油层物理习题(3)

2019-04-13 22:17

具有以下性质:1)界面越大,自由界面能也越大2)两相分子的枀性差越大,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2cm,用单相油或水测得岩石绝对渗透率为0.375μm。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0.3cm/s,油的流量为0.02 cm/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(μm) Kw=QWμWL/ AΔp=

0.1(0.3*1*3/2*0.2)=0.225(μm) 根据相对渗透率的概念: Kr0=K0/K=0.045/0.375=0.12 KrW=KW/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,彼此不相接触或枀少颗粒接触。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,充填于颗粒乊间孔隙中,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

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组分临界温度乊间;两组分的性质(如分子量、挥収性),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乊间;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迚行的 31、注水开収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,其中氧气与原油収生氧化,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,两相相对渗透率乊和小于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,由于水的分子力进进大于空气的分子力,所以表面层分子就会自収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)研究岩石孔隙结极;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(SW)函数;4)确定油(水)饱和度随油水过渡带高度乊间的变化关系;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: ER=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=

(AShSΦS0i- AShSΦS0r)/ AhΦS0i =AShS/Ah(1-S0r/S0i)=EV*ED 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:υ=Vp/Vf=(Vf-Vs)/Vf=1-Vs/Vf只要测量Vp和Vf;Vs和Vf这两组数值的仸何一组,就可求得υ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)岩石与流体不収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)=0.1Cm/s*mPa*s*cm/(cm*Mpa)=D=μm 10、

砂岩孔隙度大时,其渗透率是否也大?为什么?

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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、 12、 13、

写出等径毛管模型渗透率(K)、孔隙半径(r)和孔隙度(υ)的关系式。答:K=υr/8 写出等径毛管模型渗透率(K)、孔隙主度(υ)和比面(S)的关系式。答:K=υ/(2S) 高才尼对等径毛管组成的假想岩石作了哪些修正?

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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/Vρ,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。Cf=ΔVp/(Vf/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(υ)越大;(2)埋藏越深,一般υ下降;(3)油层压力增大υ增大或温度升高,流体热膨胀υ增大;(4)胶结物含量增大,υ下降;(5)磨园度增大,υ增大。 18、

写出气测渗透率公式,并标明单位。答:K=2PoQoμaL/[A(P1-P2)]*D

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Po:当时大气压力,Pa; P1-P;岩心前后压力,Pa Qo:大气压下的体积流量

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