油層物理 復(fù)習(xí)

第一章儲層巖石的物理性質(zhì)粒度組成：構(gòu)成砂巖的各種大小不同的顆粒重量占巖石總重量的百分比。粒度組成測定方法：1.篩析法--膠結(jié)較差的砂巖（水力）沉降法--粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖粒度組成表示方法：1.列表法 2.作圖法：粒度組成分布曲線、粒度組成累積分布曲線。粒度組成參數(shù)：不均勻系數(shù)、分選系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度、峰態(tài)、粒度中值等。巖石的比面：單位外表體積巖石內(nèi)孔隙內(nèi)總表面積（或巖石骨架的總表面積）。還有以顆粒骨架體積Vs和孔隙體積Vp為基準(zhǔn)的比面。半徑為R的球體組成的多孔介質(zhì)的比面S=3.14/2R。巖石的顆粒越細(xì)，比面越大，骨架分散程度越高，滲透率越小。比面測定方法：1.透過法2.吸附法比面估算方法：1.用孔隙度和滲透率估算2.由巖石的粒度組成資料估算（推導(dǎo)）空隙（按幾何尺寸或形狀分）：孔隙（砂巖）、空洞（碳酸鹽巖）、裂縫?？紫叮簬r石顆粒包圍的較大空間。（儲集能力）喉道：僅僅在兩個顆粒間連通的狹窄部分。（滲透能力）儲集巖的孔隙結(jié)構(gòu)：巖石所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其相互連通關(guān)系。砂巖基本孔隙類型：粒間孔、溶蝕孔、微孔隙、裂隙。巖石孔隙大小分類:1.超毛細(xì)管孔隙（孔隙直徑大于0.5mm或裂縫寬度大于0.25mm）2.毛細(xì)管孔隙（0.5?0.0002mm）3.微毛細(xì)管孔隙（小于0.0002mm）巖石簡化模型：1.理想土壤模型2.毛管束模型3.網(wǎng)絡(luò)模型孔喉比：孔隙直徑與喉道直徑的比值?？紫杜湮粩?shù)：孔道所連通的喉道數(shù)?？紫队厍龋毫黧w質(zhì)點(diǎn)實(shí)際流經(jīng)的路程長度與巖石外觀長度之比。巖石孔隙結(jié)構(gòu)類型：1.單重孔隙介質(zhì)：粒間孔隙、純裂縫2.雙重孔隙介質(zhì)：裂縫-孔隙、溶洞-孔隙3.三重孔隙介質(zhì)：孔隙-微裂縫-大洞穴、孔隙-微裂縫-大裂縫?？紫抖龋簬r石孔隙體積與巖石總體積的比值。絕對孔隙度：巖石總孔隙體積與巖石總體積的比值。有效孔隙度：參與滲流的連通孔隙體積與巖石總體積的比值。（含烴孔隙度）流動孔隙度：流體能在其內(nèi)流動的孔隙體積與巖石總體積的比值。（數(shù)值不確定）影響巖石孔隙度的因素：1.巖石的礦物組成2.膠結(jié)物（成分、數(shù)量和膠結(jié)類型）巖石顆粒的排列方式4.顆粒的分選性及圓球度5.埋藏深度巖石壓縮系數(shù):油層壓力每降低單位壓力時，單位體積巖石中孔隙體積的縮小值。流體壓縮系數(shù):地層壓力每降低單位壓力時，單位體積孔隙中流體體積的膨脹值。綜合壓縮系數(shù)：地層壓力每降低單位壓力時，單位體積巖石中孔隙及流體總的體積變化。流體飽和度：儲層巖石孔隙中同時存在多種流體時，某種流體的體積占孔隙體積的百分比。原始含油（氣或水）飽和度：在原始地層壓力和溫度條件下，孔隙中油（氣或水）的體積占孔隙體積的百分比。束縛水飽和度：在油田開發(fā)通常所具有的壓差下不能自由流動的水的體積占孔隙體積的百分比。殘余油飽和度:孔隙中尚未驅(qū)盡的原油體積占孔隙體積的百分比（剩余油飽和度）滲流：流體在多孔介質(zhì)中的流動。絕對滲透率：巖石被單相流體飽和時，巖石允許此流體在其孔隙中的流動能力。有效滲透率：巖石被兩種或多種流體飽和時，巖石允許每種流體在其孔隙中的流動能力。（相滲透率）相對滲透率：有效滲透率與絕對滲透率的比值。氣體的滑脫效應(yīng)：氣測滲透率時，由于氣-固間的分子作用力遠(yuǎn)比液-固間的分子作用力小，在管壁處的氣體分子仍有部分處于運(yùn)動狀態(tài)；另一方面，相鄰層的氣體分子由于動量交換，連同管壁處的氣體分子一起沿著管壁方向作定向流動，管壁處流速不為零，形成了所謂的“氣體滑脫效應(yīng)"，又稱“氣體滑動效應(yīng)”，也稱“克氏效應(yīng)”。解釋的現(xiàn)象：（1） 同一巖石的氣測滲透率值大于液測的滲透率。（2） 平均壓力越小，所測滲透率值Kg越大。（3） 不同氣體所測滲透率值不同。（M小，d小，滑脫因子b大，滑脫效應(yīng)嚴(yán)重）（4） 巖石不同，氣測Kg與液測K差值大小不同。（巖石越致密，孔道半徑r越小，b越大，滑脫效應(yīng)越嚴(yán)重）影響巖石滲透率的因素：1.沉積與構(gòu)造作用2.巖石的孔隙結(jié)構(gòu)3.成巖作用其他作用（溫度壓力等）。毛管束滲流模型:把實(shí)際巖石中不規(guī)則的孔隙空間簡化為由等直徑的平行毛管束所組成的理想滲流模型。等效滲流阻力原理：兩種巖石在其他條件相同時，若滲流阻力相等，則流量相等。滲透率與毛管半徑、孔隙度的關(guān)系：滲透率與比面、孔隙度的關(guān)系：（高才尼-卡爾曼方程）儲層物性參數(shù)平均值計(jì)算方法：1.算術(shù)平均2.加權(quán)平均3.按物理過程的要求進(jìn)行滲透率平均：并聯(lián)--壓差相等串聯(lián)--流量相等膠結(jié)物：除碎屑顆粒外的化學(xué)沉淀物質(zhì)。膠結(jié)類型：膠結(jié)物在巖石中的分布狀況以及與碎屑顆粒的接觸關(guān)系?？砂茨z結(jié)物的含量分為：接觸式、孔隙式、基底式。粘土礦物：高度分散的、含水的品質(zhì)層狀硅酸鹽和非品質(zhì)硅酸鹽礦物的總稱。晶體是其基本組成單元，品層是其基本結(jié)構(gòu)單元。晶層：由硅氧四面體品片（T）和鋁氧八面體品片（0）按一定模式疊合成為一層。T0型：高嶺石；TOT型：蒙脫石、伊利石；TOT-0型：綠泥石。粘土遇水膨脹原因：1.特殊的晶格結(jié)構(gòu)2.品層表面的帶電性質(zhì)兩個階段：表面水化和滲透水化（主要因素）石膏高溫脫水：1.常規(guī)和特殊巖心分析中，洗油、烘干時需考慮2.測定巖心含水飽和度時，儲層巖石中硫酸鹽巖含量超過5%時需考慮。采取措施：1.利用離心機(jī)將巖心中的油、水甩出2.用氯仿和甲醇按質(zhì)量比13:87配制混合液溶劑，其沸點(diǎn)低于石膏的脫水溫度。酸敏礦物：與酸反應(yīng)后生成沉淀導(dǎo)致孔道堵塞進(jìn)而引起滲透率下降的礦物。為防止地層中的二價(jià)和三價(jià)鐵的沉淀，可在酸化液中加入鐵的整合劑和凈氧劑，減少氫氧化鐵生成。速敏性：因流體流速變化引起地層微粒運(yùn)移，堵塞吼道（或形成“橋堵”）而造成地層滲透率降低的現(xiàn)象。臨界流速：當(dāng)注入或產(chǎn)出流體的流速逐漸增大到某一數(shù)值而引起滲透率下降的流速。水敏性：儲層巖石與不配伍的外來流體接觸后，引起粘土膨脹、分散、運(yùn)移而導(dǎo)致滲透率下降的現(xiàn)象。鹽敏性：對水敏性的地層，當(dāng)含鹽度下降時導(dǎo)致粘土礦物品層擴(kuò)張膨脹而使地層滲透率下降的現(xiàn)象。臨界鹽度：鹽敏評價(jià)試驗(yàn)曲線上滲透率發(fā)生突變處所對應(yīng)的流體礦化度。酸敏性：酸化液進(jìn)入地層后與地層中的酸敏礦物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生凝膠、沉淀或釋放出微粒，使地層滲透率下降的現(xiàn)象。第二章油氣藏流體的物理性質(zhì)相圖：體系的相態(tài)或狀態(tài)方程的圖示法表示。泡點(diǎn)：一定溫度下，開始從液相中分離出第一批氣泡的壓力?；蛞欢▔毫ο拢_始從液相中分離出第一批氣泡的溫度。露點(diǎn)：溫度一定時，開始從氣相中凝結(jié)出第一批液滴的壓力。臨界點(diǎn)：氣、液兩相能夠共存的最高溫度點(diǎn)和最高壓力點(diǎn)。單組分相圖：1.一點(diǎn)：臨界點(diǎn)2.一線：飽和蒸汽壓線是單調(diào)曲線三區(qū)：氣相區(qū)、液相區(qū)、氣液兩相區(qū)相態(tài)特征：（1）.單調(diào)曲線一一由泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線共同構(gòu)成的軌跡線（2） .三（四）個區(qū)一一氣相區(qū)、液相區(qū)、氣液兩相區(qū)（超臨界區(qū)（3） .臨界點(diǎn)一一兩相共存的最高溫度、最高壓力點(diǎn)雙組分體系相圖：1.三點(diǎn)：臨界點(diǎn)C、最大壓力點(diǎn)Pm、最高溫度點(diǎn)Tm兩線：泡點(diǎn)線、露點(diǎn)線3.三區(qū)：氣相區(qū)、液相區(qū)、兩相共存區(qū)相態(tài)特征：（1）.開口環(huán)線左線為泡點(diǎn)線，右線為露點(diǎn)線（2） .三個區(qū)一一氣相區(qū)、液相區(qū)、兩相區(qū)（3） .臨界點(diǎn)一一泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線的交點(diǎn)總結(jié)：（1）任何雙組分混合物的兩相區(qū)必位于兩個純物質(zhì)飽和蒸汽壓線之間（2）混合物的臨界壓力都高于各組分的臨界壓力，混合物的臨界溫度則居于兩純組分的臨界溫度之間⑶隨著混合物中較重組分比例的增加，臨界點(diǎn)向右遷移（即向重組分飽和蒸汽壓線方向遷移）（4）兩相組分的分配比例越接近，兩相區(qū)的面積就越大；某一組分占優(yōu)時，相圖面積變得越窄（5）混合物中哪一組分的含量占優(yōu)勢，露點(diǎn)線和泡點(diǎn)線就靠近哪一組分的飽和蒸汽壓線（6）兩組分性質(zhì)差別越大，兩相區(qū)越大。多組分相圖與雙組分相圖類似，但存在等溫逆行區(qū)（反凝析區(qū)）和等壓逆行區(qū)。隨著重?zé)N含量的增加，相包絡(luò)線位置向右下方偏移。相圖應(yīng)用：1.判斷油氣藏類型2.選擇合理的開發(fā)條件3.預(yù)測地層油的飽和壓力提出提高采收率的方法凝析氣藏就是反凝析氣藏，分離過程中，先有反凝析過程，后有正常凝析過程。表示天然氣組成的方法：1.摩爾組成2.體積組成3.質(zhì)量組成視相對分子質(zhì)量：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積為22.4L的天然氣所具有的質(zhì)量。（溫度為20攝氏度，壓力為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相對密度：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，天然氣密度與干燥空氣密度之比。（相對分子量之比）壓縮因子Z：在給定溫度和壓力下，實(shí)際氣體體積與同溫同壓下理想氣體體積之比。對應(yīng)狀態(tài)原理：當(dāng)兩種氣體處于對應(yīng)狀態(tài)（對比壓力、對比溫度相同）時，氣體的許多內(nèi)涵性質(zhì)（與體積大小無關(guān)的性質(zhì)）如壓縮因子、粘度等近似相同。體積系數(shù)Bg：天然氣在地層條件下的體積與同等數(shù)量的氣體在地面標(biāo)況下的體積之比。天然氣壓縮系數(shù)Cg：等溫條件下，天然氣體積隨壓力的變化率。（另一種定義）Cg=1/p-1/Z*dZ/dp；Cg（理想）=1/p；Cg=1/Ppc（1/Ppr-1/Z*dZ/dPpr）流體的粘度：流體中任一點(diǎn)上單位面積上的剪力與速度梯度的比值。低壓下氣體粘度：1.幾乎與壓力無關(guān)2.隨溫度升高而增大3.雖相對分子量的增加而減少4.隨非烴類氣體含量增加而增加高壓下氣體粘度：1.隨壓力增加而增加2.隨溫度升高而減少3.雖相對分子量的增加而增加4.隨非烴類氣體含量增加而增加溶解度：壓力為p時，單位體積液體中溶解的氣量。Rs=ap （有單位）溶解系數(shù)a--反應(yīng)了液體溶解某種氣體的能力。石油密度越小，天然氣密度越大，油氣性質(zhì)越接近，就越易相互溶解。閃蒸脫氣（一次脫氣、接觸脫氣）和微分脫氣（多次脫氣）的比較：見表P157一般情況下，原油的含蠟量越高，凝固點(diǎn)越高。溶解氣油比：單位體積的地面原油，當(dāng)其處于地下條件時所溶解的天然氣（標(biāo)準(zhǔn)）體積?；蚰骋粔毫?、溫度下的地下原油，在地面標(biāo)況下脫氣后，得到1立方米原油所分出的氣量。（Vg、Vs均在地面測）地層原油體積系數(shù)Bo：原油在地下的體積（即地層油體積）與其在地面脫氣后的體積之比。Bo的影響因素：1.溶解氣油比Rs2.地層溫度3.油層壓力：Pb時最大兩相體積系數(shù)：當(dāng)油層壓力低于原油飽和壓力時，地層中原油和析出氣體的總體積與它在地面脫氣后原油體積之比。（此析出氣體體積應(yīng)是地層條件下的體積）Bt=Bo+（Rsi-Rs）*Bg 當(dāng)p=1atm時，（Bt）max=1+Rsi原油的壓縮系數(shù)：等溫條件下，地層油體積隨壓力的變化率。（另一種定義）Co=-1/Bo*（Bob-Bo）/（Pb-P）Co的影響因素：1.溶解氣油比（正）2.地層溫度（正）3.壓力（增一＞減小）地層原油的相對密度：標(biāo)況下原油密度與0.1MPa、4笆下的純水密度之比。當(dāng)P=Pb時，Rs最大等于Rsi，相對密度yo最小。地層原油的粘度：（見前面）粘度影響因素：1.原油組成2.溫度（負(fù)）3.壓力：Pb時最小。原油的各參數(shù)隨壓力的變化曲線：見P173礦化度：水中礦物鹽的濃度，用mg/L或ppm來表示。總礦化度：地層水中正負(fù)離子濃度的總和。硬度：地層水中鈣、鎂等二價(jià)陽離子的含量。地層水；油氣層底部、邊部、層間、層內(nèi)的各種邊水、底水、層間水以及束縛水的總稱。地層水蘇林分類：1.硫酸鈉型2.碳酸氫鈉型3.氯化鎂型4.氯化鈣型（P177）地層油-溶氣，地層水-溶鹽；地層水的體積、彈性系數(shù)、粘度的概念與前面近似。相態(tài)方程的應(yīng)用：1.計(jì)算平衡時的Xi、Yi（知Ng、Nl）2.計(jì)算泡點(diǎn)壓力和露點(diǎn)壓力3.多次分離氣液平衡計(jì)算4.計(jì)算P-T相圖（推導(dǎo)）第三章多相流體的滲流機(jī)理體積性質(zhì)：由相內(nèi)分子所引起的一些性質(zhì)。表面性質(zhì)：由兩相界面層分子所引起的一些性質(zhì)。只有當(dāng)存在兩相界面時，才有分子立場的不平衡，才有自由界面能的存在。界面面積越大，其自由界面能也越大。任何自由能都有趨于最小的趨勢。界面或表面并非純粹的幾何面，而是具有一定厚度的界面層。比表面自由能：體系單位表面積上的自由能。數(shù)值上等于表面張力。界面張力的影響因素：1.物質(zhì)組成2.相態(tài)3.溫度和壓力（負(fù)相關(guān)）吸附：當(dāng)不相混溶的兩相接觸時，兩體相中的某種或幾種組分的濃度與它們在界面相中濃度不同的現(xiàn)象。（使體系的自由能降低）潤濕：一種流體取代固體表面存在的另一種流體的過程。潤濕性：當(dāng)存在兩種非混相流體時，其中某一相流體沿固體表面延展或附著的傾向性。接觸角（潤濕角）：過三相交點(diǎn)作液滴表面的切線，與液固界面的夾角。楊氏方程：潤濕反轉(zhuǎn)：固體表面親水性和親油性的相互轉(zhuǎn)化。部分潤濕（斑狀潤濕）：油濕或水濕表面無特定位置?；旌蠞櫇瘢翰煌笮〉目椎罎櫇裥圆煌】紫侗３炙疂癫缓?，大孔隙砂粒表面由于和原油接觸變?yōu)橛蜐瘛r石潤濕性的影響因素：1.巖石礦物組成2.油藏流體組成3.表面活性物質(zhì)4.礦物表面粗糙度潤濕滯后：三相潤濕周界沿固體表面移動遲緩而產(chǎn)生接觸角改變的現(xiàn)象。靜潤濕滯后：隨潤濕先后次序不同而產(chǎn)生接觸角改變的現(xiàn)象。動潤濕滯后：在水驅(qū)油或油驅(qū)水過程中，三相潤濕周界沿固體表面移動遲緩而產(chǎn)生接觸角改變的現(xiàn)象。潤濕性對水驅(qū)油的影響：潤濕性決定油水在孔道中的微觀分布以及殘余油在孔隙中的存在方式潤濕性決定孔道中毛管力的方向（和大?。┑貙游⒘１旧淼臐櫇裥杂绊懳⒘５倪\(yùn)移方式。拉普拉斯方程：毛管中彎曲界面為球面：毛管中彎曲界面為柱面：毛管斷面漸變：毛管壓力：兩相界面上的壓力差，即非潤濕相壓力減去潤濕相壓力。油水兩相中的毛細(xì)管壓力的推導(dǎo)毛管壓力曲線的測定：1.半滲透隔板法2.壓汞法3.離心法換算：利用毛管半徑r相等毛管壓力曲線的定性特征：兩頭陡、中間緩。將其分為三段--初始段、中間平緩段和末端上翹段。毛管力曲線中間平緩段越長，說明巖石喉道的分布越集中，分選越好。平緩段位置越靠下，說明巖石喉道半徑越大。排驅(qū)壓力：非潤濕相開始進(jìn)入巖樣最大喉道的壓力(即巖樣最大吼道半徑的毛管壓力)。滲透性好，排驅(qū)壓力PT較低。飽和度中值壓力：毛管壓力曲線上飽和度為50%時對應(yīng)的毛管壓力值。Pc50對應(yīng)的喉道半徑為中值半徑。Pc50越小，r50越大，孔滲條件越好。最小濕相飽和度：當(dāng)驅(qū)替壓力達(dá)到最高時，未被非潤濕相侵入的孔隙體積百分?jǐn)?shù)。Smin：巖石親水--束縛水飽和度；親油--殘余油飽和度。Smin越小，物性越好。毛管壓力曲線的應(yīng)用：1.定量確定巖石孔道半徑2.定性評價(jià)巖3.確定油水過渡帶高度與油(水)飽和度之間的關(guān)系4.研究驅(qū)油效率(P283)5.判斷巖石潤濕性毛管孔道中的各種阻力效應(yīng)：油柱或氣泡處于靜止?fàn)顟B(tài)：Pi壓差下油柱欲流動時：Pii珠泡到孔道窄口時：Piii液阻效應(yīng)：液滴通過孔道狹窄處時，由于變形而產(chǎn)生附加阻力的現(xiàn)象。氣阻效應(yīng)(賈敏效應(yīng))：氣泡通過窄口時，由于變形而產(chǎn)生附加阻力的現(xiàn)象。固阻效應(yīng)：固相微粒運(yùn)移至窄口時，堵塞喉道的效應(yīng)。以上三種效應(yīng)俗稱為：氣鎖、水鎖、土鎖。(絕對滲透率、相滲透率、相對滲透率的概念見前面。)絕對滲透率是巖石本身的一種屬性，與流體性質(zhì)無關(guān)。同一巖石的相對滲透率之和小于1。流度：流體的相滲透率與其粘度的比值。流度比：驅(qū)替相與被驅(qū)替相流度之比。(依達(dá)西定律，即為流量之比)相對滲透率曲線特征：三點(diǎn)、兩線、三區(qū)濕相最低飽和度大于非濕相最低飽和度非濕相飽和度未達(dá)100%時，其相對滲透率幾乎可以達(dá)到100%；而濕相飽和度必須達(dá)到100%時，其相對滲透率才可能