第二章油藏流体和岩石性质

第二章油藏流体的物理性质第二章油藏流体的物理性质油藏包括两个部分：油藏岩石和油藏流体。

油藏流体是指油藏岩石孔隙中的石油、天然气和地层水。

油藏流体的特点是处于高温高压下，特别是其中的石油溶解有大量的烃类气体，使其与地面的性质有较大的差别。

由于地下压力温度各油藏十分不同，因此油藏中流体处于不同的相态，可能为单一液相，也可能是单一的气相，可能处于油气两相等。

油藏流体在什么压力、温度条件下出现什么相态，各相态的物理性质和物理化学性质如何？这就是本章所要研究的内容。

第一节天然气的高压物理性质一、天然气的组成及特点1、定义：1）地下采出来的可燃气体统称为天然气。

2）是指在不同地质条件下生成，并以一定压力储集在地层中的气体。

2、组成以石碏族低分子饱和烃气体和少量非烃气体组成的混合物。

其化学组成：甲烷（CH4）占绝大部分，乙烷（C2H6），丙烷（C3H6），丁烷（C4H10）和戊烷（C5H12）含量不多。

此外天然气中还含有少量非烃气体，如硫化氢、CO2、CO、N2、He、Ar等。

3、天然气分类1）按矿藏特点气藏气、油藏凝析气、油藏气。

2）按组成干气：每一标准m3井口流出物中，C5以上烷液体含量＜13.5cm3。

湿气：每一标准m3井口流出物中，C5以上烷液体含量＞13.5cm3。

富气：每一标准m3井口流出物中，C3以上烷液体含量＞94 cm3。

贫气：每一标准m3井口流出物中，C3以上烷液体含量＜94 cm3。

3）按硫含量净气（洁气）：每m3天然气中含硫＜1g。

酸气（酸性天然气）：每m3天然气中含硫＞1g。

4、天然气组成的表示方法重量组成体积组成，摩尔组成。

二、天然气的分子量和比重1、分子量天然气是多组份的混合气体，本身没有一个分子式，因此不能象纯气体那样，由分子式算出其恒定的分子量。

视分子量：把0oC,760mmHg，体积为22.4ml的天然气所具有的重量定义为天然气的分子量。

天然气的视分子量是根据天然气的组分和每种组分的含量百分数计算出来的，也就是说天然气的组成不同，其视分子量也不同，天然气的组成相同，而各组分的百分数比不同，其视分子量也不同。

第二章油气渗流的基本规律2 油气渗流的基本规律油气层是由固体（岩石）、液体（油和水）、气体（天然气）三相物质构成的。

油气在岩石中能够渗流是受到各种力作用的结果。

但是，这些力是如何产生的呢？这就要从物质本身的力学性质中去寻找。

本章将分析油气及岩石的力学性质以及这些力学性质又以什么样的力表现出来，并且还要研究各种力相互作用的规律。

2 油气渗流的基本规律第一节油气渗流的力学分析)流体及多孔介质的力学分析)驱动能量)油气藏的驱动方式2 油气渗流的基本规律一、流体及多孔介质的力学分析流体流动是因为受到各种力的作用。

1. 流体的重力地球对流体的吸引力称为重力。

重力对于渗流有时表现为动力，如邻近液体的重力一般表现为推动其前面流体运动的动力，但有时也表现为阻力。

厚油藏、倾角大的油藏。

2 油气渗流的基本规律2. 惯性力由物体惯性表现出来的力。

当流体开始流动或流动速度改变大小和方向时会产生惯性力。

惯性力的大小取决于质量和加速度。

对渗流而言，惯性力往往表现为阻力。

3. 粘滞力粘滞力是流体流动时流体层间产生的内摩擦力。

粘滞力与粘度有关。

粘滞力是一种流体流动的阻力。

2 油气渗流的基本规律4. 岩石及流体的弹性力油藏中，岩石及流体处于压缩状态，具有弹性能。

油藏开发过程中，油层压力降低，岩石和流体的弹性能得到释放。

弹性能的大小可用压缩系数表示。

弹性力是流体流动的动力。

2 油气渗流的基本规律5. 毛细管压力两相流体在毛细管中流动时，相界面产生弯曲液面，而产生毛管压力。

毛管压力的大小与界面张力、界面曲率有关。

毛管压力可能成为流体流动的动力或阻力。

（a）毛细管压力表现为动力（b）毛细管压力表现为阻力毛细管压力作用示意图2 油气渗流的基本规律二、驱动能量1. 天然能量油藏弹性能：油藏中岩石和流体具有的弹性能量。

气顶能量：油气藏顶部压缩天然气的能量。

溶解气能量：油藏中溶解天然气膨胀所释放的能量。

水压能量：油气藏中天然存在的边水或底水能量。

第一章 油层岩石的物理特性1. .什么是油藏？油藏的沉积特点及其语言是特性之间的关系是什么？2. 积岩有几大类？各自有些什么特点？3. 油藏物性参数有些什么特点？通常的测定方式是什么？4. 什么是粒度组成？5. 粒度的分析方式有哪些？其大体原理是什么？6. 粒度分析的结果是如何表示的？各自有些什么特点？7. 如何计算岩石颗粒的直径，粒度组成，不均匀系数和分选系数？8. 岩石中一般有哪些胶结物？它们各自有些什么特点？对油田开发进程会发发生什么影响，如何克服或降低其影响程度？9. 通常的岩类学分析方式有哪些？10. 如何评价储层的敏感性（具体化，包括评价地层伤害的程度） 11. 如何划分胶结类型，其依据是什么？它与岩石物性的关系如何？ 12. 什么是岩石的比面？通常的测试方式有哪些？其原理是什么/ 13. 推导岩石的比面与粒度组成之间的关系/ 14. 粒度及比面有何用途？15. 什么是岩石的间隙度，其一般的转变是什么？16. 按间隙体积的大小可把间隙度分为几类？各自有些什么特点及用途？ 17. 间隙度的测定方式有哪些？各自有什么特点？ 18. 间隙度有些什么影响因素，如何影响的？ 19. 岩石的紧缩系数反映了岩石的什么性质？是如何概念的？ 20. 综合弹性系数的意义是什么？其计算式为：φL f C C C +=*式中各物理量的含义是什么？21. 当油藏中同时含有油，气水三相时，试推导： C=()fo o w w f f CS C S C S C φ+++22. 试推导别离以岩石体积，岩石骨架体积和岩石间隙体积为基准的比面之间的关系S S v S φφϕ•=-=)1(S----以岩石体积为基准的比面，S φ---以岩石间隙体积为基准的比面。

Sv---以岩石骨架体积为基准的比面。

23. 什么是岩石的渗透性？什么是渗透率？焱是渗透率的“1达西”的物理意义是什么？ 24. 什么是岩石的绝对渗透率？测定岩石绝对渗透率的限制条件是什么？如何实现这些条件？25. 达西定律及其适用范围是什么？26. 试从理论及实验研究两方面表现出它们之间的不同？ 27. 渗透率可分为几大类，其依据是什么？28. 水测，油测及气测渗透率在哪些方面白哦现出它们之间的不同？ 29. 从分子运动论的观点说明在什么条件下滑脱效应对渗透率无影响，这一结论在理论和实验工作中有什么用途？30. 影响渗透率的因素有哪些？是如何影响的？31. 什么是束缚水饱和度，原始含油饱和度及残余油饱和度，在地层中他们以什么方式存在？32. 流体饱和度是如何概念的？33. 对低渗岩芯，能用常压下的气测渗透率方式来测其绝对渗透率吗？ 34. 测定饱和度的方式有哪些？它们各自由和好坏点？35. 什么是灯下渗流阻力原理？利用等效渗流阻力原理推导出岩石的渗透率，间隙度及孔道半径之间的关系。

油藏流体力学油藏流体力学是石油工程中的重要领域，研究油气藏中流体运动的行为及其影响因素。

在油藏开发和生产过程中，了解油藏流体力学的基本原理和特性对于优化采收率、提高产能至关重要。

一、油藏流体性质油藏中的流体主要包括油、水和天然气。

这些流体在岩石介质中的运动以及相互作用对于油藏的动态行为具有显著的影响。

以下是涉及到的一些重要性质：1. 渗透率：指的是岩石介质对流体运动的阻力程度，通常用单位面积上的流体通过速率来表示。

2. 孔隙度：指的是油气藏中矿物颗粒之间的孔隙空间占总体积的比例，决定流体的储存能力和流动性。

3. 饱和度：指的是岩石孔隙中的某种流体在孔隙总体积中的比例，如水饱和度、气饱和度和油饱和度等。

二、流体流动油藏中的流体流动遵循达西定律，即流体的速度与流体受到的压力梯度成正比。

在油藏开采过程中，常用的两种流动模式是线性流动和非线性流动。

1. 线性流动（Darcy流动）：在低渗透率的油气藏中，当压力梯度较小、流动速度较慢时，流体流动符合达西定律，并且与孔隙介质的性质相关。

2. 非线性流动：在高渗透率的油气藏中，流体的速度和压力梯度之间的关系不再呈线性，流动模式更为复杂，例如油藏中的高速水环绕或气推驱动。

三、渗流方程油藏流体力学中的渗流方程是描述流体流动的基本方程，常用的有连续性方程和达西方程。

1. 连续性方程：用于描述油、水和气在油藏中的质量守恒关系，即流入等于流出。

2. 达西方程：描述油藏中流体速度与压力梯度之间的关系，是油藏流体力学中最重要的方程之一。

四、渗透率对油藏流体力学的影响渗透率是决定油气流体运动能力的重要参数，直接影响着油藏的开采效果和产能。

以下是渗透率对油藏流体力学的影响：1. 渗透率大小决定了流体在岩石介质中的运动能力，高渗透率油藏更容易获取更大的产量。

2. 渗透率对流体的渗流路径和分布具有重要影响，低渗透率油藏通常需要采用增产技术来提高产能。

3. 渗透率也影响着流体通过岩石孔隙的速度和温度分布，其中流体速度与渗透率成反比。

油藏工程教材习题第一章：1．一个油田的正规开发一般要经历那几个阶段？答：一个油田的正规开发一般要经历以下三个阶段：（1）开发前的准备阶段：包括详探、开发试验等。

（2）开发设计和投产：包括油层研究和评价，全面部署开发井、制定射孔方案、注采方案和实施。

（3）开发方案的调整和完善。

2．合理的油田开发步骤通常包括那几个方面？答：合理的油田开发步骤通常包括以下几个方面：1．基础井网的布署。

2．确定生产井网和射孔方案。

3．编制注采方案。

3．油田开发方案的编制一般可分为那几个大的步骤？答：油田开发方案的编制一般可分为以下几个大的步骤：1、油气藏描述2、油气藏工程研究3、采油工程研究4、油田地面工程研究5、油田开发方案的经济评价6、油田开发方案的综合评价与优选。

4．论述油气田开发设计的特殊性。

答：一切工程实施之前，都有前期工程，要求有周密的设计。

有些工程在正式设计前还应有可行性研究。

对于油气田开发来说，也不例外，但又有其不同的特点。

（1）油藏的认识不是短时间一次完成的，需经历长期的由粗到细、由浅入深、由表及里的认识过程。

（2）油气田是流体的矿藏，凡是有联系的油藏矿体，必须视作统一的整体来开发，不能像固体矿藏那样，可以简单地分隔，独立地开发，而不影响相邻固体矿藏的蕴藏条件及邻近地段的含矿比。

（3）必须充分重视和发挥每口井的双重作用——生产与信息的效能，这是开发工作者时刻应该研究及考虑的着眼点。

（4）油田开发工程是知识密集、技术密集、资金密集的工业。

油气田地域辽阔，地面地下条件复杂、多样；各种井网、管网、集输系统星罗棋布；加之存在着多种因素的影响和干扰，使得油田开发工程必然是个知识密集、技术密集、资金密集的工业，是个综合运用多学科的巨大系统工程。

5．简述油藏开发设计的原则。

答：油藏开发设计的原则包含以下几个方面：（一）规定采油速度和稳产期限（二）规定开采方式和注水方式（三）确定开发层系（四）确定开发步骤6．油田开发设计的主要步骤。