歷年《油層物理》考研試題

《油層物理》歷年考試試題整理PAGE1-第一部分：填空題巖石膠結(jié)類型主要有基底膠結(jié)、孔隙膠結(jié)、接觸膠結(jié)，且三個滲透率依次增大。附：膠結(jié)類型：膠結(jié)物在巖石中的分布狀況以及它們與碎屑顆粒的接觸關系。（P56）隨地層壓力下降，巖石骨架體積將膨脹，巖石孔隙體積將收縮，地層流體體積將膨脹?？紫抖仁窃u價巖石儲積流體能力的主要參數(shù)，絕對滲透率是評價滲透能力的主要參數(shù)。附：有效孔隙：原始地質(zhì)儲量；流動空隙：可采地質(zhì)儲量。同種粘土礦物在鹽水中的膨潤度小于在淡水中的膨潤度。將氣藏與油藏的P-T相圖相比較：相包絡線高度是氣藏高于油藏，相包絡線寬度是氣藏小于油藏。臨界點位置是氣藏將向左上偏移，氣液等量線分布是氣藏將向泡點線側(cè)密集。判斷巖石潤濕性時，若潤濕接觸角，則巖石油濕（親油），若則巖石中性潤濕，若，則巖石水濕（親水）。毛管力曲線的三種主要測定方法是半滲透隔板法、壓汞法、離心法。隨體系毛管力增加，油水過渡帶厚度增加，平均孔道半徑減小。按孔徑大小，可將巖石孔隙分為超毛管孔隙、毛管孔隙、微毛管孔隙三種類型。油藏原始地質(zhì)儲量是根據(jù)有效孔隙度來計算的，油藏可采地質(zhì)儲量是根據(jù)流動孔隙度來計算的。蒙脫石膨潤度大于高嶺石膨潤度。在單組分立體相圖中，若PVT狀態(tài)點位于立體曲面之上，則該組分為液相。雙組分體系組成越接近，則該體系P~T相圖中兩相區(qū)寬度越寬。在同種原油中，甲烷的溶解系數(shù)小于CO2的溶解系數(shù)，甲烷的溶解系數(shù)大于N2的溶解系數(shù)。附：兩組分的分配比例越接近，兩相區(qū)的面積越大，兩組份性質(zhì)差別越大，則兩相區(qū)極性差別越大。在同種原油中，溶解度大小：丙烷>乙烷>CO2>甲烷>N2,溶解系數(shù)反應液體溶解氣體的能力。地層油壓縮系數(shù)僅在地層壓力大于飽和壓力區(qū)間才成立，且隨壓力增加而下降。影響地層水的粘度的主要因素是溫度。水氣表面張力通常大于油氣表面張力。氣體在油中的溶解度大于水中的溶解度。在飽和壓力下，油水表面張力最大。在驅(qū)替過程中，濕相飽和度將下降，在此過程中毛管力是阻力。由于毛管滯后現(xiàn)象，必定使得自吸過程的濕相飽和度小于驅(qū)替過程的濕相飽和度。附：在相同驅(qū)替壓力下驅(qū)替過程的濕相流體飽和度大于吸入過程時的濕相流體飽和度。親水巖石與親油巖石的相對滲透率相比較：束縛水飽和度是：親水巖石大于親油巖石；水相端點相對滲透率：親水巖石小于親油巖石；殘余油飽和度：親水巖石小于親油巖石；交點含水飽和度：親水巖石大于親油巖石。若巖石平均孔徑越小，則其毛管力越大，油水過渡帶厚度越厚，毛管力上緩段位置越高，附：平緩段位置越靠下，說明巖石吼道半徑越大。（見填空8題）在水驅(qū)油過程中，隨含水飽和度增加，油相相對滲透率下降，流度比增加，產(chǎn)水率增加。粒度曲線包括粒度組成分布曲線和粒度組成累積分布曲線。流體飽和度的主要測定方式有常壓干餾法、溶劑抽提法、色譜法。附：常壓干餾法測得的含水飽和度大于實際值，含油飽和度小于實際值。巖石比面越大，則平均粒徑越小，對流體的吸附阻力越大。已知空氣分子量為29，若天然氣的相對密度為0.6，則天然氣的分子量為29×0.6=17.4。在飽和壓力下，地層油的單相體積系數(shù)最大，地層油的粘度最小。地層水化學組成的兩個顯著特點是：①總礦化度高，它是與地表水的主要區(qū)別；②溶解氣量小，它是與地層油的主要區(qū)別。親水油藏中，毛管力是水驅(qū)油過程的動力，親油油藏中。毛管力是水驅(qū)油過程的阻力。在水油固體系中，若接觸角大于，則潤濕相是親油（油相）。在自吸吸入法測定巖石潤濕性時，若被水驅(qū)出的油相體積大于被油驅(qū)出的水相體積，則該巖樣的濕相是水相，反之為油相。對于親水巖石，則水驅(qū)后的殘余油將主要以油滴狀殘存于空隙內(nèi)。離心法測毛管力曲線時，欲模擬水驅(qū)油過程，則應先在巖心中飽和油，且?guī)r心一端應置于旋轉(zhuǎn)臂的外側(cè)。附圖如下：隨溶液表面活性物質(zhì)增加，表面張力將（），吉布斯吸附量將（）。（c）a、增加、增加b、增加、下降c、下降、增加d、下降、增加（見填空題36）在離心法則測定毛管力曲線時，若模擬水驅(qū)油過程應先在巖心中飽和（），且?guī)r心室一端應置于旋轉(zhuǎn)臂的（）側(cè)。（d）a、水、外b、水、內(nèi)c、油、內(nèi)d、油、外見填空34巖樣的顆粒分布越均勻，則其不均勻系數(shù)越（），其分選系數(shù)越（）。（d）a、大、小b、大、小c、小、大d、小、小隨地層壓力下降，巖石骨架膨脹，巖石孔隙體積將（），地層流體體積將（）。（c）a、膨脹、膨脹b、膨脹、收縮c、收縮、膨脹d、收縮、收縮見填空2兩相不互溶物質(zhì)間的表面張力越大，則意味著兩者之間的密度差越（），極性差越（）。（a）a、大、大b、大、小c、小、大d、小、小潤濕張力越（），附著功越（），則其潤濕程度越強。（a）a、大、大b、大、小c、小、大d、小、小在其它條件相同時，若兩根毛管半徑之比為2，則其流速之比為（），流量之比為（），面積之比為4。（c）a、2、4b、4、8c、4、16d、8、16附：；。其中為流體透過巖心前后的壓差；L為巖心長度；μ為流體粘度。第三部分：解釋題巖石比面：指單位體積巖石內(nèi)巖石骨架的總表面積或單位體積巖石內(nèi)總孔隙的內(nèi)表面積。溶解油氣比：通常把在某一壓力，溫度下的地下含氣原油，在地面進行脫氣后，得到1原油時所分出的氣量，就稱為該壓力溫度下的地層溶解汽油比。地層水總礦化度：表示水中正負離子之總和。（每升水中各種離子的總毫克重量數(shù)）毛管力：兩相界面中彎液面兩側(cè)非濕相壓力減去濕相壓力的差值。產(chǎn)水率：油水同產(chǎn)時總產(chǎn)液量中產(chǎn)水量所占的百分數(shù)或分數(shù)。粒度組成：指構(gòu)成巖石的砂巖的各種大小不同顆粒的含量，通常以百分數(shù)表示。絕對孔隙度：巖石總孔隙體積與巖石的外表面體積之比，即：。束縛水飽和度：油藏投入開發(fā)以前儲層巖石孔隙空間中原始含水體積與巖石孔隙體積的比。附：影響其因素主要有：孔隙結(jié)構(gòu)、礦物成分、潤濕性、分選性、比面、流體粘度。天然氣分子量：把0℃時，在760毫米汞柱壓力下，體積為22.4L天然氣所具有的重量認為是天然氣的分子量。自由表面能：①指表層分子比液相內(nèi)分子儲存的多余“自由能”；②指由于分子受力不平衡時在界面層分子內(nèi)所聚集的一種剩余能量。潤濕張力：指非濕相和固體表面的表面張力與濕相和固體表面的表面張力之差。流度：指多相滲流時，某相流體的有效滲透率與其粘度的比值。潤濕性：當存在兩種非濕相流體時，其中某一相流體沿固體表面延展或附著的傾向。附著功：將單位面積固——液界面在第三相中拉開所做的功。自由水面：100%含水的面，（或油藏條件下，毛管力為0所對應的地層剖面）。赫恩斯階躍：由于受孔道斷面半徑變化和毛管力大小以及方向變化的影響而導致油水界面在微小孔道中推進過渡呈階躍式變化的現(xiàn)象。臨界流速：當注入或產(chǎn)出流體逐漸增大到某數(shù)值引起滲透率下降時的流動速度。巖石壓縮系數(shù)：當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。巖石有效孔隙度：指巖石中有效孔隙的體積與巖石外表面體積之比。有效孔隙：在一定壓差下被油氣飽和并參與滲流的連通孔隙體積。地層油的單相體積系數(shù)：指原油在地層體積與其在地面脫氣后的體積之比。附：，原因：地層中含有大量的天然氣，而且地層溫度較高，原油處于熱膨脹狀態(tài)，因為這兩者對的影響，故，。閥壓：指非濕相開始進入巖樣最大吼道的壓力，也就是非濕相剛開始進入巖樣的壓力。賈敏效應：指氣泡通過孔道狹窄處時產(chǎn)生附加阻力的現(xiàn)象。液阻效應：液滴通過孔道狹窄處時，液滴變形，產(chǎn)生附加阻力的現(xiàn)象。固阻效應：固相微粒運移至孔道窄口時，堵塞吼道的效應。地層綜合彈性系數(shù)的物理意義：底層壓力每降低單位壓降時，單位體積巖石中孔隙及液體總的體積變化。硬度：每升水樣中鈣、鎂、鐵等二價金屬離子含量的大小。彭潤度：指粘土膨脹的體積占原始體積的百分數(shù)，是衡量粘土膨脹大小的指標。天然氣在原油中的溶解度：自吸過程：巖石孔隙度：指巖石中孔隙體積VP（或巖石未被固體物質(zhì)充填的空間體積）與巖石總體積Vb的比值，用Φ表示。體系：指與固周圍分離的物質(zhì)本身，也稱系統(tǒng)。如所謂單組分體系是指該體系與外界物質(zhì)相分隔而由單一純種物質(zhì)所組成。相：某一體系中的均質(zhì)成分。該部分與體系的其它部分具有明顯的界面，在該均質(zhì)部分內(nèi)的任意點當移動至另一點時，性質(zhì)上不會發(fā)生改變。一個相中可以含有多種組分，同一相的物質(zhì)可以成片的出現(xiàn)，也可以成孤立的分隔狀。組分：某物質(zhì)中所有相同類的分子，即稱為該物質(zhì)中的組分。組成：指組成某物質(zhì)的組分及各組分所占的比例分數(shù)。泡點：是在溫度（壓力）一定的情況下，開始從液相中分離出第一批氣泡的壓力（溫度）。露點：溫度一定時，開始從氣相中凝結(jié)出第一批液滴的壓力。天然氣相對密度：在標準溫度（293K）和標準壓力（0.10MPa）條件下，天然氣的密度與干燥空氣密度之比。流體粘度：流體中任一點上單位面積的剪應力與速度梯度的比值，是流體（氣體或液體）內(nèi)摩擦而引起的阻力。第四部分：問答題巖石孔隙度大小的影響因素是什么？是：巖石的礦物成分、顆粒的排列方式、顆粒的分選程度、圓球度、埋藏深度、粘土的膠結(jié)程度、孔隙的發(fā)育程度。天然氣壓縮因子Z（或壓縮系數(shù)、偏差因子、偏差系數(shù)）所反映的物理含義是什么？指給定壓力和溫度下，等量的實際氣體所占的體積與同溫同壓下等量理想氣體所占的體積之比。附：當Z值大于1時，該氣體較理想氣體難以壓縮，體積更大。反之，當Z值小于1時，則該氣體較理想氣體更易于壓縮，體積較理想氣體為小。毛管孔道中存在珠泡時通常出現(xiàn)的三種毛管阻力效應PⅠ、PⅡ、PⅢ各自所反映的物理含義是什么？PⅠ：珠泡靜止時，指向管壁的附加壓力；PⅡ：由滯后效應使液滴變彎產(chǎn)生的附加阻力；PⅢ：珠泡通過狹窄孔喉時，界面變形產(chǎn)生的附加阻力。什么是驅(qū)替過程？親水巖石中的水驅(qū)油過程是否為驅(qū)替過程？將非濕相驅(qū)替濕相的過程成為驅(qū)替過程。而親水巖石中的水驅(qū)油過程是濕相驅(qū)替非濕相的過程，稱為吮吸過程，不是驅(qū)替過程。巖石比面的主要影響因素有哪些？顆粒粒徑、圓球度、顆粒排列方式、顆粒形狀、膠結(jié)物含量。巖石絕對滲透率的主要測定條件有哪些？⑴巖石中只能飽和和流動一種液體，即流體是單相流，而且是穩(wěn)定流，液體不可壓縮；⑵體積流量與壓差呈直線關系，即線性滲流；⑶液體性質(zhì)穩(wěn)定不與巖石發(fā)生物理化學作用。束縛水飽和度的主要影響因素有哪些？（P28）孔隙結(jié)構(gòu)、礦物成分、潤濕性、分選性、運移差、巖石比面、液體粘度。附：⑴儲層巖石的孔隙結(jié)構(gòu)及表面性質(zhì)的影響：這是影響油氣飽和度的關鍵因素。一般說來，巖石顆粒較粗，則比面小，孔隙、吼道半徑大，孔隙連通性好，孔隙內(nèi)壁光滑，那么滲透性好，油氣排驅(qū)水阻力小，油氣飽和度就高，束縛水飽和度就低。⑵油氣性質(zhì)的影響：油氣密度不同，油氣的飽和度不同。粘度較高的油，排水動力小，油氣不易進入孔隙，殘余水含量高，油氣飽和度就低，反之亦然。反常凝析現(xiàn)象對凝析氣藏的開發(fā)有何影響？建立油藏物質(zhì)平衡方程的基本原理是什么？油藏中原有的氣量=采出氣量+剩余在油藏中的氣量為什么多相滲流時，各相流體的相對滲透率之和總是小于1？這是由于多相滲流時各相流體之間將產(chǎn)生一系列的珠泡效應：如楔壓效應將產(chǎn)生附加摩擦阻力，滯后效應與孔喉效應將產(chǎn)生附加軸向阻力，各種珠泡效應的迭加結(jié)果使得多相滲流阻力遠遠大于單相滲流阻力，從而使得總是小于1。另注：（主要由于多相滲流時必然會產(chǎn)生一系列迭加珠泡效應所致。如受第一種珠泡效應所致必然會在管壁產(chǎn)生附加的摩擦阻力，受第二種，第三種珠泡效應所致，必然會在毛管孔道中產(chǎn)生軸向的附加阻力，由于單相滲流中不存在這些阻力效應，所以總是小于1）氣液平衡常數(shù)的物理含義是什么？指的是體系中某組分在一定的壓力和溫度條件下，氣液兩相處于平衡時，該組分在氣相和液相中的分配比例。附：，：平衡條件下任一組分i在液相中的濃度；：平衡條件下任一組分i在氣相中的濃度。什么叫微觀指進現(xiàn)象？它對水驅(qū)油效果有何影響？微觀指進現(xiàn)象是指不同孔道中油水界面推進位置差異隨排驅(qū)時間越來越大的現(xiàn)象，它將導致高滲透層見水后，在底滲透層留下殘余油，從而降低水驅(qū)油效率。水驅(qū)油為什么會出現(xiàn)非活塞性特征？由于巖石物性、非均質(zhì)性、油水物性差異所致：①非均質(zhì)性包括：孔隙結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)性和表面潤濕性的非均質(zhì)性；②油水的物性差包括：密度差、粘度差、極性差（水是強極性、油是弱極性）、飽和度差。油水的不互溶，頂油與水有界面，附加阻力的大小不同，使得油水推進速度不同，形成非活塞式驅(qū)替。高壓物性實驗裝置可以測定出的參數(shù)？地層油飽和壓力、底層原油壓縮系數(shù)、（單相、多相）體積系數(shù)、粘度、溶解汽油比。毛管力曲線換算。采用同一巖樣進行實驗，則：在實驗室條件下：，即① 在油藏條件下：，即② 因是同一巖樣，則上述二式①②中r相等，由此得出如下通用換算公式：。附：實驗室測定時，不同的方法所使用的流體體系就不同，兩種實驗方法中流體的表面張力σ和接觸角θ均不同，因而毛管力的數(shù)值也不同。束縛水飽和度的主要影響因素有哪些？第五部分：看圖填空㈠試注明S1、S2、S3、Kr1、Kr2的名稱并判斷ABC各區(qū)中各相流體的流動狀況：S1：束縛水飽和度；S2：殘余油飽和度；S3：交點含水飽和度；Kr1：束縛水飽和度下油相的相對滲透率；Kr2：殘余油飽和度下水相的相對滲透率；A區(qū)：單相油流動區(qū)；B區(qū)：油水同流區(qū)；C區(qū)：純水流動區(qū)。㈡注明P-T相圖中各點線的名稱，并判斷A、B、D、E四個原始狀態(tài)點各自所代表的油氣藏類型（C點為臨界點）。⑴Cp點：臨界凝析壓力；⑵CT點：臨界凝析溫度；⑶MCPCCTN線：為相包絡線（或相環(huán)曲線）；⑷FC線：氣液等比例線（或等液化比例線）；⑸A點：純油藏；⑹B點：帶氣頂油藏（或揮發(fā)性油藏）；⑺D點：凝析氣藏；⑻E點：純氣藏。注：C：臨界點——氣相和液相的粘度、密度相等；CT：最高溫度點，當體系溫度高于此點時，無論壓力多大，體系也不能液化。或稱臨界凝析溫度；CP：最高壓力點，體系壓力高于此點，無論溫度多大，體系也不能氣化，或稱臨界凝析壓力；㈢比較右圖所示的兩條粒度組成累積分布曲線所代表的A、B兩個巖石的分選性優(yōu)劣和平均顆粒直徑大小。因為B的上升端越陡所以B的巖石越均勻，則B的分選性優(yōu)于A又巖石B粒度組成的主要部分粒徑較A要大，所以B的平均顆粒直徑大。第六步分：作圖題⒈畫出下列水油固體系的潤濕接觸角θ或前進角θ1與后退角θ2。⑴⑵⒉畫出滴水滴在下列兩種活性劑表面上的形狀。⑴⑵⒊畫出下列參數(shù)隨變量的定性變化曲線。⑴⑵⑶⑷⑸第七部分：推導題試根據(jù)導出泡點方程；并列出試算法確定某一溫度下泡點壓力的試算步驟。解：⑴根據(jù)尤其烴類“泡點”的定義。在泡點時，體系中僅有無限小量的氣體（一個或一批氣泡）與大量的液體共處于平衡狀態(tài)，此時即有：Ng≈0，NL≈1，Ng+NL=1，雖然體系中僅有一個（或一批）氣泡，但該氣泡各組分的摩爾數(shù)之和應為1，則。⑵某一溫度下泡點壓力的試算步驟：①根據(jù)體系的點組成確定體系的收斂壓力，以選取合適的平衡常數(shù)圖版；②根據(jù)所給定溫度，假定該溫度下的泡點壓力為一初值，根據(jù)給定溫度和假定泡點壓力初值查平衡常數(shù)圖版，得各組分的平衡常數(shù)值；③計算各組分的的乘積并判斷各結(jié)合值是否為1，如果正好等于1，則給定的泡點壓力初值即為所求。若不等于1，則重復②③步驟，直到積和值為1。請根據(jù)導出露點方程并寫出利用試算法確定某一溫度下露點壓力的試算步驟。解：⑴露點方程的推導： 根據(jù)油氣烴類體系“露點”的定義，在露點時，體系中有無限小量的液體（一個或一批液）與大量的氣體共處于平衡狀態(tài)。此時即為：Ng≈1，NL≈0，Ng+NL=1。雖然體系中此時只有一個（或一批）液滴，但該液滴各組成的摩爾分數(shù)之和應為1。則有：，即為露點方程。⑵某溫度下露點壓力的試算步驟： ①根據(jù)體系的化學組成選擇合適的平衡常數(shù)模板；②根據(jù)給定溫度，假定此溫度下露點壓力，查相應平衡常數(shù)圖版，即得各組分的值；③計算，并判斷比值的積和是否等于1，若等于1即為所求露點壓力，若不等于1，則重復②、③，直至為止。第八部分：闡述題試闡述毛管力曲線的主要用途。⑴研究巖石孔隙結(jié)構(gòu)；⑵根據(jù)毛管壓力曲線形態(tài)評估巖石儲集性能好壞；⑶應用毛管壓力曲線確定油層的平均毛管壓力函數(shù)；⑷確定油（水）飽和度隨油水過渡帶高度之間的變化關系；⑸利用毛管壓力回線法研究采收率；⑹毛管壓力資料確定儲層巖石的潤濕性；⑺用毛管壓力曲線可計算巖石的絕對滲透率和相對滲透率；⑻應用高速離心機所測得的毛管壓力曲線課在室內(nèi)快速評定油井工作液對儲層的損害或增產(chǎn)措施的效果等。試闡述儲層敏感性常規(guī)評價的主要內(nèi)容以及各項常規(guī)評價的主要目的。解：主要內(nèi)容有：水敏、鹽敏、速敏