[物理学]油层物理名词解释

[物理学]油层物理名词解释 一、名词解释 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(υ):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(υa):岩石的总孔隙体积与岩石外表体积之比。 岩石的有效孔隙度(υe):岩石中有效孔隙体积与岩石外表体积之比。 8. 9.岩石的流动孔隙度(υf):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(Cf):Cf=ΔVp/Vf*1/ΔP,Cf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=Cf+ΦCl;C=Cf+Φ(CoSo+CwSw) 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=Le/L,式中:Le—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:So=Vo/Vp 17.岩石的束缚水饱和度(Swi):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(Ni):Yi=Ni/ Σ式中:Ni—组分的摩尔数，n—气体组分数 19.天然气的分子量(M):M=Σn(YiMi)式中:Mi——组份i的分子量，n——组成数，Yi——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(Bg):Bg=Vg(油气藏条件)/Vo(标准状况下) 23.天然气的压缩系数(Cg):Cg=-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(Rs):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=(Rs2-Rs1)/(P2-P1) 29.地层油的体积系数(B0):B0=VF/Vs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(Bt):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(Co):Co=-1/VF(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20oC下的原油密度与4oC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性。 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Pcs=2σ/R=2σcosθ/r 42.阀压(Pr):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Pc曲线上饱和度为50%时对应的Pc值。 44.最小湿相饱和度(Sw)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。 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。 48. 49.产水率(fw):fw=Qw/(Qw+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。 5,、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。 5,、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。 5,、分选系数:代表碎屑物质在沉积过程中的分选的好坏。 ,、孔吼比:孔隙与喉道直径的比值。 5 5,、孔隙配位数:每个孔道所连通喉道数。 5,、孔隙迂曲度:用以描述孔隙弯曲程度的一个参数。 5,、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。 5,、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。 6,、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。 6,、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。 6,、地层有的密度:单位体积地层油的质量。 6,、原油的凝固点:是指原油由能流动到不能流动的转折点。 6,、界面:截面是非混溶两相流体之间的接触面。 6,、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Va与岩石外表体积Vb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CT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。 11p,,(，)cRR1281、拉普拉斯方程: 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。 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。 油层综合弹性系数的物理意义: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。 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=2σwocos/r-σwo/r 动毛管效应产生的第二种附加阻力:P?=2σwo(1/R``-1/R`) =2σwo(1/R`1-1/R`2) 贾敏管效应产生的第三种附加阻力:P? 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。 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P?=2σ/R-σ/r,P?=2σ(1/R”-1/R’)和P?=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#。 2,、已知一假想岩石，设其单位面积中有,根半径为,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。 ,rp4,q,8,L推导:根据泊稷叶定律得单根毛管流量为:则面积为A的假象岩石总流量为: 4,nArpKAp,,QAnqQ,,,8,L,L根据达西定律，流量为: 4,KApnArp,,2,2,nArL,,,n,r,L8,LAL上述二式右端相等，即:又假象岩石的孔隙度为带入上式整理得: 2,r,K8 2,、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。 nRT0V,0p0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 ZnRTV,pV,ZnRTp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， VZTp273t，BZp,,,g0VTp273p00其中T=273+t，根据气体体积系数的定义: 2,、已知，有一块岩样长,?，面积为,cm2，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,,,的盐水和,,,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,mPa?s和,mPa?s，根据达西定律求油水的相渗透率和相对渗透率。 QL,K,A,p解:根据达西定律 得: ,,QLQL0.02，3，30.3，1，322oowwK,,0.1，,0.045(,m)K,,0.1，,0.225(,m)owA,p2，0.2A,p2，0.2根据相对渗透 KK0.2250.045owK,,,0.12K,,,0.60rorwK0.375K0.375率的概念: 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。 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。 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,,,,时，其相对渗透率可以达到,,,,;而湿相饱和度则必须达到,,,,，其相对渗透率才可能达到,,,,。3)两相同时流动时，两相相对渗透率之和小于,，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。 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 J(S)W平均毛管压力函数;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。 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。 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。 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。 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。 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=υr2/8 写出等径毛管模型渗透率(K)、孔隙度(υ)和比面(S)的关系式。答:K=υ3/(2S2) 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 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 6,、粘土矿物分为哪几种类型,答:分为,)高岭石型,)蒙脱石型,)水云母型,)绿泥石型 6,、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 7,、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 按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 7,、简述对应状态原理。 答:对于对比压力Pr、对比温度Tr相同的两种气体，它们的Vr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。 8,、简述自由界面能的主要特性。 答: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 8,、非均匀润湿主要有哪几种形式, 答:1)斑状润湿2)混合润湿 8,、简述岩石润湿性如何影响油水的分布, 答:一般来收，岩石孔道亲水部分，其表面被水覆盖;而岩石孔道的亲油部分被油覆盖。在孔道中各种界面张力作用下，湿相流体总是力图附着于砂岩颗粒表面并尽可能占居孔隙中较小的角隅，而把非湿相流体推向更宽阔的孔隙中间部位。 8,、什么是驱替过程和吸吮过程, 答:一般将非湿相流体驱替湿相流体的过程称为驱替过程;把湿相流体驱替非湿相流体的过程称为吸吮过程 8,、简述岩石润湿性对水驱油效率的影响。 答:岩石的润湿性对无水采油期水驱油效率影响较大，而对最终水驱油效率影响较小。在水驱油过程中，亲水岩石由于注入水自动吸入，可以减少粘滞引起的不同孔隙中流体流动速度的差异，克服粘性指进，并且使油水分布有利于水驱油，因而无水采收率高。亲油岩石水驱油时，非活塞性强，注水沿大孔道突进，残余油滞留在不吸水的孔道以及吸水孔道的边角上，油水分布不利于水驱油，因而无水采收率低。 8,、什么是毛管压力, 答:它是毛管中弯液面两侧非湿相与湿相的压差，是为了平衡弯液面两侧压差而产生的附加压力，因而其方向是朝向弯液面的凹向，大小等于毛管中水的自重产生的力。 90、简述什么是毛管滞后现象, 答:驱替过程中得到的毛管压力曲线(即驱替曲线)与吸吮过程测得的毛管压力曲线(即吸吮曲线)不重合，即驱替曲线总是位于吸吮曲线的上方。这种现象称为毛管滞后现象。 ,、简述毛管压力曲线的应用。 9 答:1)定量确定岩石的孔道半径2)定性评价岩性3)确定油藏过渡带流体饱和度的分布4)研究水驱油效率5)判断岩石润湿性 9,、简述造成水驱油非活塞性的原因。 答:由于地层岩石的孔隙结构非常复杂，因而油水在这种多孔介质中流动时，每个孔道中遇到的阻力不同。所以在各个孔道中的渗流速度不同，油水界面在各个孔道参差不齐，使得在纯水流动区和纯油流动区之间产生了一个油水同时流动的混合区，这就是造成水驱油非活塞性的原因。 9,、影响相对渗透率曲线的因素有哪些, 答:1)岩石润湿性的影响2)油水饱和顺序的影响3)岩石性质和孔隙结构的影响4)温度的影响5)流体粘度的影响6)其他因素影响 9,、简述天然油藏中可能具有的能量有哪些, 答:1)含油区岩石和液体的弹性能2)含水区的弹性能和露头水柱压能3)含油区溶解气的弹性能4)气顶区的弹性膨胀能5)油流本身的位能 108、简述润湿滞后的概念及分类。 所谓润湿滞后，即三相润湿周界沿固体表面移动迟缓而产生润湿接触角改变的现象。分为:静滞后和动滞后两类。 109、导致接触角之后的因素有哪些, 1)表面粗糙度;2)表面非均质性;3)表面宏观分子垢的不可流动。 110、岩石润湿性对水驱油的影响有哪些, 1)润湿性影响油水在孔道中的微观分布;2)润湿性决定孔道中毛管力的大小和方向;3)润湿性影响地层中微粒的运移;4)润湿性影响采收率的大小。