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第一章油气藏流体的化学组成与性质石油中的烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃和芳香烃三种饱和烃类构成，原油中一般未发现非饱和烃类。
烷烃又称石蜡族烃，化学通式C n H2n+2，在常温常压（20℃，0.1MPa）下，C1~C4为气态，它们是天然气的主要成分；C5~C16是液态，它们是石油的主要成分；C17以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。
石油的化学组成石油中主要含碳、氢元素，也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素，一般碳、氢元素含量为95%~99%，硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。
石油中的化合物可分为烃类化合物和非烃类化合物；烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃；非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧的胶质和沥青质。
300~1000），含有氧、氮、硫等元素的多环芳香烃化合物，通常呈半固态分散状溶解于原油中。
原油的物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。
原油颜色的不同，主要与原油中轻、重组分及胶质和沥青质含量有关，胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。
凝固点与原油中的含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关，轻质组分含量高，则凝固点低；重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，则凝固点高。
ρo）与某一温度和压力下的水的密度（ρw）之比。
我国和前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水的密度之比，欧美国家则以1atm、60℉（15.6℃）时的原油与纯水的密度之比，γo欧美国家还使用API度流体中任意一点上单位面积的剪应力与速度梯度的比值，是粘性流体流动时内部摩擦而引起的阻力大小的量度，表明流体流动的难易程度。
μ—流体粘度，又称动力粘度或绝对粘度，Pa·s，F/A—单位面积上的剪应力或内摩擦阻力，N/m2dv/dy—速度梯度，s-1p、T）下绝对粘度与密度之比。
单位：m2/s地面原油的分类（1）根据原油中硫的含量可分为：低硫原油、含硫原油、高硫原油（2）根据原油中胶质—沥青质的含量可分为：少胶原油、胶质原油、多胶原油（3）根据原油中的含蜡量可分为：少蜡原油、含蜡原油、高含蜡原油（4）按原油的关键组分可分为：凝析油、石蜡基原油、混合基原油、环烷基原油（5）根据地面脱气原油相对密度可分为：轻质油、中质油、重质油地层原油的分类按粘度分为：低粘油、中粘油、高粘油、稠油。
题型：名词解释简答题画图题计算题（平时成绩40%+考试成绩60%）第一章储层流体的高压物性第一节油气藏烃类的相态特性1、单、双、多组分体系的相态特征单组分体系：两点:临界点C,三相共存点T三线:饱和蒸汽压线,溶点线,升华线三区:气相区,液相区,固相区临界温度:高于该温度，无论施加多大压力，气体不可液化 .临界压力:高于此压力，无论温度多少，液体和气体不会同时存在.泡点压力:温度一定，开始从液相中分离出第一批气泡的压力.露点压力:温度一定，开始从气相凝析出第一批液滴的压力.泡点线: 是等温降压时体系出现第一批气泡的轨迹线。
露点线: 是等温升压时体系中出现的第一批液滴的轨迹线饱和蒸汽压线:单组分的饱和蒸汽压线为泡点线和露点线的共同轨迹.分析1----2 3-----4相态变化多组分体系：（1）双组分体系的相图不再是一条单调曲线，而是一开口的环形曲线.（2）双组分体系的临界点不再是两相共存的最高压力和温度点, 而是泡点线和露点线的对接点.（3）双组分体系的两相区介于两纯组分的饱和蒸汽压曲线之间, 且临界压力高于各组分的临界压力,但临界温度确界于两组分的临界温度之间.（4）两组分中哪个组分的含量占优势,露点线或泡点线就靠近哪一组分的饱和蒸汽压线。
（5）两组分的浓度越接近则两相区的面积越大，两组分的组成有一组分的含量占绝对优势，两相区就越窄长.（6）两组分系统中，组成系统的物质不同其临界点也不同，而且分子结构越相近的两组分，其临界点轨迹曲线越扁平。
如果两组的挥发性和分子量差别愈大时，临界点轨迹所包围的面积愈大，临界凝析压力也愈高.2、等温反凝析现象的解释当体系处于A点时体系为单一气相。
当压力降至B点时，由于压力下降，烃分子距离加大，因而分子引力下降，这时被气态轻烃分子吸引的(或分散到轻烃分子中的)液态重烃分子离析出来，因而产生了第一批液滴。
而当压力进一步下降到D点时，由于气态轻烃分子的距离进一步增大，分子引力进一步减弱，因而就把液态重烃分子全部离析出来，这时在体系中就凝析出最多的液态烃而形成凝析油。
油层物理第一章油气在储层空隙中的特点P4典型油气藏划分及其特点P12油气藏的分类P13有关烃类相态的基本概念P15露点和泡点概念P16单组分体系的P-T相图P17-22典型油气藏相态特征：低收缩原油相图P23 高收缩原油相图P24 反常凝析其相图湿气相图干气相图P25天然气在原油中的溶解度天然气在是有种的溶解及其影响因素P27 油气分离的方式P38天然气的高压物性P46SK图版法P56天然气的等温压缩系数P67天然气的体积系数P70天然气粘度的定义P72地层原油的高压物性P85地层油体积系数P87地层油两相体积系数P88地层油的密度和相对密度P90地层油密度与压力关系P91地层水矿化度和硬度的定义P113苏林分类P114天然气在地层水中的溶解度P116第二章沉积岩分为碎屑岩和碳酸盐岩P126砂岩的力度组成的定义以及粒度组成的测定方法P127粒度组成的表示方法及其评价指标P130岩石比面的定义P135岩石比面的影响因素P137储层岩石的孔隙度的定义P145储层岩石的孔隙结构的定义P142岩石孔隙度的实验室方法P152储层岩石的压缩性P157岩石压缩系数P158孔隙压缩系数油藏的综合压缩系数弹性采油量定义P159储层岩石的渗透性P161达西定律P161Klinkenberg效应气体滑动效应的定义P167气体渗透率特点P168储层流体饱和度P187岩石的胶结物及胶结物类型P200-204第三章油藏流体的界面张力P234界面的吸附P241润湿的概念P244润湿的规律P245-246储层岩石润湿性的测定方法P251-253油水在岩石孔道中的分布P254油藏岩石的毛管力P257贾敏效应P264油水相对渗透率曲线P293绝对渗透率不同时相对渗透率曲线的形式P295 过渡带内饱和度分布示意图P317第四章采收率及其影响因素P328一次采油二次采油三次采油P329驱动方式及相应的驱油能量P329-330影响采收率的因素P335提高原油采收率方法简介P342。
油层物理2022年硕士研究生入学考试大纲考试科目名称：渗流物理考试时间：180分钟，满分：150分一、考试要求：要求掌握油层物理及渗流力学的基本概念、特点、基本理论和方法，并能够熟练运用所学的知识解决生产实际问题。
试卷结构一般如下：a。
基本概念题；b。
填空判断；c。
分析简答题（包括绘简图）；d。
推导计算题。
二、考试内容：（一）油层物理要求的主要内容第一章储层流体的物理性质第一节储层烃类的组成及分类石油的化学组成及分类、天然气的化学组成及分类。
第二节储层烃类的相态特征有关相态的基本概念；单、双、多组分体系的相态特征、相图的应用；典型油气藏相态特征。
第三节油气系统的溶解与分离亨利定律、天然气在原油中的溶解特点及其影响因素；相态方程的推导及其应用；平衡常数定义及确定方法，理想溶液平衡常数及应用；油气分离方式、特点及多级分离计算。
第四节天然气的高压物性天然气的基本物性参数（组成、视分子量,相对密度,压缩系数,体积系数,压缩因子,天然气粘度）定义、特点及其应用；天然气状态方程（理想气体状态方程、压缩因子状态方程）及其应用；对应状态定律、天然气压缩因子图版的应用。
第五节地层油的高压物性地层油基本物性参数(溶解汽油比、体积系数、两相体积系数，密度及相对密度、压缩系数、粘度)的定义、随压力的变化及其应用；地层油PVT测试中闪蒸脱气、微分脱气、多级脱气原理及主要测试参数；凝析气PVT测试中定质量、定体积测试的原理及主要测试参数。
第六节地层水的高压物性地层水矿化度和硬度定义，地层水分类方法。
第二章储层岩石的物理性质第一节岩石的骨架性质粒度组成定义、测试及表示方法，不均匀系数、分选系数定义；比面。
第二节储层岩石的孔隙度储层岩石的孔隙结构（孔隙、喉道、孔喉比、配位数、迂曲度等）相关参数定义；储层岩石孔隙度定义、计算、影响因素及测定方法；储层岩石的压缩性。
第三节储层岩石的渗透性达西定律、达西公式的推广；气测渗透率原理、计算及特点；常规岩心气体渗透率的实验测试方法；非均质储层岩石渗透率计算。
第一章油气藏流体得化学组成与性质储层流体:储存于油(气)藏中得石油、天然气与地层水。
石油中得烃类及相态石油主要由烷烃、环烷烃与芳香烃三种饱与烃类构成,原油中一般未发现非饱与烃类。
烷烃又称石蜡族烃,化学通式Cn H2n+2,在常温常压(20℃,0、1MPa)下,C1~C4为气态,它们就是天然气得主要成分;C5~C16就是液态,它们就是石油得主要成分;C17以上得烷烃为固态,即所谓石蜡。
烷烃:带有直链或支链,但没有任何环结构得饱与烃。
石油得化学组成石油中主要含碳、氢元素,也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素,一般碳、氢元素含量为95%~99%,硫、氮、氧总含量不超过1%~5%。
石油中得化合物可分为烃类化合物与非烃类化合物;烃类化合物主要为烷烃、环烷烃、芳香烃;非烃类化合物主要为各种含硫化合物、含氧化合物、含氮化合物以及兼含有硫、氮、氧得胶质与沥青质。
含蜡量:指在常温常压条件下原油中所含石蜡与地蜡得百分比。
胶质:指原油中分子量较大(约300~1000),含有氧、氮、硫等元素得多环芳香烃化合物,通常呈半固态分散状溶解于原油中。
胶质含量:原油中所含胶质得质量分数。
沥青质含量:原油中所含沥青质得质量分数。
含硫量:原油中所含硫(硫化物或硫单质)得百分数。
原油得物理性质及影响因素包括颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、闪点、荧光性、旋光性、导电率等。
原油颜色得不同,主要与原油中轻、重组分及胶质与沥青质含量有关,胶质、沥青质含量高则原油密度颜色变深。
凝固点与原油中得含蜡量、沥青胶质含量及轻质油含量等有关,轻质组分含量高,则凝固点低;重质组分含量高,尤其就是石蜡含量高,则凝固点高。
原油得密度:单位体积原油得质量。
原油得相对密度:原油得密度(ρo )与某一温度与压力下得水得密度(ρw)之比。
我国与前苏联国家指1atm、20℃时原油密度与1atm、4℃纯水得密度之比,欧美国家则以1atm、60℉(15、6℃)时得原油与纯水得密度之比,γo欧美国家还使用API度凝固点:原油冷却过程中由流动态到失去流动性得临界温度点。
1、露点：温度一定，压力增加，开始从气相中凝结出第一批液滴时的压力。
泡点：温度一定，压力降低，开始从液相中分离出第一批气泡时的压力。
2、多组分烃P-T相图3、低收缩原油：指在地下溶有的气量少，采到地面后体积收缩较小的原油。
特点：含重烃较多，地面气油比较小，原油相对密度较高，颜色呈黑色和深褐色。
高收缩原油：指在地下溶有大量的气体，采到地面后体积收缩较大的原油。
特点：轻烃分子较多，地面气油比相对较高，地面原油相对密度一般小于0.78。
4、湿气：标准状态下1m3井口流出物中，C5以上重烃含量高于13.5cm3的天然气。
干气：标准状态下1m3井口流出物中，C5以上重烃含量低于0.5cm3的天然气。
5、亨利定律：Rs=αP（亨利定律适用于气液性质不相近的体系。
Eg:N2、CH4）溶解度R s：压力P时单位体积液体中的气量，单位：标m3/m3。
影响天然气在原油中溶解的因素：③油气组成：油气性质越相近，天然气在原油中的溶解能力越大。
6、相态方程7、平衡常数Ki：在一定的温度、压力下，油、气系统的气液两相达到平衡时，体系中某组分在气相、液相中的分配比例（mol浓度比）。
特点：⑴同一系统中,各组分平衡常数都收敛于Ki=1的点,该点压力称为”收敛压力”P收;⑵同一系统中,各组分的P收相同,不同系统的P收不同;⑶低压下(＜0.7MPa),各组分的平衡常数k几乎与系统的组成无关;高压下,不同系统各组分的ki相差较大。
8、油气分离⑴接触分离（一次脱气、闪蒸脱气）：指使烃类体系从油藏状态瞬时变到某一特定温度、压力，引起油气分离的过程。
特点：分出气较多，得到的油偏少，系统的组成不变；适用于气油比小的油藏。
⑵多级分离:指在脱气过程中分几次降低压力，最后达到指定压力的脱气方法。
特点：分出的气量较少，获得的地面油量较多（其中轻质成分含量多）。
⑶微分分离：分离级数无限多的多级脱气。
当压力低于泡点压力时，油藏中的油气分离过程接近于微分脱气。
《油层物理》思考题与习题第一章绪论1、提高石油产量、满足国民经济可持续发展的需求的途经是什么？2、什么是《油层物理》？其主要研究内容包括哪些？3、简述《油层物理》的发展历程与概况4、研究地层流体物化性质的意义是什么？5、石油中的主要元素、次要元素、微量元素各是什么？其含量大约是多少？6、简述石油、天然气的化学组成。
简述石油与天然气的组成的异同点。
7、烷烃的形态（气、液、固）与其分子量的关系是什么？8、石油中烃类化合物有那些? 非烃类化合物有那些?9、描述原油物理性质的指标有那些？10、表示石油物理性质的参数有哪些？11、原油密度与API度的换算关系是什么？12、简述地面原油的分类方法。
13、简述地层原油的分类方法。
14、试述地层流体划分的类别及主要指标。
15、油气藏按流体性质分为哪几种？简述典型油气藏的气油比、密度等。
16、地层水的特点是什么？17、地层水所含的主要阴、阳离子有哪些？18、什么是地层水矿化度与离子毫克当量浓度？19、什么是地层水的硬度？20、地层水的水型分类有哪几种？21、如何进行水型判断？22、沉积环境与水型的关系是什么？23、计算下列水样的总矿化度，并（计算）判断其水型。
第二章天然气的高压物理性质1、天然气组成的有那哪几种表示方法？如何换算？2、确定天然气组成的实际意义是什么？3、什么是天然气密度、什么是相对密度？4、什么是天然气的偏差因子？确定偏差因子的方法和具体步骤是什么？5、天然气体积系数、天然气压缩系数？6、计算下列气体组分的质量分数和体积分数。
7、计算下面给出的气体组分的质量分数和体积分数。
89、理想气体在100°F时产生100psig的压力。
当体积保持不变、温度降为30°F时，产生多大的压力？10、求下面的气体在5420Psig的压力和257°F的温度下的Z因子的值。
11、气体组分如下，求该气体在油藏条件下5709Psig的压力和293°F温度下的Z因子值。
教学大纲
参考学分：4 参考学时：64(含实验课学时) 参考实验学时：10
课程性质：必修
适用专业：石油工程专业
(1) 课程目的与任务
本课程是石油工程专业的一门专业基础课，其任务是通过各种教学环节，使学生掌握基本概念、基本理论、基本计算方法和基本实验技能，为后续课程学习及工作打下良好的基础。
应掌握油藏流体的物理性质（组成、相态、相平衡、高压物性等）；应理解、掌握油藏储层岩石的物理性质（孔、渗、饱、比面、压缩性等）；应理解、掌握界面现象、多孔介质中的多相渗流的机理（润湿性、毛管力、相对渗透率等）；应掌握上述知识在石油工程中的作用，掌握油藏及岩石物理参数测试过程及工程应用。
(2) 课程基本要求
1、掌握岩石、油、气、水基本物性参数的定义，测量方法，经验公式计算方法。
掌握油藏流体的物性及相态变化规律（组成、相态、相平衡、高压物性等）。
2、掌握油藏储层岩石的物理性质（孔、渗、饱、比面、压缩性等）及影响因素。
3、正确理解和掌握孔隙介质中的界面现象、毛管力、多相流体分布，掌握油、水、气多相流动机理，解释油藏工程中的一些基本现象。
4、理论联系实际，能够在油藏工程计算中正确运用岩石、油、气、水物性参数。
(3) 课程内容
(4) 学时分配（授课学时）
（5）实验课（10学时）
主要内容是原油粘度测定、岩石的孔、渗、饱测定，以及油气界面张力的测定实验等。
实验要求：验证所学的基本理论，观察实验中的物理现象。
掌握科学实验的基本方法和基本技能，提高动手能力。
油层物理学是研究储层岩石、岩石中的流体（油、气、水）以及流体在岩石中渗流机理的一门学科。
油层物理的研究内容①储油（气）岩石的物理性质（包括孔隙度、渗透率、饱和度、储层敏感性等）②油气藏中流体的物理性质（包括油、气、水的高压物理性质及油气相态变化规律）③饱和多相流体的油气层的物理性质及多相渗流机理④提高原油采收率的机理。
储层流体是指储存于地下储层中的石油、天然气和地层水。
石油的元素组成主要元素：C （83%~87%）、H（11%~14%）、次要元素硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）微量元素：钒、铁、钴、镁、钙、铝石油的化学组成主要元素：C （83%~87%）、H（11%~14%）、O、N 硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）微量元素：金属和其它非金属化合物：烃和非烃化合物烃类：烷烃、环烷烃、芳烃非烃：含O、N、S的化合物，胶质、沥青质天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。
在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
甲烷是最短和最轻的烃分子。
有机硫化物和硫化氢(H₂S)是常见的杂质石油天然气组成异同点在化学组成的特征上，天然气分子量小（小于20），结构简单，H/C原子比高（4～5），碳同位素的分馏作用显著。
石油的分子量大（75～275），结构也较复杂，H/C 原子比相对低（1.4～2.2），碳同位素的分馏作用比天然气弱.在化学结构上均为烃类。
描述石油的物理性质的指标（颜色、密度与相对密度、凝固点、粘度、荧光性、旋光性、闪点）油气藏分类根据烃类的组成、流体的相对密度①气藏（以CH4为主，占85%以上，C2到C4较少）②凝析气藏（以CH4为主，含有甲烷到辛烷（C8）的烃类，地下原始条件为气态，随压力下降或到地面后凝析油析出，γo=0.72～0.8）③挥发性油藏（临界油气藏）（含比C8重的烃类，构造上部接近于气，下部接近于油，油气无明显分解面，γo=0.7～0.8）④油藏（液态烃为主，油中溶有气）⑤重质油藏（稠油油藏）（粘度高，相对密度大）典型油气藏的汽油比和密度汽油比m3/m3 (天然气>18000，凝析气550~18000,轻质油250~550，黑油<250) 地面液体密度g/cm3（天然气0.70~0.80，凝析气0.72~0.82，轻质油0.76~0.83，黑油0.83~1.0）地层水是指油气层边部、底部、层间和层内的各种边水、底水、层间水及原油同层的束缚水的总称。
