油層物理學(xué)(復(fù)習(xí))

1、油油 層層 物物 理理 學(xué)學(xué)油層巖石流體骨架孔隙空間（孔隙、喉道、孔隙類型、孔隙結(jié)構(gòu)）（定義、分類，測定）K（定義、單位、達(dá)西定律、滑脫效應(yīng)、測定）、K關(guān)系影響因素其他性質(zhì)分布（Si）狀態(tài)（相圖）流體類別氣油水Z，Bg，Cg，g，g，gRs，Ps，Co，Bo，Eo，Bt等了解油油 層層 物物 理理 學(xué)學(xué)飽和多相流體時巖石的物理性質(zhì)1、表面張力、表面能：形成條件、相關(guān)概念、影響因素，測定方法2、潤濕性：A，潤濕滯后，斑狀潤濕，測定方法3、毛管壓力：概念，計算公式，測定方法，毛管壓力曲線的繪制與分析，H50的應(yīng)用，孔吼分布特征參數(shù)的求取4、相對滲透率：定義、表示方法，與絕對滲透率的區(qū)別，曲線繪制與

2、分析，流度比，產(chǎn)水率，影響因素，測定方法，應(yīng)用第一章 儲油氣巖石的物理性質(zhì) 了解儲層巖石的孔隙空間與孔隙結(jié)構(gòu)的概念，掌握孔隙結(jié)構(gòu)的研究手段；深入理解儲層孔隙結(jié)構(gòu)的特征，以及表征孔隙結(jié)構(gòu)的參數(shù)性質(zhì)。 明確表征油藏儲層巖石物理性質(zhì)的參數(shù)特征，熟練掌握孔隙度、滲透率、流體飽和度，以及比表面的概念及其研究方法。 了解影響儲集巖物理性質(zhì)的地質(zhì)因素；掌握、熟悉儲集巖孔隙度、滲透率、飽和度的測定方法及原理,掌握達(dá)西方程的應(yīng)用條件及范圍。主要教學(xué)內(nèi)容及要求主要教學(xué)內(nèi)容及要求 第一節(jié)第一節(jié) 儲集巖的孔隙空間和孔隙類型儲集巖的孔隙空間和孔隙類型 一、一、 儲集巖的孔隙空間和孔隙結(jié)構(gòu)儲集巖的孔隙空間和孔隙結(jié)構(gòu) 孔隙

3、空間孔隙空間： 巖石中未被礦物顆粒、膠結(jié)物或其它固體物質(zhì)填集的空間。 孔隙空間是由孔隙和喉道孔隙空間是由孔隙和喉道構(gòu)成構(gòu)成?？紫叮嚎紫叮簬r石顆粒包圍著的較大空間。喉道：兩個顆粒間連通的狹窄部分。 孔隙結(jié)構(gòu)：儲集巖所具有的孔隙和喉道的幾孔隙結(jié)構(gòu)：儲集巖所具有的孔隙和喉道的幾何形狀、大小分布及相互連通關(guān)系。何形狀、大小分布及相互連通關(guān)系。 碳酸鹽儲集巖由于溶洞、裂縫及次生孔隙發(fā)育，其孔隙結(jié)構(gòu)：儲集巖所具有的孔、洞、縫的大孔隙結(jié)構(gòu)：儲集巖所具有的孔、洞、縫的大小、形狀和相互連通關(guān)系。小、形狀和相互連通關(guān)系。第一節(jié)第一節(jié) 儲集巖的孔隙空間和孔隙類型儲集巖的孔隙空間和孔隙類型 一、一、 儲集巖的孔隙空間

4、和孔隙結(jié)構(gòu)儲集巖的孔隙空間和孔隙結(jié)構(gòu) 砂巖儲集巖的孔隙類型砂巖儲集巖的孔隙類型 粒間孔、溶蝕孔、微孔隙和裂隙。粒間孔、溶蝕孔、微孔隙和裂隙。 粒間孔：粒間孔：砂巖中主要和普遍的孔隙類型。以此為主的巖石，砂巖中主要和普遍的孔隙類型。以此為主的巖石，通?？缀泶蟆B透性好。經(jīng)歷成巖作用會有變化。通常孔喉大、滲透性好。經(jīng)歷成巖作用會有變化。溶蝕孔：溶蝕孔：巖石中易溶物質(zhì)（如碳酸鹽、長石、硫酸鹽等礦物）巖石中易溶物質(zhì)（如碳酸鹽、長石、硫酸鹽等礦物）的溶解形成，其類型與溶蝕組分密切相關(guān)。具溶蝕孔隙的砂的溶解形成，其類型與溶蝕組分密切相關(guān)。具溶蝕孔隙的砂巖儲集性變化大，主要取決于溶蝕孔隙和喉道的大小、分布巖

5、儲集性變化大，主要取決于溶蝕孔隙和喉道的大小、分布以及連通性；孤立的溶孔不會改善滲透能力。以及連通性；孤立的溶孔不會改善滲透能力。微孔隙：微孔隙：粘土礦物間、雜基內(nèi)有大量的微孔隙。其特征常常粘土礦物間、雜基內(nèi)有大量的微孔隙。其特征常常是高比面、小孔徑；低滲透性和高含水飽和度。是高比面、小孔徑；低滲透性和高含水飽和度。裂隙：裂隙：對儲集空間的貢獻(xiàn)一般不大，但它將提高任何一種儲對儲集空間的貢獻(xiàn)一般不大，但它將提高任何一種儲集巖的滲濾能力。集巖的滲濾能力。儲集巖孔隙空間和孔隙結(jié)構(gòu)的研究方法儲集巖孔隙空間和孔隙結(jié)構(gòu)的研究方法 （1 1）水銀注入法（毛管壓力曲線）水銀注入法（毛管壓力曲線）l根據(jù)水銀克服

6、巖石孔隙喉道的毛細(xì)管阻力來測定巖石的孔喉根據(jù)水銀克服巖石孔隙喉道的毛細(xì)管阻力來測定巖石的孔喉大小分布的方法。具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。所測得的毛管壓大小分布的方法。具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。所測得的毛管壓力力水銀飽和度關(guān)系曲線可以定量反映儲集巖的孔隙喉道的水銀飽和度關(guān)系曲線可以定量反映儲集巖的孔隙喉道的大小分布。大小分布。 （2 2）鑄體薄片法）鑄體薄片法l將染色樹脂注入到被洗凈和抽空的巖心孔隙內(nèi)，待樹脂凝固將染色樹脂注入到被洗凈和抽空的巖心孔隙內(nèi)，待樹脂凝固后，再將巖心切片放在顯微鏡下觀察。其中帶色的樹脂部分后，再將巖心切片放在顯微鏡下觀察。其中帶色的樹脂部分代表巖石二維空間的孔隙結(jié)構(gòu)狀態(tài)，可以很方

7、便地直接觀察代表巖石二維空間的孔隙結(jié)構(gòu)狀態(tài)，可以很方便地直接觀察到巖石薄片中的面孔率、孔隙、喉道及孔喉配位數(shù)等。到巖石薄片中的面孔率、孔隙、喉道及孔喉配位數(shù)等。 （3 3）掃描電鏡法）掃描電鏡法l掃描電鏡能夠清楚地觀察到儲層巖石的主要孔隙類型：粒掃描電鏡能夠清楚地觀察到儲層巖石的主要孔隙類型：粒間孔、微孔隙、喉道類型和測定出孔喉半徑等參數(shù)。間孔、微孔隙、喉道類型和測定出孔喉半徑等參數(shù)。 （4 4）復(fù)制孔隙）復(fù)制孔隙- -喉道喉道l將伍德合金（或者樹脂）注入巖石孔隙空間中后，將巖石將伍德合金（或者樹脂）注入巖石孔隙空間中后，將巖石基質(zhì)全部溶蝕，所留下的孔隙基質(zhì)全部溶蝕，所留下的孔隙- -喉道骨架

8、再用一種透明塑喉道骨架再用一種透明塑料將其包裹。這種透明塑料即代表巖石部分。然后再進(jìn)行料將其包裹。這種透明塑料即代表巖石部分。然后再進(jìn)行立體觀察孔隙空間結(jié)構(gòu)的直觀模型。立體觀察孔隙空間結(jié)構(gòu)的直觀模型。儲集巖孔隙空間和孔隙結(jié)構(gòu)的研究方法儲集巖孔隙空間和孔隙結(jié)構(gòu)的研究方法 p按孔隙空間形態(tài)及其儲滲特征劃分的孔隙度概念：按孔隙空間形態(tài)及其儲滲特征劃分的孔隙度概念：絕對孔隙度絕對孔隙度：指巖石中所有未被碎屑物質(zhì)或填隙物充指巖石中所有未被碎屑物質(zhì)或填隙物充填的空間與巖石總體積之比。填的空間與巖石總體積之比。連通孔隙度：連通孔隙度：指巖石中相互連通的孔隙體積與巖石總指巖石中相互連通的孔隙體積與巖石總體積之

9、比。體積之比。流動孔隙度：流動孔隙度：指巖石中能夠在一般生產(chǎn)壓差下流動的指巖石中能夠在一般生產(chǎn)壓差下流動的那一部份液體體積與巖石總體積之比?？呻S壓差或流那一部份液體體積與巖石總體積之比?？呻S壓差或流體性質(zhì)不同而改變。體性質(zhì)不同而改變。有效有效( (含烴含烴) )孔隙度孔隙度：指巖石孔隙中烴類體積與巖石總指巖石孔隙中烴類體積與巖石總體積之比。它僅是連通孔隙度中含烴類的那一部分。體積之比。它僅是連通孔隙度中含烴類的那一部分。第二節(jié)第二節(jié) 儲集巖的孔隙度儲集巖的孔隙度 在確定孔隙度時，只要求得巖石總體積、固體部份(顆粒及膠結(jié)物)的體積以及孔隙體積這三個參數(shù)中的兩個，就能根據(jù)公式計算出孔隙度值。 1.

10、 樣品總體積的測定樣品總體積的測定1）封蠟法 2）水銀體積泵法 3）測量巖樣尺寸孔隙度的測定方法孔隙度的測定方法 2. 樣品固體體積的測定樣品固體體積的測定1）比重瓶法 2）氣體壓縮法 3）浸沒稱重法3.樣品孔隙體積的測定樣品孔隙體積的測定1）飽和流體法 2）氣體膨脹法第二節(jié)第二節(jié) 儲集巖的孔隙度儲集巖的孔隙度 目前測定孔隙度方法主要有以下兩種：飽和煤油法飽和煤油法 氣體法氣體法 飽和煤油法飽和煤油法 1. 制樣，編號，抽提，烘干，將巖樣捆一根細(xì)銅絲，稱巖樣在空氣中重量G1;4. 將飽和煤油的巖樣浸泡在煤油中稱巖樣在煤油中重量G3，實(shí)驗結(jié)束2. 將巖樣放入抽真空裝置中抽真空，在真空狀態(tài)下充分注

11、入煤油；3. 將飽和煤油的巖樣在空氣中稱其重量G2;%1003212GGGG孔隙度的測定方法孔隙度的測定方法 第二節(jié)第二節(jié) 儲集巖的孔隙度儲集巖的孔隙度 孔隙度的測定方法孔隙度的測定方法 原理：根據(jù) P1V1/T1P2V2/T2 實(shí)驗時為恒溫 T1T2 則 P1V1P2V2 氣體法氣體法1. 將標(biāo)準(zhǔn)室的壓力穩(wěn)定在Po后關(guān)閉閥門5，再開啟閥門6待壓力穩(wěn)定后讀出此時壓力P1；2. 將巖樣放入巖樣測量室后關(guān)閉閥門7、6，開啟閥門5待壓力達(dá)到P1穩(wěn)定后關(guān)閉閥門5；3. 再開啟 閥門6，待壓力穩(wěn)定后確定此時的壓力P2,實(shí)驗結(jié)束 第二節(jié)第二節(jié) 儲集巖的孔隙度儲集巖的孔隙度 有效應(yīng)力下的孔隙度有效應(yīng)力下的孔

12、隙度 沉積巖的孔隙度是壓實(shí)程度的函數(shù)，壓實(shí)的作用力是巖石埋藏最大深度的函數(shù)。 某一深度D取得巖心時，巖心所承受的上覆巖層的壓力為： 式中D：樣品的實(shí)際深度，m；：樣品深度以上巖層的平均密度，gcm3；PR：樣品深度處地層流體的壓力，MPa；pe：樣品所承受的有效上覆壓力，MPa。 第二節(jié)第二節(jié) 儲集巖的孔隙度儲集巖的孔隙度 平均孔隙度的確定方法平均孔隙度的確定方法 （1 1）分布頻率計算法）分布頻率計算法 油層段等間隔取樣分析，以孔隙度油層段等間隔取樣分析，以孔隙度值等間距分組，以各組樣品數(shù)占總樣品值等間距分組，以各組樣品數(shù)占總樣品數(shù)的百分比為頻率；以累計頻率與孔隙數(shù)的百分比為頻率；以累計頻率

13、與孔隙度作分布曲線，取度作分布曲線，取50%50%對應(yīng)值。對應(yīng)值。1.1.單井平均孔隙度的確定方法單井平均孔隙度的確定方法2. 2. 油層的平均孔隙度油層的平均孔隙度 孔隙度頻率分布與累積頻率分布曲線孔隙度頻率分布與累積頻率分布曲線（2 2）厚度加權(quán)平均法）厚度加權(quán)平均法SSnjjj1niiniiihh11第二節(jié)第二節(jié) 儲集巖的孔隙度儲集巖的孔隙度 影響巖石孔隙度大小的因素影響巖石孔隙度大小的因素p碎屑巖碎屑巖1.1.巖石的礦物成份（成分比例、抗風(fēng)化性、穩(wěn)巖石的礦物成份（成分比例、抗風(fēng)化性、穩(wěn)定性、顆粒形狀）定性、顆粒形狀）2.2.粒度和分選性粒度和分選性3.3.膠結(jié)物含量、成分及膠結(jié)類型膠結(jié)

14、物含量、成分及膠結(jié)類型4.4.埋藏深度埋藏深度p碳酸鹽巖（受成巖后生變化影響大）碳酸鹽巖（受成巖后生變化影響大）l白云巖化白云巖化l重結(jié)晶作用重結(jié)晶作用l溶解作用溶解作用l裂縫裂縫第二節(jié)第二節(jié) 儲集巖的孔隙度儲集巖的孔隙度 應(yīng)用單向流達(dá)西定律時應(yīng)滿足以下假設(shè)條件：應(yīng)用單向流達(dá)西定律時應(yīng)滿足以下假設(shè)條件：1、流體為單向流動；2、巖石為一種流體飽和；3、流體呈線性流動（層流）；4、流體與巖石不發(fā)生任何物化反應(yīng)。 達(dá)西的定義：達(dá)西的定義：巖石允許粘度為1厘泊的流體，巖樣長度為1厘米，在壓差為0.1MPa(kg/cm2)的作用下，通過巖樣橫截面積為1平方厘米，出口端流量為1立方厘米/秒，此時巖樣的滲透

15、率為1達(dá)西。滲透率 K：在壓力作用下，巖石允許其孔隙中所含流體 的流動能力。第三節(jié)第三節(jié) 儲集巖的滲透率儲集巖的滲透率 稀薄氣體理論： 當(dāng)壓力很低時，氣體分子相互碰撞而導(dǎo)致的內(nèi)摩擦趨于消失，氣體流動主要是受到分子與管壁那部分碰撞的影響。此時，所出現(xiàn)的分子流動與粘滯流動無關(guān)，粘滯系數(shù)已不再具有意義。圖1-3-5 氣體“滑脫效應(yīng)”示意圖氣體在小孔道中呈勻速流動，而液體則不然，在孔道中心的液體分子比靠近孔壁表面的分子流速要高。對比氣體和流體流動，氣體在孔道中的流動特征稱之為氣體在管壁上的滑脫滑脫現(xiàn)象現(xiàn)象。亦稱為克林貝格效應(yīng)克林貝格效應(yīng)(Klinkenberg effect)。 滑脫效應(yīng)（滑脫效應(yīng)（K

16、linkenbergKlinkenberg效應(yīng)）效應(yīng)）第三節(jié)第三節(jié) 儲集巖的滲透率儲集巖的滲透率 五、滲透率的測定方法（氣體測定法）原理原理 ：巖石在一定的壓差下 允許流體通過的能力。1、將抽提、烘干的巖樣制成長約3厘米，直徑約為22.5厘米的圓柱體，兩端切平，編號，測量巖樣直徑、長度、Po、；2、將巖樣放入巖心夾持器并密封巖樣，逐步提高進(jìn)口壓力，待壓力穩(wěn)定后記錄該壓力下出口端流量；3、改變四個壓力點(diǎn)，記錄各壓力穩(wěn)定后該壓力下巖樣出口端流量；4、測試完四個壓力下巖樣的流量后即可結(jié)束實(shí)驗。關(guān)閉進(jìn)口壓力后再關(guān)閉圍限壓力，實(shí)驗結(jié)束。測試步驟：參數(shù)單位：略第三節(jié)第三節(jié) 儲集巖的滲透率儲集巖的滲透率 孔

17、隙度與滲透率一般呈正相關(guān)關(guān)系，影響孔隙度大孔隙度與滲透率一般呈正相關(guān)關(guān)系，影響孔隙度大小的因素同樣也要影響滲透率。小的因素同樣也要影響滲透率。1 1碎屑成份及粒度大小碎屑成份及粒度大小 顆粒的堆積方式與碎屑成份、粒度大小以及沉積過程。顆粒的堆積方式與碎屑成份、粒度大小以及沉積過程。2 2巖石構(gòu)造巖石構(gòu)造 各種層理對滲透率影響較大；沉積時顆粒排列方式。各種層理對滲透率影響較大；沉積時顆粒排列方式。3 3裂縫的作用裂縫的作用 在影響滲透率的諸多地質(zhì)因素中，裂縫起著重要作用。在影響滲透率的諸多地質(zhì)因素中，裂縫起著重要作用。微細(xì)的構(gòu)造裂縫的發(fā)育與巖性有比較密切的關(guān)系，巖性微細(xì)的構(gòu)造裂縫的發(fā)育與巖性有比

18、較密切的關(guān)系，巖性越脆，則裂縫越發(fā)育。越脆，則裂縫越發(fā)育。 裂縫的發(fā)育與構(gòu)造有關(guān)，不同類型的構(gòu)造上，裂縫裂縫的發(fā)育與構(gòu)造有關(guān)，不同類型的構(gòu)造上，裂縫具有不同的情況，裂縫是發(fā)育在傾斜變化率最大的部位。具有不同的情況，裂縫是發(fā)育在傾斜變化率最大的部位。第三節(jié)第三節(jié) 儲集巖的滲透率儲集巖的滲透率 流體飽和度S:某種流體在巖石孔隙中所占據(jù)的孔隙體積百分?jǐn)?shù)。1. 原始含油、氣、水飽和度原始含油、氣、水飽和度S Soioi 、S Sgi gi 、S Swiwi 指在指在油藏投入開發(fā)之前油藏投入開發(fā)之前，油藏中處于原始地層壓力和溫度油藏中處于原始地層壓力和溫度條件下條件下油、氣、水油、氣、水的體積占巖石孔隙

19、體積的百分?jǐn)?shù)。的體積占巖石孔隙體積的百分?jǐn)?shù)。獲取方法：油藏第一批探井取心測試。獲取方法：油藏第一批探井取心測試。2、平均含油、氣、水飽和度、平均含油、氣、水飽和度:規(guī)定的符號為、。規(guī)定的符號為、。油氣藏中平均飽和度可分為油氣藏平面和縱向的平均飽和度。平均飽油氣藏中平均飽和度可分為油氣藏平面和縱向的平均飽和度。平均飽和度有時間概念。和度有時間概念。oSwSgS3 3、殘余油、氣飽和度：、殘余油、氣飽和度： 規(guī)定的符號為規(guī)定的符號為SorSor、SgrSgr。開發(fā)過程中，隨著油氣的采出油氣藏能量不斷下降，最終進(jìn)入衰竭期，開發(fā)過程中，隨著油氣的采出油氣藏能量不斷下降，最終進(jìn)入衰竭期，達(dá)到某一經(jīng)濟(jì)極限

20、時，殘留在油氣藏中的油氣飽和度。達(dá)到某一經(jīng)濟(jì)極限時，殘留在油氣藏中的油氣飽和度。 第四節(jié)第四節(jié) 儲集巖的油氣水飽和度儲集巖的油氣水飽和度 4 4、束縛水飽和度：、束縛水飽和度： 規(guī)定的符號為Swi。油氣層上部巖石孔隙中未被最大油氣浮力排出的水，稱為束縛水飽和度。在勘探和開發(fā)中為了方便起見，定義束縛水飽和度為“油層過渡帶上部產(chǎn)純油或純油層過渡帶上部產(chǎn)純油或純氣部份中巖石孔隙中的水飽和度，稱為束縛水飽和度。氣部份中巖石孔隙中的水飽和度，稱為束縛水飽和度?！?不同的油氣藏，因其巖石和流體性質(zhì)不同，油氣運(yùn)移條件的差異，因而束縛水飽和度亦相差很大?；驇r石孔隙中不可再降低的含水飽和度。巖石孔隙中不可再降低

21、的含水飽和度。5.5.可動油、氣、水飽和度：可動油、氣、水飽和度：規(guī)定的符號為So、g、w?？紫吨杏汀?、水體積中在油田開發(fā)所具有的壓差下，可以流動的油、氣、水體積占孔隙體積百分?jǐn)?shù)。流體飽和度S:某種流體在巖石孔隙中所占據(jù)的孔隙體積百分?jǐn)?shù)。第四節(jié)第四節(jié) 儲集巖的油氣水飽和度儲集巖的油氣水飽和度 飽和度的測定方法確定飽和度的方法有常規(guī)實(shí)驗室、特殊巖心分析法、測井解釋方法。1、溶劑抽提法（DeanStark蒸餾）、井場取新鮮樣，稱重G總，用蠟密封巖樣后送實(shí)驗室；、剝掉蠟殼后將巖樣放入樣品杯，儀器加溫。觀察水分捕集器水體積變化及樣品杯中有機(jī)溶劑顏色；、當(dāng)水分捕集器水體積不增加，樣品杯中有機(jī)溶劑顏色為

22、無色透明時，實(shí)驗結(jié)束。在水分捕集器讀出Vw;、測試巖樣、G巖、Vp，即可計算飽和度;第四節(jié)第四節(jié) 儲集巖的油氣水飽和度儲集巖的油氣水飽和度 飽和度計算：已知：V總、Vp、Vw、G巖owGGGVo巖總%100pwwVVSwogSSS1%100pooVVS優(yōu)點(diǎn)：1、測試結(jié)果精度高，代表性強(qiáng)；2、不損壞巖樣，無污染。缺點(diǎn): 測試時間長。飽和度的測定方法第四節(jié)第四節(jié) 儲集巖的油氣水飽和度儲集巖的油氣水飽和度 2 2、烘干法、烘干法測試步驟：測試步驟：、現(xiàn)場取樣，稱重G總，送實(shí)驗室；、實(shí)驗室放入恒溫箱在105C將巖樣烘干后稱重G巖，測試、Vp；、計算飽和度。飽和度計算：wwGGV巖總%100pwwVVS

23、wgSS1特點(diǎn)：1、簡便、快捷；2、適用已知?dú)獠亍ｏ柡投鹊臏y定方法第四節(jié)第四節(jié) 儲集巖的油氣水飽和度儲集巖的油氣水飽和度 3 3、干餾法、干餾法測試步驟：測試步驟：、確定巖樣的孔隙體積Vp，即可計算飽和度。油水體積應(yīng)校正。、取樣、將含有油氣水的巖樣稱重后放入儀器中，加溫至105C；、在105C溫度下，巖樣中水被蒸餾經(jīng)冷凝后用計量裝置計量水的體積Vw，該溫度下Vw不再增加時讀出Vw；、將儀器溫度提高到650C,此時巖樣中原油被蒸餾為氣體，經(jīng)冷凝后進(jìn)入計量裝置，當(dāng)油的體積不再增加時記錄Vo；優(yōu)點(diǎn)：快捷。缺點(diǎn)：誤差大。圖1-4-6 水校正曲線圖1-4-7 油校正曲線飽和度的測定方法第四節(jié)第四節(jié) 儲集

24、巖的油氣水飽和度儲集巖的油氣水飽和度 儲集巖石的其它物理性質(zhì)儲集巖石的其它物理性質(zhì) 定義：是指構(gòu)成巖石的各種大小不同的顆粒含量，以定義：是指構(gòu)成巖石的各種大小不同的顆粒含量，以百分?jǐn)?shù)表示。百分?jǐn)?shù)表示。分析方法：篩析、沉降分析法（小于分析方法：篩析、沉降分析法（小于0.0740.053 0.0740.053 mmmm的粒級含量）。也可通過巖石薄片鏡下統(tǒng)計。的粒級含量）。也可通過巖石薄片鏡下統(tǒng)計。粒度組成的表示：列表、分布曲線。粒度組成的表示：列表、分布曲線。粒度組成的分布曲線粒度組成的分布曲線巖石粒度組成曲線巖石粒度組成曲線 巖石顆粒的粒度組成，可以表征油層巖石粒度的分散程度。砂巖油層粒度的分散

25、程度，亦可用巖石的比面來表示。 S比：單位體積巖石內(nèi)顆粒的總表面積，或單位體積巖石內(nèi)總孔隙的內(nèi)表面積。cm2/cm3儲集巖石的其它物理性質(zhì)儲集巖石的其它物理性質(zhì) 巖石顆粒越細(xì)，單位巖石內(nèi)顆粒數(shù)越多，顆粒越多，則比面就大。反之則小。與呈正相關(guān)；、與Sb呈負(fù)相關(guān) Sb與Swi呈正相關(guān): Sb越小， Swi越小， Sb越大，Swi越大。、與Swi 呈負(fù)相關(guān)；、與Sw , 無關(guān)第二章 儲油氣層中流體的物理性質(zhì) 掌握單組份、雙組份、多組份烴類相態(tài)轉(zhuǎn)換和相圖并以氣體在原油中溶解與分離為線索，結(jié)合等溫增壓與降壓，了解相態(tài)的轉(zhuǎn)換性質(zhì)以及臨界區(qū)域附近的反常性質(zhì)。 以氣體狀態(tài)方程式及分子運(yùn)動學(xué)為線索，掌握天然氣壓

26、縮因子、體積系數(shù)、壓縮系數(shù)、粘度及密度、比重等，掌握這些參數(shù)的確定方法。 以天然氣在油中的溶解與分離為線索，重點(diǎn)介紹地層條件下原油物性參數(shù)的概念，影響因素及確定方法。 了解油層水的物理性質(zhì)、油層流體的高壓物性研究方法、油層流體相態(tài)方程。主要教學(xué)內(nèi)容及要求主要教學(xué)內(nèi)容及要求 單組分烴相圖單組分烴相圖 （P-TP-T圖）圖）圖圖2-1-2 單組分烴的相圖單組分烴的相圖aCaC：飽和蒸汽壓線：飽和蒸汽壓線 ，代表氣液共存的，代表氣液共存的pTpT條條件。件。 液相區(qū)、氣相區(qū)。液相區(qū)、氣相區(qū)。C C點(diǎn)：臨界點(diǎn)，該點(diǎn)是兩相共存的最高溫度和壓點(diǎn)：臨界點(diǎn)，該點(diǎn)是兩相共存的最高溫度和壓力點(diǎn)。力點(diǎn)。C C點(diǎn)的對

27、應(yīng)的溫度和壓力分別是臨界溫度點(diǎn)的對應(yīng)的溫度和壓力分別是臨界溫度（TcTc）和臨界壓力（）和臨界壓力（PcPc）。）。Tc:Tc:高于該溫度時，無論施加多大壓力，氣體都高于該溫度時，無論施加多大壓力，氣體都不液化。不液化。Pc:Pc:高于該壓力時，無論溫度多高，氣液不會共高于該壓力時，無論溫度多高，氣液不會共存。存。當(dāng)壓力、溫度大于當(dāng)壓力、溫度大于C C點(diǎn)時，流體處于一種既不是點(diǎn)時，流體處于一種既不是液態(tài)，也不是氣態(tài)的狀態(tài)。如云、霧。液態(tài)，也不是氣態(tài)的狀態(tài)。如云、霧。乙烷（占乙烷（占96.83%摩爾）摩爾）-正庚烷正庚烷的的P-T圖圖雙組分烴相圖(包絡(luò)線圖)：aCaC：泡點(diǎn)線；：泡點(diǎn)線；bCbC

28、：露點(diǎn)線；：露點(diǎn)線；等液量線；等液量線；液相區(qū)、氣相區(qū)、兩相區(qū)。液相區(qū)、氣相區(qū)、兩相區(qū)。C點(diǎn)：臨界點(diǎn)，泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線的交點(diǎn)。點(diǎn)：臨界凝析壓力點(diǎn)，它是兩相共存的最高壓力點(diǎn)；點(diǎn)：臨界凝析溫度點(diǎn)，它是兩相共存的最高溫度點(diǎn)。雙組分烴相圖雙組分烴相圖 （P-TP-T圖）圖）三區(qū)：液相區(qū)、氣相區(qū)、氣液兩相區(qū)三區(qū)：液相區(qū)、氣相區(qū)、氣液兩相區(qū)三線：泡點(diǎn)線、露點(diǎn)線、氣液等條件線三線：泡點(diǎn)線、露點(diǎn)線、氣液等條件線三點(diǎn)：臨界點(diǎn)、臨界凝析壓力點(diǎn)、臨界凝析溫度點(diǎn)三點(diǎn)：臨界點(diǎn)、臨界凝析壓力點(diǎn)、臨界凝析溫度點(diǎn)乙烷乙烷-正庚烷具不同的重量組成時的正庚烷具不同的重量組成時的P-T圖圖影響相圖的因素影響相圖的因素（組分一定）：（

29、組分一定）：（1）任一混合物的兩相區(qū)都位于兩純）任一混合物的兩相區(qū)都位于兩純組分的蒸汽壓線之間；組分的蒸汽壓線之間；（2）混合物的臨界壓力高于重組分的）混合物的臨界壓力高于重組分的臨界壓力，混合物的臨界溫度都居于臨界壓力，混合物的臨界溫度都居于兩個純組分的臨界溫度之間；兩個純組分的臨界溫度之間；（3）臨界點(diǎn)偏向組分占優(yōu)勢的一方；）臨界點(diǎn)偏向組分占優(yōu)勢的一方；（4）包絡(luò)線偏向組分含量高的一方；）包絡(luò)線偏向組分含量高的一方；（5）兩組分的分配比例越接近，包絡(luò)）兩組分的分配比例越接近，包絡(luò)的面積就越大；臨界壓力也越高的面積就越大；臨界壓力也越高。雙組分烴相圖雙組分烴相圖 （P-TP-T圖）圖）圖圖2

30、-1-9 烷烴的雙組分臨界點(diǎn)軌跡曲線圖烷烴的雙組分臨界點(diǎn)軌跡曲線圖影響相圖的因素影響相圖的因素（不同組分）：（不同組分）：（1）任一兩組分組成的相圖，都高于純組分的Pc,組成的分子量相差越大， Pc越高；（2）Tc比組成中輕烴組分的Tc高，比重?zé)N的Tc低；相圖的Tc介于兩純組分之間；（3）雙組分分子量相差越大，構(gòu)成的相圖其包絡(luò)線范圍最寬；（4）雙組分臨界點(diǎn)C軌跡隨組分性質(zhì)的差異的增加而有規(guī)律的變化。雙組分烴相圖雙組分烴相圖 （P-TP-T圖）圖） 多組分烴體系的多組分烴體系的P-TP-T圖圖多組分烴體系相圖多組分烴體系相圖 （P-TP-T圖）圖）C C點(diǎn)：臨界點(diǎn)；點(diǎn)：臨界點(diǎn)；p p, ,點(diǎn)：臨

31、界凝析壓力點(diǎn)；點(diǎn)：臨界凝析壓力點(diǎn)；T T, ,點(diǎn)：臨界凝析溫度點(diǎn)。點(diǎn)：臨界凝析溫度點(diǎn)。aCaC：泡點(diǎn)線；：泡點(diǎn)線；bCbC：露點(diǎn)線；：露點(diǎn)線；虛線：等體積線。虛線：等體積線。液相區(qū)、氣相區(qū)，液相區(qū)、氣相區(qū)，液氣兩相區(qū)，逆行區(qū)。液氣兩相區(qū)，逆行區(qū)。三點(diǎn)：臨界點(diǎn)、臨界凝析壓力點(diǎn)、臨界凝析溫度點(diǎn)。三點(diǎn)：臨界點(diǎn)、臨界凝析壓力點(diǎn)、臨界凝析溫度點(diǎn)。三線三線: :泡點(diǎn)線、露點(diǎn)線、等體積線。泡點(diǎn)線、露點(diǎn)線、等體積線。四區(qū)：液相區(qū)、氣相區(qū)，液氣兩相區(qū)，液氣逆行區(qū)。四區(qū)：液相區(qū)、氣相區(qū)，液氣兩相區(qū)，液氣逆行區(qū)。 多組分烴體系的多組分烴體系的P-TP-T圖圖l逆行區(qū)：圖中的陰影部分，逆行指的是與正常變化相反。 等溫

32、逆行區(qū)：TcTT, 等壓逆行區(qū)：PcPP,l相變過程分析：等溫降壓，正常相變?yōu)檎舭l(fā)；當(dāng)TcTT,等溫降壓時， A氣相B少量液相D液量增加（D為最大值）E液量減少，氣量增加F氣相BD 氣液 等溫反凝析DB 液氣 等溫反蒸發(fā)在等壓逆行區(qū)則有： 等壓反凝析 等壓反蒸發(fā)多組分烴體系相圖多組分烴體系相圖 （P-TP-T圖）圖） 多組分烴體系的多組分烴體系的P-T圖圖l相圖的應(yīng)用相圖的應(yīng)用油氣藏類型判斷油氣藏類型判斷方法：在相圖中標(biāo)示地層原始壓力方法：在相圖中標(biāo)示地層原始壓力和溫度。和溫度。 J J：未飽和油藏；：未飽和油藏； I I：飽和油藏；：飽和油藏； L L：有氣頂?shù)挠筒?；：有氣頂?shù)挠筒兀?F F

33、：氣藏；：氣藏； A A：凝析氣藏（：凝析氣藏（ TcTcT TT T, ,） 油氣開采過程，類似等溫降壓過油氣開采過程，類似等溫降壓過程。對于凝析氣藏，使液態(tài)烴的凝程。對于凝析氣藏，使液態(tài)烴的凝析不是在地層或井中，而是在地面，析不是在地層或井中，而是在地面，控制壓力是十分重要的?？刂茐毫κ鞘种匾?。多組分烴體系相圖多組分烴體系相圖 （P-TP-T圖）圖）lZZ壓縮因子，修正實(shí)際氣體與理想氣體偏差的系數(shù)；壓縮因子，修正實(shí)際氣體與理想氣體偏差的系數(shù)；l壓縮因子的物理意義：給定溫度、壓力下，實(shí)際氣體占有的體壓縮因子的物理意義：給定溫度、壓力下，實(shí)際氣體占有的體積與相同溫度和壓力下的理想氣體所占有

34、的體積之比。積與相同溫度和壓力下的理想氣體所占有的體積之比。理想氣體實(shí)際氣體VVZ l 實(shí)際氣體分子具有體積，故較理想氣體難壓縮；而分子間存在實(shí)際氣體分子具有體積，故較理想氣體難壓縮；而分子間存在引力又使實(shí)際氣體較理想氣體易于壓縮。壓縮因子的大小正是引力又使實(shí)際氣體較理想氣體易于壓縮。壓縮因子的大小正是反映這兩個相反因素的綜合結(jié)果。反映這兩個相反因素的綜合結(jié)果。l Z Z1 1，V V實(shí)實(shí)V V理理，實(shí)際氣體較理想氣體難于壓縮；，實(shí)際氣體較理想氣體難于壓縮；l Z Z1 1，V V實(shí)實(shí)V V理理，實(shí)際氣體較理想氣體容易壓縮。，實(shí)際氣體較理想氣體容易壓縮。天然氣的壓縮因子天然氣的壓縮因子第二節(jié)第

35、二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)圖圖2-2-1 60條件下，甲烷、乙烷和丙烷的條件下，甲烷、乙烷和丙烷的壓縮因子與壓力的函數(shù)關(guān)系圖壓縮因子與壓力的函數(shù)關(guān)系圖l壓縮因子不是一個常數(shù)，它隨氣體組成、溫度和壓力而變化。Z=f(Z=f(組成，組成，p,Tp,T) )l壓縮因子須通過室內(nèi)實(shí)驗來測定。l一般變化規(guī)律:在很低壓力下，實(shí)際氣體與理想氣體性質(zhì)接近。壓力開始增大時，Z Z減小，由于氣體分子間吸引力作用。壓力增大至一定值，Z Z值增大，由于分子間排斥力及分子體積的影響。溫度影響的總趨勢是溫度增加Z Z值增大。由于氣體分子的動能加大，削弱了氣體分子間的作用力。天然氣的壓縮因子天然氣的壓縮因子第二

36、節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)對應(yīng)狀態(tài)原理 不同氣體，雖然在不同溫度、壓力下的性質(zhì)（包括壓縮因子）不不同氣體，雖然在不同溫度、壓力下的性質(zhì)（包括壓縮因子）不同，臨界參數(shù)也不同，但在各自臨界點(diǎn)卻有共同的特性。如果以臨界同，臨界參數(shù)也不同，但在各自臨界點(diǎn)卻有共同的特性。如果以臨界狀態(tài)作為描述氣體狀態(tài)的基準(zhǔn)點(diǎn)，則狀態(tài)作為描述氣體狀態(tài)的基準(zhǔn)點(diǎn)，則在相同的對比壓力在相同的對比壓力PrPr、對比溫度、對比溫度TrTr下下，所有純烴氣體，所有純烴氣體( (包括氣體混合物包括氣體混合物) )具有相同的內(nèi)涵性質(zhì)（壓縮因具有相同的內(nèi)涵性質(zhì)（壓縮因子也相同）。子也相同）。 或所有烴類氣體處于相同的對比壓

37、力或所有烴類氣體處于相同的對比壓力PrPr、對比溫度、對比溫度TrTr時，其內(nèi)涵時，其內(nèi)涵性質(zhì)相等。性質(zhì)相等。crppp crTTT crVVV 天然氣的壓縮因子天然氣的壓縮因子第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)天然氣壓縮因子的確定視臨界溫度視臨界溫度Tpc：n1iciipcpypn1iciipcTyT視臨界壓力視臨界壓力PpcPpc：確定天然氣視對比參數(shù)：確定天然氣視對比參數(shù)：pcprpppPCprTTT視對比溫度視對比溫度TpcTpc：視對比壓力視對比壓力PprPpr：根據(jù)視對比參數(shù)查圖根據(jù)視對比參數(shù)查圖226得到得到Z 確定天然氣視臨界參數(shù)：確定天然氣視臨界參數(shù)：Pci-組分

38、i的臨界壓力，MPa; Tci-組分i的臨界溫度，K; P -地層壓力， MPa; T -地層溫度，K(273+t);Ppc-視臨界壓力，MPa; Tpc-視臨界溫度，K; Ppr-視對比壓力，MPa; Tpr-視臨界溫度，K；第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)天然氣的體積系數(shù)天然氣的體積系數(shù) 天然氣體積系數(shù)Bg：天然氣在地層條件下的體積與它在地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占體積的比值。Bg 1第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)oogsonRTZVP0oogspnRTZVpZnRTVgZnRTPVg標(biāo)準(zhǔn)條件下：標(biāo)準(zhǔn)條件下：地層條件下：地層條件下：gsggVVB o0ogsgg/PnR

39、TZZnRT/PVVBP(293)t)Z(273PTZT0天然氣的壓縮率天然氣的壓縮率等溫壓縮率（彈性系數(shù)）C Cg g：等溫條件下，天然氣隨壓力變化的體積變化率。第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)根據(jù)對應(yīng)狀態(tài)理論：根據(jù)對應(yīng)狀態(tài)理論：crPPP rcPPPrcP1PP設(shè)視壓縮率Cgr=CgPcTrrrTcccTcggr)PZ(Z1P1)PZ(ZPPPP)PZ(Z1P1PCCcgrPCCg天然氣的密度和比重天然氣的密度和比重gggVmZRTpMZnRTpmggg地下天然氣的密度地下天然氣的密度g g：地下單位體積天然氣的質(zhì)量。：地下單位體積天然氣的質(zhì)量。第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)

40、天然氣的物理性質(zhì)天然氣的比重天然氣的比重g g：同溫、同壓下天然氣的密度與空氣密度的比值。：同溫、同壓下天然氣的密度與空氣密度的比值。agg28.79MMMgagg天然氣的粘度天然氣的粘度粘度是氣體（或液體）內(nèi)部摩擦阻力的量度。粘度是氣體（或液體）內(nèi)部摩擦阻力的量度。第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì) 低壓下，氣體分子間距離大，分子熱運(yùn)動碰撞是形成氣體低壓下，氣體分子間距離大，分子熱運(yùn)動碰撞是形成氣體內(nèi)摩擦阻力的主要原因，根據(jù)氣體分子運(yùn)動論，此時氣體粘內(nèi)摩擦阻力的主要原因，根據(jù)氣體分子運(yùn)動論，此時氣體粘度遵循以下規(guī)律：度遵循以下規(guī)律：1 1、PP， g g ， 而而， g g不變，

41、不變， g g與與P P無關(guān)；無關(guān)；2 2、TT，vv ， g g， T T 與g g 成正比；3 3、M Mg g，分子運(yùn)動速度減慢，分子運(yùn)動速度減慢， g g 。在在高壓條件下高壓條件下，氣體分子密，氣體分子密度加大，分子間的相互作用度加大，分子間的相互作用力（粘滯力）起主要作用，力（粘滯力）起主要作用，其作用機(jī)理與液體類似。其作用機(jī)理與液體類似。1 1、PP，g g ， g g與與P P成正比；2 2、TT，g g ， T T 與g g 成反比；3 3、M Mg g，g g。 （高壓下）（高壓下）天然氣的粘度天然氣的粘度 其計算過程是： （1）首先根據(jù)天然氣的視分子量（或天然氣比重g）和

42、地層溫度從圖2-2-17查出0.1MPa時天然氣的粘度g1； （2）根據(jù)天然氣組成摩爾分?jǐn)?shù)算出視臨界壓力和視臨界溫度，再根據(jù)地層壓力和溫度算出視對比壓力和視對比溫度； （3）從圖2-2-18查出g/g1。 第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)天然氣在石油中的溶解天然氣在石油中的溶解溶解度溶解度R Rs s( (地層原油的溶解氣油比地層原油的溶解氣油比):):地層原油在地面脫氣后，得到地層原油在地面脫氣后，得到1m1m3 3脫氣原油時所分離出的氣量（標(biāo)準(zhǔn)脫氣原油時所分離出的氣量（標(biāo)準(zhǔn)m m3 3）。）。第三節(jié)第三節(jié) 地層原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)1 1、P PP PPsPs，P,

43、Rs;PP,Rs;PPs,P,RsPs,P,Rs不變；不變；2 2、T T,RsT T,Rs；（飽和蒸氣壓高，氣液共存條件增大）；（飽和蒸氣壓高，氣液共存條件增大）；3 3、組分油、氣組成性質(zhì)愈接近，就愈容易相互溶解，、組分油、氣組成性質(zhì)愈接近，就愈容易相互溶解，RsRs高高 。反之。反之則低。則低。在其它條件都相同時，含在其它條件都相同時，含COCO2 2的天然氣在石油中的溶解度相對要的天然氣在石油中的溶解度相對要大，而含有大，而含有N N2 2的天然氣在石油中的溶解度則會有所下降的天然氣在石油中的溶解度則會有所下降影響溶解度的主要因素影響溶解度的主要因素：實(shí)驗方法：通過地層原油高壓實(shí)驗方法

44、：通過地層原油高壓PVT取樣，實(shí)驗室進(jìn)行一次脫氣，計算取樣，實(shí)驗室進(jìn)行一次脫氣，計算脫出的氣量求得。脫出的氣量求得。脫氣方式：接觸脫氣（一次脫氣）脫氣方式：接觸脫氣（一次脫氣）和差異脫氣（多次脫氣）。和差異脫氣（多次脫氣）。通常一次脫氣比級次脫氣分離的氣量要多通常一次脫氣比級次脫氣分離的氣量要多。天然氣從石油中分離天然氣從石油中分離愈容易溶解于石油中的氣體組分，它從石油中分離出來愈容易溶解于石油中的氣體組分，它從石油中分離出來也就愈困難；反之，較難溶于石油中的氮?dú)?、甲烷等組分，也就愈困難；反之，較難溶于石油中的氮?dú)?、甲烷等組分，就容易從石油中分離出來就容易從石油中分離出來 。第三節(jié)第三節(jié) 地層

45、原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)地層原油的飽和壓力影響因素：影響因素：溫度：飽和壓力隨溫度的升高而增大。溫度：飽和壓力隨溫度的升高而增大。 組成：石油的輕組分和天然氣的重組分愈多，飽和組成：石油的輕組分和天然氣的重組分愈多，飽和壓力就愈低；反之愈高。壓力就愈低；反之愈高。飽和壓力飽和壓力Ps: Ps: 油層溫度下全部天然氣溶解于石油中油層溫度下全部天然氣溶解于石油中的最小壓力；或在油層溫度下從石油中開始分離出的最小壓力；或在油層溫度下從石油中開始分離出第一批氣泡的壓力。第一批氣泡的壓力。第三節(jié)第三節(jié) 地層原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)地層原油的壓縮系數(shù)地層原油壓縮系數(shù)地層原油壓縮系數(shù)CoCo

46、：一定溫度下，單位體積地層石油在壓力改變時：一定溫度下，單位體積地層石油在壓力改變時 的體積變化率；的體積變化率；影響因素：影響因素：壓力：壓力：P PPs,P,Co Ps,P,Co P PPs,PPs,P, CoCo ；溫度：溫度：T , Co T , Co ；溶解度：溶解度：Rs, Co Rs, Co ；組成：石油的輕組分愈多，溶解的氣量愈多，石油的壓縮系數(shù)就愈大。組成：石油的輕組分愈多，溶解的氣量愈多，石油的壓縮系數(shù)就愈大。第三節(jié)第三節(jié) 地層原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)CoCo不是常數(shù)，在一定不是常數(shù)，在一定的壓力區(qū)間，可使用一的壓力區(qū)間，可使用一個不變的平均壓縮系數(shù)；個不變的平均壓

47、縮系數(shù)；)(0102120ppceVV地層原油的體積系數(shù)油層條件下若PfPs，只有原油一相存在。若PfPs，則有氣頂（游離氣）和原油兩相存在。1.地層石油的體積系數(shù)地層石油的體積系數(shù)BoBo（單相）（單相） Bo: Bo: 地下石油體積與其在地面脫氣后的體積之比地下石油體積與其在地面脫氣后的體積之比。第三節(jié)第三節(jié) 地層原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)A.A.Rs Rs ，BoBo ；B. T B. T ，Bo Bo ；C. PC. PPs,P Ps,P ，Bo Bo P PPsPs，P P ，BoBo略略降低降低 P PPsPs，BoBo為最大值；為最大值；D. D. 脫氣方式脫氣方式計算高于

48、飽和壓力下的石計算高于飽和壓力下的石油體積系數(shù)：油體積系數(shù)：)sPi(PoCeBBoso2.2.地層石油的兩相體積系數(shù)地層石油的兩相體積系數(shù)B Bt tBt: Bt: 當(dāng)當(dāng)P Pf fP Ps s時，地層石油和析出氣體的總體積與其地面脫氣石油體時，地層石油和析出氣體的總體積與其地面脫氣石油體積的比值。積的比值。ospgotV)V(VBt第三節(jié)第三節(jié) 地層原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)gstsioosgosstsiosgot)BR(RBVB)VR(RVoV)V(VBP=PP=Ps s，R Rst st=R=Rsi si, ,此時此時B Bt t=B=Bo oP=PP=P0 0, R, Rst

49、st=0, R=0, Rsi si-R-Rst st=R=Rsi si B Bt t為最大值為最大值地層原油的密度和比重o : 單位體積地層石油的質(zhì)量。單位體積地層石油的質(zhì)量。地層油的密度小于地面油的密度。地層油的密度小于地面油的密度。第三節(jié)第三節(jié) 地層原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)1 1、組成：輕組分、組成：輕組分， o o ；2 2、溶解氣油比：、溶解氣油比：RsRs， o o；4 4、壓力、壓力: :PPPPPPs s：PP， o o。3、溫度、溫度: T ， o ；計算壓力高于飽和壓計算壓力高于飽和壓力時的地層石油密度力時的地層石油密度oososoBB石油比重石油比重d do o:

50、:石油的密度與相同石油的密度與相同T T和和P P下水的密度之比。下水的密度之比。地層原油的密度和比重第三節(jié)第三節(jié) 地層原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)A A、T T ，do do ；B B、PPs: PPPs PPs： PP，RsRs不變，不變，Vo Vo ，do do ；C C、Rs Rs ，do do 。地層石油的粘度粘度是粘性流體在流動過程中內(nèi)部摩擦而引起的阻力大小的量度粘度是粘性流體在流動過程中內(nèi)部摩擦而引起的阻力大小的量度。石油粘度石油粘度o o：石油在流動過程中內(nèi)部的摩擦阻力。：石油在流動過程中內(nèi)部的摩擦阻力。第三節(jié)第三節(jié) 地層原油的物理性質(zhì)地層原油的物理性質(zhì)a a、組成：原油中

51、重組分、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、重?zé)N的含量、組成：原油中重組分、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、重?zé)N的含量 ，o o ；b b、RsRs：Rs Rs ， o o ；c c、T T：T T ， o o ；d d、P: PP: PPsPs，P P ，Rs Rs ， o o P PPsPs，P P ，RsRs為常數(shù)，為常數(shù)，o o ， o o 用有關(guān)圖表進(jìn)行計算。用有關(guān)圖表進(jìn)行計算。當(dāng)?shù)貙訅毫Φ扔诋?dāng)?shù)貙訅毫Φ扔赑sPs時，用圖時，用圖2-3-182-3-18、2-3-192-3-19直接查出地層石油粘度。直接查出地層石油粘度。當(dāng)?shù)貙訅毫Τ^飽和壓力時，計算粘度可查圖當(dāng)?shù)貙訅毫Τ^飽和壓力時，計算粘度可查圖2-3-202-3-2

52、0。查圖步驟：查圖步驟： o o脫氣脫氣、T T地層地層 o o脫脫 o o脫脫 、R Rs s osos P PP Ps s時，時， osos、pp（P-PP-Ps s) ) o o第三章 飽和多相流體時巖石的物理性質(zhì) 以界面上的分子作用力為線索，重點(diǎn)講解表面張力、潤濕作用、選擇性潤濕、潤濕滯后的概念，掌握潤濕相概念，了解影響因素，以及流體分布與潤濕相的關(guān)系。 了解毛細(xì)管壓力概念，基本表達(dá)式及物理意義，了解油層毛細(xì)管壓力及測試方法，掌握毛細(xì)管壓力曲線的繪制、有關(guān)參數(shù)的確定以及應(yīng)用。 掌握相滲透率、相對滲透率的概念，相對滲透率曲線的繪制，了解相對滲透率中有關(guān)參數(shù)的確定及物理意義，以及在油藏勘探

53、、開發(fā)中的應(yīng)用，了解相對滲透率的主要測試方法的原理、步驟。主要教學(xué)內(nèi)容及要求主要教學(xué)內(nèi)容及要求 第一節(jié)第一節(jié) 表面張力，表面能表面張力，表面能一、基本概念界面：互不相溶的兩相接觸面。界面：互不相溶的兩相接觸面。 一般將界面、表面混用一般將界面、表面混用。表面：互不相溶的兩相接觸時，其中一相表面：互不相溶的兩相接觸時，其中一相 為氣相，此時的接觸面稱作表面。為氣相，此時的接觸面稱作表面。油藏中存在：液固界面 液液界面 氣固界面 氣水界面 氣油界面第一節(jié)第一節(jié) 表面張力，表面表面張力，表面能能界面：互不相溶的兩相接觸面。一般將界面、表面混用界面：互不相溶的兩相接觸面。一般將界面、表面混用。表面：互

54、不相溶的兩相接觸時，其中一相為氣相，此時的接觸面表面：互不相溶的兩相接觸時，其中一相為氣相，此時的接觸面稱作表面。稱作表面。剛剛形成的剛剛形成的1cm2表面所帶有的功，稱為比自由表面能，亦稱為表面所帶有的功，稱為比自由表面能，亦稱為表面張力表面張力 ( )。表面張力產(chǎn)生的根本原因是分子間引力。不同分子之間分子引力表面張力產(chǎn)生的根本原因是分子間引力。不同分子之間分子引力的差異，不同物質(zhì)之間具有不同的表面張力。的差異，不同物質(zhì)之間具有不同的表面張力。SR影響因素（互不相溶的氣液兩相）（互不相溶的氣液兩相）P ，氣體分子間距離，氣體分子間距離 ，氣液密度差，氣液密度差 ， ；T ，w w ， g ，

55、氣液密度差，氣液密度差 ， ； （水原油）（水原油）PP，RsRs變化，使氣液密度差變化，變化，使氣液密度差變化， 隨之變化；隨之變化；T T ，分子運(yùn)動加劇，油水極性差較低，分子運(yùn)動加劇，油水極性差較低， ；第一節(jié)第一節(jié) 表面張力，表面表面張力，表面能能分子極性的影響分子極性的影響（液體分子壓力越大，其極性越大。）（液體分子壓力越大，其極性越大。）極性差大，極性差大，大。極性差大。極性差0 0，兩相互溶。，兩相互溶。（原油為非極性的，水的極性最大。）（原油為非極性的，水的極性最大。）吸附作用的影響吸附作用的影響正吸附 ， 負(fù)吸附 ， 地下流體中都溶解有不同的可溶物質(zhì)，可溶物質(zhì)地下流體中都溶解

56、有不同的可溶物質(zhì)，可溶物質(zhì)在液體中的溶解濃度有差異。在液體中的溶解濃度有差異。一種情況，可溶物質(zhì)在界面層中的濃度大于液體一種情況，可溶物質(zhì)在界面層中的濃度大于液體內(nèi)部的濃度，另一種情況則相反。內(nèi)部的濃度，另一種情況則相反。吸附作用：與可溶物質(zhì)在界面層中的分布有關(guān)的現(xiàn)象第一節(jié)第一節(jié) 表面張力，表面表面張力，表面能能比吸附：每平方厘米界面吸附的可溶物質(zhì)的克數(shù)。界面層中有過剩的多余量，為正吸附?？扇芪镔|(zhì)為表面活性物質(zhì)。若相反，則為負(fù)吸附。該可溶物質(zhì)為非表面活性物質(zhì)。過剩量0，無吸附發(fā)生。的測定方法表面張力的測定方法有：表面張力的測定方法有：毛細(xì)管上升法、毛細(xì)管上升法、液滴重量法、液滴重量法、懸掛液滴

57、（氣泡）法、懸掛液滴（氣泡）法、液滴（氣泡）最大壓力法、液滴（氣泡）最大壓力法、吊板及吊環(huán)法等等。吊板及吊環(huán)法等等。第一節(jié)第一節(jié) 表面張力，表面表面張力，表面能能液滴或氣體在固體表面的擴(kuò)散現(xiàn)象稱為潤濕作用。液滴或氣體在固體表面的擴(kuò)散現(xiàn)象稱為潤濕作用。當(dāng)液滴在固體當(dāng)液滴在固體表面立即擴(kuò)散，即稱為該種液體潤濕固體表面；當(dāng)液滴呈圓珠狀，不表面立即擴(kuò)散，即稱為該種液體潤濕固體表面；當(dāng)液滴呈圓珠狀，不沿固體表面擴(kuò)散，則稱為該種液體不潤濕固體表面。沿固體表面擴(kuò)散，則稱為該種液體不潤濕固體表面。第二節(jié)第二節(jié) 潤濕性潤濕性潤濕作用：在分子力作用下，液體在固體表面的擴(kuò)散現(xiàn)象。圖圖3-2-2 油水固體接觸的情況油

58、水固體接觸的情況液體對固體表面的潤濕程度用潤濕接觸角表示， 為氣液固三相交叉點(diǎn)對液滴表面所作切線與液固的夾角，從密度(極性)大的流體一側(cè)量度。0 180當(dāng)液體對固體的分子引力（附當(dāng)液體對固體的分子引力（附著力）大于液體自身的分子引力著力）大于液體自身的分子引力（內(nèi)聚力）時，液體將潤濕固體（內(nèi)聚力）時，液體將潤濕固體0cos1 附著力W附內(nèi)聚力2-L 液體潤濕固體；180cos-1 附著力W附0液體不潤濕固體；90cos0 附著力W附-L中性)cos1 (LgW附第二節(jié)第二節(jié) 潤濕性潤濕性流體的成分流體的成分不同的流體與固體表面接觸不同的流體與固體表面接觸時，其潤濕性不同。時，其潤濕性不同。表面

59、活性物質(zhì)表面活性物質(zhì)液體中溶解表面活性物質(zhì)后液體中溶解表面活性物質(zhì)后使使變化，其結(jié)果改變了巖變化，其結(jié)果改變了巖石的潤濕性。石的潤濕性。石油中的極性物質(zhì)石油中存在極性物質(zhì)，極性物質(zhì)使變化，同樣改變了巖石的潤濕性。 影響潤濕滯后的因素：（1 1）與三相周界的移動方向有關(guān)；）與三相周界的移動方向有關(guān)；（2 2）與三相周界的移運(yùn)速度有關(guān)）與三相周界的移運(yùn)速度有關(guān)（3 3）與固體表面的粗糙度和表面活性物）與固體表面的粗糙度和表面活性物質(zhì)的吸附有關(guān)。質(zhì)的吸附有關(guān)。圖3-2-4 潤濕滯后的前進(jìn)角1和后退角2潤濕滯后：固體表面上，三相周界沿潤濕滯后：固體表面上，三相周界沿固體表面移動而產(chǎn)生固體表面移動而產(chǎn)生

60、改變的現(xiàn)象。改變的現(xiàn)象。發(fā)生變化即改變了潤濕性。發(fā)生變化即改變了潤濕性。吸入過程：潤濕相排驅(qū)非潤濕相的過程。吸入過程：潤濕相排驅(qū)非潤濕相的過程。驅(qū)替過程：非潤濕相排驅(qū)潤濕相的過程。驅(qū)替過程：非潤濕相排驅(qū)潤濕相的過程。前進(jìn)接觸角前進(jìn)接觸角1：潤濕相排驅(qū)非潤：潤濕相排驅(qū)非潤濕相對應(yīng)的潤濕接觸角；濕相對應(yīng)的潤濕接觸角；后退接觸角后退接觸角2：非潤濕相排驅(qū)潤：非潤濕相排驅(qū)潤濕相對應(yīng)的潤濕接觸角；濕相對應(yīng)的潤濕接觸角；第二節(jié)第二節(jié) 潤濕性潤濕性動力滯后：在力的作用下，運(yùn)動過程中動力滯后：在力的作用下，運(yùn)動過程中 與與變化的有關(guān)的現(xiàn)象。變化的有關(guān)的現(xiàn)象。靜力滯后：由潤濕順序引起與靜力滯后：由潤濕順序引起與