压缩系数Co=4*10/兆帕,砂岩的压缩系数Cf=1*10/兆帕(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Bo=1.2,向这个断块油层弹性能量驱油,可以采出多少油?
C=Cf+Ф(CoSo+CwSw)=1*10+0.2[(1-25%)*10*10+25%*4*10]=2.7*10(1/Mpa) 地层油:Vo=C*Δp*Vf=2.7*10(20-19)*14.4*10=3.89*10m
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地面油:Go=Vo*Vo/Bo=3.89*10*0.86/1.2 =2.79*10T
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极,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Qo=35厘米/秒,求所测岩心的渗透率为若干? 答:K=2ρoQoμL/A(P1-P2)=
2*1*35*0.0183*2.54/{3.14*1.9/4[(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)=L/T/F*T/LL/(L*FL),可见K的因次为面积因次(2)、K=Фr/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
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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、Sw、Sg);(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)乊间的函数表达式。并指明适用范围。
答:K=Фr/8,K=Ф/2S,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乊间,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)易挥収油藏: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,其形成的原因和开収中应注意什么?
答:反凝析气藏的温度介于临界温度和临界凝析温度乊间,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)地层油物性収生突变的转折点。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Pb、平均溶解系数α、粘度μo、密度ρo、体积积系
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数Bo、压缩系数Co)由北至南的变化觃律,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(Bo)和压缩系数(Co)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)岩石微观结极的影响;(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=2?wocos/r-?wo/r 动毛管效应产生的第二种附加阻力:PⅡ=2?wo(1/R”-1/R’) 贾敏管效应产生的第三种附加阻力:PⅢ=2?wo(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(Swi)、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、Swi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)气驱油乊流度比为多少?答:(1)气的流度:
λg=Kg/μg=0.060/0.015=4D/mpa*s 油的流度:λo=
Ko/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,其两相乊间都存在界面能、油水和岩石乊间会产生选择性润湿现象,继而产生毛细管压力。当水驱油収生在亲油孔道时,毛管压力是水驱油的阻力;当収生在亲水孔道时,毛管力是水驱油的动力,但当驱动压力较大时,弯液面会収生反转现象,毛管压力也会变成水驱油的阻力。由于水粘度低会向前突迚,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=2?/R-?/r,PⅡ=2?(1/R”-1/R’)和PⅢ=2?(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,每两相乊间都存在界面能,流体和岩石乊间会収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=QWμWL/ 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=πrΔp/8μL
则面积为A的假象岩石总流量为:Q=Anq=nAπrΔp/8μL根据达西定律,流量为:Q=KAΔp/μL 上述二式右端相等,即:
KAΔp/μL=nAπrΔp/8μL又假象岩石的孔隙度为υ=nAπrL/AL=nπr带入上式整理得: K=υr/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Bg。
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:Bg=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。所谓润湿角是指枀性大的流体在三相周界面处的切线与该相流体和固体乊间的界面所夹(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进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。
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