一方面受到液体层内分子力的作用，同时另一方面又受到空气分子的作用，由于水的分子力远远大于空气的分子力，所以表面层分子就会自发地力图向下沉入水中，表面层分子受到周围分子力的作用合力不再为零，力场也不再平衡。表层分子比液相内分子储存有多余的“自由能”，这就是两相界面层的自由表面能。

34、论述毛管压力曲线的应用。

1）研究岩石孔隙结构；2）根据毛管压力曲线形态评估岩石储集性能的好坏；3）应用毛管压力曲线确定油层的平均毛管压力J(S W)函数；4）确定油（水）饱和度随油水过渡带高度之间的变化关系；5）利用毛管压力回线法研究采收率；6）毛管压力资料确定储层岩石的润湿性；7）用毛管压力曲线可计算岩石的绝对渗透率和相对渗透率；8）应用告诉离心机所测得的毛管压力曲线可在室内快速评定油井工作液对储层的损害或增产增注措施的效果。

35、推导原油采收率与波及系数及洗油效率间的关系。

在同时考虑波及程度及洗油效率两个因素时，原油采收率可为：

E R=V采出/V原始=〔V原始-(V末波及的+

V泚及区残余)〕/V原始=

(V波及-V波及区残余的)/V原始=

(A S h SΦS0i- A S h SΦS0r)/ AhΦS0i

=A S h S/Ah(1-S0r/S0i)=E V*E D

三、简答题

1、颗粒组成分布和累积分布曲线表示什么？答：（1）能表示岩石主要由多大的粒径所组成，在颗粒组成分布曲线上尖峰和累积分布曲线陡峭部分对应的数值即是。（2）能表示颗粒均匀程度。颗粒组成分布曲线上尖峰越高和累积分布曲线上曲线越陡，表示颗粒越均匀。

2、孔隙大小分布和累积分布曲线表示什么？答：（1）能表示岩石主要由多大的孔径所组成。（2）能表示孔隙的均匀程度。

3、砂岩胶结物的敏感矿物及其特性。答：（1）粘土及其遇水膨胀的特性；（2）石膏及其高温失去结晶水的特性；（3）碳酸盐遇酸反应和酸敏矿物伤害地层的特性。

4、简述几种胶结类型。

答：（1）接触胶结；（2）孔隙胶结；（3）基底胶结

5、简述几种孔隙的简化模型。

答：（1）等径球形颗粒所组成的假想土壤模型；（2）等径，不等径，变径等毛管模型；（3）网状模型；（4）用统计学方法研究多孔介质。

6、简述岩石孔隙度的测定原则。

答：φ=Vp/Vf=(Vf-Vs)/Vf=1-Vs/Vf只要测量Vp和Vf；Vs和Vf这两组数值的任何一组，就可求得φ值。

7、简述达西定律的适用条件。

答：（1）岩心中全部为单相流体所充满，（2）岩石与流体不发生化学和物理化学作用；（3）层流8、简述气体滑动效应。

答：沿岩石孔道壁仍有气体流动的现象称气的滑动效应。气体愈稀薄，其分子量愈小，滑动现象愈严重。

9、写出达西公式并标明单位。

答：K=0.1QμL/(FΔP)=0.1Cm3/s*mPa*s*cm/(cm2*Mpa)=D=μm2

10、砂岩孔隙度大时，其渗透率是否也大？为什么？

答：孔隙度大，不一定渗透率大。因为孔隙度是单位岩石体积中总孔隙体积的大小。孔隙度大，孔道直径不一定大，故渗透率不一定大。

11、写出等径毛管模型渗透率（K）、孔隙半径（r）和孔隙度（φ）的关系式。答：K=φr2/8

12、写出等径毛管模型渗透率（K）、孔隙主度（φ）和比面（S）的关系式。答：K=φ3/(2S2)

13、高才尼对等径毛管组成的假想岩石作了哪些修正？

答：根据方程对等径毛管组成的假想岩石孔道长度做了修正，孔道半径仍视为的园形。

14、简述岩石油、气、水饱和度的概念。

答：岩石油、气、水饱和度是单位孔隙体积内油、气水所占的体积百分数: So=Vo/Vρ,Sg=Vg/V ρ,Sw=Vw/Vρ.

15、什么是岩石的压缩系数？

答：油层压力每变化1个单位，单位体积岩石内孔隙体积的变化值。C f=ΔV p/(V f/Δp)

16、什么是油层的综合弹性系数#

答：当油层压力降低或升高单位压力时，单位体积油层内由于岩石颗粒的变形，孔了隙体积的缩小或增大，液体体积的膨胀或压缩所排出或吸入的油的体积或水的体积。

17、简述影响岩石孔隙度的因素。

答：（1）颗粒越均匀，孔隙度（φ）越大；（2）埋藏越深，一般φ下降；（3）油层压力增大φ增大或温度升高，流体热膨胀φ增大；（4）胶结物含量增大，φ下降；（5）磨园度增大，φ增大。18、写出气测渗透率公式，并标明单位。答：K=2PoQoμaL/[A(P21-P22)]*D

Po：当时大气压力，Pa；

P21-P2；岩心前后压力，Pa

Qo：大气压下的体积流量

19、写出单根毛管流量公式。

答：q=πr4Δp/(8μL)

20、简述影响岩石渗透率的因素。

答：（1）颗粒直径d增大，K增大；（2）对同粒径岩石，φ增大，K增大；（3）颗粒不均匀，K下降；（4）埋藏深，一般K下降；（5）油层压力增加或油层温度升高，流体膨胀，阻碍压实，使K下降的趋势减弱；（6）胶结物含量增大，K下降；（7）人为因素如工作液和岩石不配伍产生沉淀，生产压差过大形成砂堵等都使K下降。

21、写出原始含油饱和度（S wi）和束缚水饱和度（W wi）的关系式。

答：S oi=1-S wi

22、写出容积法计算储量的公式。

答：地面储量（以重量计），G o=Ahφ(1-S wi)r o/B o

23、常温、常压下天然气、石油、地蜡的化学组成。答：C1—C5，天然气烷烃，C5—C16，石油、烷烃、环烷烃、芳香烃、胶质、沥青质C17——C64地蜡、烷烃

24、简述地层油饱和压力的重要性。

答：（1）区分油藏烃类以单相油或油气两相同时存在和渗流的界限；（2）反映和控制油藏驱动方式的主要标志；（3）地层油物性发生突变的转折点；

24、简述影响未饱和油藏原始饱和压力的因素。答：（1）油气性质；（2）温度和压力影响特别是温度的影响；（3）断层隔档的影响；

25、写出天然气的状态方程，并指明各符号的涵意。答：PV=ZnRT，Z——压缩因子，n——摩尔数；R——气体常数；T——绝对温度

26、试述天然气压缩因子（Z）的物理意义。答：在给定的温度和压力下，天然气和理想气体体积之比。Z=V实/V理

27、试述天然气体积系数（Bg）的用途。答：天然气在油藏条件下和在地面标准状况下体积的

换算。

28、写出天然气压缩系数（Cg）的公式，并说明负号的涵意。

答：Cg=-1/V(ЭV/ЭP)T，由于P增大，天然气体积减小，(ЭV/ЭP)T为负值，要使Cg为正值，必须加负号。

29、写出流体粘度的公式，并解释各符号的涵意。

答：μ=F/A/(dv/dy)，其中μ——两流动气层相对移动的阻力系数，即绝对粘度；F/A——气体内摩擦阻力；dv/dy——速度梯度。

30、写出粘度标准化单位和实用单位的关系。答：1mPa*s=1cp

31、试绘出天然气的溶气量（）和压力（）的关系曲线，并解释之。

答：P增大，先是天然气中重烃溶解，然后是较轻的烃溶解，最后是烷溶解，P>Pb，Rs不变。P减少时与此相反。

32、影响天然气溶气量（Rs）的因素有哪些？答：（1）油气性质；（2）温度；（3）压力；

33、油藏天然气的溶气量（Rs）如何取得？答：保持压力从油藏中取出油样，在实验室中进行一次脱气实验，用分离出的气量来表示油藏形成时所溶的气量。

34、简述两种油气分离方式的区别？答：接触分离：系统组成不变，脱出的气多而重，剩油少而重，脱气油比重大多级他离：系统组成改变，脱出的气少而轻，剩油多而轻，脱气油比重小。35、试述油藏枯竭状态，天然气饱和度很低时，脱气方式是什么方式？答：脱气方式是微分脱气。

36、采油井井口的流体直接进油罐分离，此时的脱气方式是什么方式？答：脱气方式是接触分离。

37、写出地层油的两相体积系数（Bt）公式，并说明其中每个参数的名称？答：Bt=Bo+(Rsi-Rs)Bg，其中：Bo——地层油体积系数，Rsi——原始溶解油气比，Rs——低于Pb时某一压力的溶解油气比，Bg——气体体积系数。

38、写出地层油压缩系数（Co）的公式，并说明负号的含意。

答：Co=-1/V f(Эv/Эp)T=-1/B o*(B ob-B o)/(P b-P),因P>P b时才有/C o，P b-P为负值，要使C o为正值必须加负号。

39、写出天然气在油中溶解系数（α）的公式，并指出它的单位？

答：α=(R s2-R s1)/(P2-P1)其单位是压力的倒数。

40、简述地层水有哪四种类型？

答：重碳酸钠，硫酸钠，氯化镁，氯化钙四种类型。

41、写出毛管压力公式，并说明其中各符号的涵意？答：Pc=2σcosθ/r其中：σ—两相流体间的比界面能，r—岩石喉道半径，θ——岩石和上述两相流体间的润湿接触角。

42、什么叫做表面活性剂？

答：溶解于两相界面系统中的物质，自发地浓集于两相界面层上并显著地减少该界面层表面张力，这种物质表面活性剂。

43、画出三种选择性润湿的典型情况。答：

θ〈90o亲水，θ〉90o亲油，θ=90o中间润湿

44、写出润湿张力A的公式，并说明其中各符号的涵意？

答：A=σcosθ，σ——两相流体间比界面能，θ——两相流体和岩石间的润湿接触角。

45、说明润湿张力A的物理意义？

答：润湿张力表示润湿相粘附在固体表面以及沿固体表面渗浸的能力。

46、什么叫做附着功W？

答：使润湿的液体从固体表面脱开，在单位界面上所做的功。

47、简述岩石的润湿性对无水和最终采收率的影响。

答：水湿岩石无水采收率高。润湿性对最终采收率的影响众说不一。

48、亲水和亲油岩石在注水后期残余油分布有何不同？答：亲水孔道在注水后期残余油呈弧滴

状分布，亲油孔道残余呈油膜状分布。

49、亲水和亲油孔道的毛管压力在水驱油过程中有何不同的作用？

答：亲水孔道毛管力是水驱油的动力；亲油孔道毛管力是水驱油的阻力。

50、简述毛管压力曲线的三个特征量。答：（1）阀压：非湿相流体进入已饱和湿相流体的岩样，驱替开始时的起始压力。（2）饱和度中值压力：非湿相充满孔隙体积一半时所必须的压力。（3）最小饱和度：当驱替压力达到最大时，未被非湿相充满的孔隙体积百分数，对亲水岩石来说，即为束缚水饱和度，若岩石亲油则为残余油饱和度。

51、润湿反转的程度受什么因素影响？答：润湿反转的程度与固体表面性质，活性物质性质以及活性物质浓度有关。

52、什么叫前进角？答：湿相吸吮非湿相时所形成的接触角称前进角(θ1)。

53、什么叫后退角？答：非湿相排驱湿相时所形成的接触角称后退角（θ2）。

54、何为退效率W E，它有什么用途？答：W E=(S Hgm-S Hgr)/S Hgm退泵效率近似地看成是非湿相的采收率。

55、什么是函数J(S w)，它有什么用途？答：J(sw)=Pc/σ(K/φ)0.5用毛管压力函数（J函数）对实测毛管压力资料，进行处理，可以求出同一类型岩石的平均毛管压力曲线，还可以找出不同类型岩石的物性特征。

56、什么是K有效？

答：当多相共存时，岩石对每一相流体的通过能力称有效渗透率。

57、什么是K相对？答：当多相共存时，每相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。

58、测量K相对有哪两面种方法？

答：（1）稳定法；（2）非稳定法。

61、简述粘土的主要成分。

答：粘土的主要成分包括：1）粘土矿物2）非黏土矿物3）金属，碱土矿物４）铝和铁的氧化物

6２、粘土矿物分为哪几种类型？

答：分为：１）高岭石型２）蒙脱石型３）水云母型４）绿泥石型

6３、实际岩石中的孔隙按大小可分为哪几类？答：1）超毛管孔隙2）毛细管孔隙3）微毛细管孔隙6４、裂缝性储集岩石由哪种孔隙系统组成？答：1）岩石颗粒之间的孔隙空间构成的粒间系统2）裂缝和孔洞的空隙空间形成的系统

6５、影响岩石渗透率的因素有哪些？答：1）粒度组成2）胶结物含量3）胶结物成分

6６、粘土矿物的产状分为哪几种类型？答：1）分散型2）薄膜型3）搭桥型

6７、简述束缚水产生的原因。

答：束缚水的存在与油藏形成有关：在水相中沉积的砂岩层，当油气从生油层运移到该砂岩层中，由于油气水的润湿性不同和毛管力影响，而使运移的油气不可能把空隙中的水完全驱出而残存下来，形成束缚水，也称残余水。

6８、储层岩石的力学性质包括哪些？答：1）岩石的抗压强度2）岩石的抗拉强度3）岩石的抗剪强度

6９、简述天然气的分类及主要成分。答：1）气藏气：主要成分是甲烷2）油藏气：也称伴生气，它包括溶解气和气顶气，它的特点是乙烷和乙烷以上的烃类含量较高3）凝析气藏气：除了含有大量的甲烷外，戊烷和戊烷以上的烃类含量也较高

7０、天然气的组成有哪几种表示方法？答：1）重量组成2）体积组成3）摩尔组成

7１、按照比重可将油气藏分为哪几种？答：1）气藏2）凝析气藏3）临界油气藏4）油藏5）重油油藏6）天然沥青矿

7２、简述对应状态原理。

答：对于对比压力P r、对比温度T r相同的两种气体，它们的V r也近似相同，则称这两种气体处于对应状态。当两种气体处于对应状态时，气体的许多内涵性质如压缩因子Z，粘度也近似相同。

7３、简述油气分离方式的分类。