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第一章储层流体的物理性质1、掌握油藏流体的特点，烃类主要组成处于高温、高压条件下，石油中溶解有大量的天然气，地层水矿化度高。
石油、天然气是由分子结构相似的碳氢化合物的混合物和少量非碳氢化合物的混合物组成，统称为储层烃类。
储层烃类主要由烷烃、环烷烃和芳香烃等。
非烃类物质（指烃类的氧、硫、氮化合物）在储层烃类中所占份额较少。
2、掌握临界点、泡点、露点（压力）的定义临界点是指体系中两相共存的最高压力和最高温度点。
泡点是指温度(或压力)一定时,开始从液相中分离出第一批气泡时的压力(或温度)。
露点是指温度(或压力)一定时,开始从气相中凝结出第一批液滴时的压力(或温度)。
3、掌握画出多组分体系的相图，指出其特征线、点、区，并分析不同类型油藏开发过程中的相态变化；三线：泡点线--AC线，液相区与两相区的分界线露点线--BC线，气相区与两相区的分界线等液量线--虚线，线上的液相含量相等四区：液相区（AC线以上-油藏）气相区（BC线右下方-气藏）气液两相区（ACB线包围的区域-油气藏）反常凝析区（PCT线包围的阴影部分-凝析气藏）J点：未饱和油藏I点：饱和油藏，可能有气顶；F点：气藏；A点：凝析气藏。
凝析气藏(Condensate gas )：温度位于临界温度和最大临界凝析温度之间，阴影区的上方。
1）循环注气2）注相邻气藏的干气。
4、掌握接触分离、多级分离、微分分离的定义；接触分离：指使油气烃类体系从油藏状态变到某一特定温度、压力，引起油气分离并迅速达到平衡的过程。
特点：分出气较多，得到的油偏少，系统的组成不变。
多级分离：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。
多级分离的系统组成是不断发生变化的。
微分分离：在微分脱气过程中,随着气体的分离,不断地将气体放掉(使气体与液体脱离接触)。
特点：脱气是在系统组成不断变化的条件下进行的。
5、典型油气藏的相图特征，判别油气藏类型；6、掌握油田常用的分离方式及原因多级分离分出的气少，获得的地面油多，而且其中轻质油含量高，测得的气油比小。
第四节地层原油的高压物性第四节地层原油的高压物性（2学时）一、教学目的了解地层原油的化学组成和分类，熟练掌握原油各种高压物性参数的定义、计算方法以及影响因素。
二、教学重点、难点教学重点1、原油各种高压物性参数的定义、计算和影响因素2、饱和压力在分析原油高压物性参数中的作用教学难点1、原油两相体积系数的定义，两相体积系数与其它物性参数之间关系的理解2、原油高压物性参数的计算三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题：一、原油的化学组成二、地层原油的溶解油气比三、地层原油的体积系数四、地层原油的压缩系数五、地层原油的粘度（一）、原油的化学组成和分类1、原油的化学组成：原油要是石蜡族烷烃，环烷烃和芳香烃等不同烃类以及各种氧、硫、氮的化合物所组成的复杂混合物。
原油中的非烃类物质对原油的性质有着重大的影响。
原油的化学组成不同是导致原油性质不同和产生各种变化的内因，而压力、温度才是引起原油性质发生变化的外部条件。
2、原油的分类：（1）、根据原油中的含硫量：少硫原油：S＜0.5%以下含硫原油：S＞0.5%以上我国的原油多属于少硫原油（2）、根据原油中胶质—沥青质的含量：少胶原油：胶质、沥青＜8%胶质原油：胶质、沥青8～25%之间多质原油：胶质、沥青＞25%我国的原油多属于少胶原油或胶质原油（3）、按原油中的含蜡量分：少蜡原油：含蜡量＜1%含蜡原油：含蜡量1～2%高含蜡原油：含蜡量＞2%我国各油田生产的原油含蜡量相差很大，有的属于少蜡原油，但多数属于高含蜡原油（4）、按族组成分：烷烃原油烷—环烷族原油环烷—芳香族原油芳香族原油（二）、地层原油的溶解油气比（solution gas-oil ratio）1、定义定义一：在油藏温度和油藏压力条件下，地层油中所溶解的气量。
定义二：单位体积的地面原油在油藏条件下所溶解的气量，这种气体体积是指在标准状态下的体积。
定义三：地层油在一定温度和压力下进行脱气，脱气后计算为在该压力下单位体积地面油所溶解天然气的标准体积。
油层物理实验指导书石玲、刘玉娟编油气田开发教研室二○○九年十月前言《油层物理实验指导书》是按照《油层物理》教学大纲的要求编写的，适合于石油工程、钻井工程、油气田开采、资源勘探、资源勘查等专业的本、专科生使用。
本指导书中的实验是《油层物理》课程的重要实践教学环节。
全书共分五个实验，其中实验一为综合性实验。
通过实验可以让学生巩固相关理论知识，熟悉各种仪器设备在实验项目中的使用方法，锻炼学生的实验基本技能，掌握实验内容和实验的基本方法，培养学生的动手能力及综合分析问题和解决问题的能力，在实验过程中，要求学生尽可能按照指导进行，以帮助其加深理解、增强记忆。
目录《油层物理》课程教学大纲 (3)油层物理实验室学生实验守则 (6)实验一砂岩的粒度组成分析 (7)实验二储层岩石孔隙度测定实验（饱和煤油法） (14)实验三储层岩石含油含水饱和度测定 (17)实验四储层岩石绝对渗透率测定（气测渗透率） (21)实验五岩石碳酸盐含量测定 (24)《油层物理》课程教学大纲开课单位：油气田开发教研室课程负责人：唐洪俊适用于本科石油工程专业教学学时：48学时一、课程概况《油层物理》课程是石油工程专业的一门重要专业基础课。
本课程的任务是：通过本课程的学习使学生掌握储层流体与储层岩石的物理性质、不同流体与岩石孔隙表面的相互作用和岩石中孔隙大小分布以及储层中多相渗流特性的基本理论和研究的基本方法，为学生学习后续《渗流力学》、《油藏工程》、《采油工程》等课程，并为将来的石油工程岗位和进一步深造打下坚实的基础。
本课程的先修课程主要有《高等数学》、《大学化学》、《物理化学》、《石油地质基础》和《工程流体力学》等。
本课程的后续课程主要有《渗流力学》、《油藏工程》、《采油工程》、《油气井试井》、《油层保护》、《提高采收率》和《油藏数值模拟》等。
二、教学基本要求1.掌握油层流体在高温高压下的物理性质和研究油层流体高温高压下的物理方法，理解油藏烃类的PVT变化规律以及油藏物质平衡的概念及方法；掌握油层岩石各物性参数的概念、测定方法以及影响这些参数的因素；掌握不同流体与岩石孔隙表面的相互作用和岩石中孔隙大小分布以及储层中多相渗流的基本特性。
第四章多相流体的渗流机理前面已经分别研究了储层岩石本身的一些渗储性质以及多相流体(油、气、水)的相态转化及其物理性质。
那么当这两者相结合，即多相流体在高度分散、弯弯曲曲的毛细孔道所构成的岩石中，其分布及流动又会产生什么样的岩石—流体综合特性呢?岩石颗粒细、孔道小，使得岩石具有巨大的表面；流体本身又是多组分的不稳定体系，在孔道中又有可能同时出现油、气、水三相，这种流体分散储集在岩石中会造成流体各相之乱流体与岩石颗粒固相间存在着极大的多种界面(气一固、气一液、液一液、液一固界面)。
因此，界面现象极为突出，表现出与界面现象有关的界面张力、吸附作用、润湿作用及毛管现象、各种附加阻力效应等等，对流体在岩石中的分布和流动产生重大的影响。
因此，地下流体在岩石中的流动既不同于油、气、水在管路中的流动，更不同于水在河床中的流动而具有其特定的性质。
通常，人们把流体在多孔介质中的流动称为渗流。
渗流时，首先需要了解的是在岩石孔隙中油水究竟是怎样分布的?流动过程中会发生哪些变化?有什么特点?实用中采用哪些参数来描述地层中各种阻力的变化?如何减少和消除这些附加阻力?只有研究了渗流物理特性，才能找出油井生产指标(如产量、压力)变化的原因，也只有研究了渗储机理、岩石的润湿性等，才能对部分原油不能采出的原因有深刻的认识。
因此，本章研究的内容也是如何提高采收率的部分基础。
此外，本章中有关相对渗透率曲线及毛管压力曲线的研究，是油藏工程计算分析中极为重要的基础和资料，具有极大的实际意义。
第一节储层岩石中的各种界面现象无论在天然原始油层中存在有束缚水的情况还是注水开发的油层，其中流体至少存在着油水两相，当地层压力降到泡点压力后，还会因原油脱气而出现油气水三相。
因此，可以认为油层是一个由固相和两个不互溶的液相，以及有时还有气相等所构成的比面极大的高度分散系统。
而在这一系统中，所呈现的有关界面性质的一些问题，诸如水驱洗油问题，互溶混相驱油时的油水界面消失的问题，以及由于存在油水界面时的毛细管附加阻力问题等，都是与两相界面分子的相互作用有关的。
第三章储层流体的物理特性所谓储层流体，这里指的是储存于地下的石油、天然气和地层水。
其特点是处于地下的高压、高温下，特别是其中的石油溶解有大量的气体，从而使处于地下的油气藏流体的物理性质与其在地面的性质有着很大的差别。
例如，当储层流体从储层流至井底，再从井底流至地面的过程中，流体压力、温度都会不断降低，此时会引起一系列的变化—原油脱气、体积收缩、原油析蜡；气体体积膨胀、气体凝析出油；油田水析盐—即离析和相态转化过程，而这一系列变化过程对于油藏动态分析、油井管理、提高采收率等都有重要的影响。
又如，进行油田开发设计和数值模拟时，必须掌握有关地下流体的动、静态物理参数，如石油和天然气的体积系数、溶解系数、压缩系数、粘度等；在进行油气田科学预测方面，如在开采初期及开采过程中，油田有无气顶、气体是否会在地层中凝析等，都需要对油气的物理化学特性及相态变化有深刻的认识，才能作出判断。
因此可以毫不夸张地说，不了解石油、天然气和水的性质及其问的相互关系，不掌握它们的高压物性参数，那么，科学地进行油田开发、采油及油气藏数值模拟等便无从讲起。
第一节油气藏烃类的相态特征石油和天然气是多种烃类和非烃类所组成的混合物。
在实际油田开发过程中，常常可以发现：在同一油气藏构造的不同部位或不同油气藏构造上同一高度打井时，其产出物各不相同，有的只产纯气，有的则油气同产。
在油气藏条件下，有的烃是气相，而成为纯气藏；有的是单一液相的纯油藏；也有的油气两相共存，以带气顶的油藏形式出现。
在原油从地下到地面的采出过程中，还伴随有气体从原油中分离和溶解的相态转化等现象。
那么，油藏开采前烃类究竟处于什么相态，为什么会发生一系列相态的变化，其主要原因是什么？用什么方式来描述烃类的相态变化？按照内因是事物变化的根据，外因则是事物变化的条件，可以发现油藏烃类的化学组成是构成相态转化的内因，压力和温度的变化是产生相态转化的外部条件。
因此，我们从研究油藏烃类的化学组成人手，然后再进一步研究压力温度变化时对相态变化的影响。
天然气的高压物理性质名词解释1 天然气压缩因子：指在给定的压力和温度下，一定量真实气体体积与相同温度、压力下等量理想气体体积之比。
即Z=V实际气体/V理想气体。
2 天然气分子量：把0°C时，在760毫米汞柱压力下，体积为22.4L天然气所具有的重量认为是天然气的分子量。
3天然气的相对密度：在石油行业标准状况下，天然气的密度与干空气密度之比。
4 对比状态原理：当两种气体处于相同对比状态时，气体的许多内涵性质（即与体积大小无关的性质）如压缩因子Z、粘度也近似相同。
5 天然气的体积系数：一定量的天然气在油层条件下（某一P ,T）下的体积与其在地面标准状态下所占体积之比。
6天然气的等温压缩率（弹性系数）：在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率。
7天然气的粘度：当天然气分子层间相对运动时，相邻分子层间单位接触面积上的剪切力与其速度梯度的比值。
计算题计算压缩系数Z 天然气体积系数、粘度油气藏烃类的相态和气液平衡名词解释1 泡点压力：指温度一定时，压力降低过程中开始从液相中分离出第一批气泡时的压力。
2 露点压力：指温度一定时，压力升高过程中从汽相中凝结出第一批液滴时的压力。
3 闪蒸分离：在等温条件下，将体系压力逐渐降低到指定分离压力，待体系达到相平衡状态后，一次性排出从油中脱出的天然气的分离方式。
又称接触分离或一次脱气。
4 差异分离或多级脱气：即在脱气过程中将每一级脱出的气体排走后，液相在进入下一级，亦即脱气式在系统组成的条件下进行的。
5 微分分离：等温降压过程中，不断使分出的天然气从体系中排出保持体系始终处于泡点状态的分离方式。
（即是一有气泡产生就分离出来）6 溶解度：某一温度，压力下单位体积液体所溶解的气量（标况）—多少7 溶解系数：表示单位压力，单位体积液体中溶解气量（标况）—能力8 临界凝析温度：9 临界凝析温度：简答题1 在油气分离的过程中，一次脱气与多次脱气的区别和联系是什么？多级脱气和微分脱气的区别和联系是什么？（1）一次脱气与多次脱气的区别：通常一次脱气比多次脱气分离出的气量多，而油量少，亦即测出的气油比高；而且一次脱气分出的气相对密度较高，说明气体中含轻质油较多。
第一章储层流体的物理性质1储层烃类系统的相态储层流体物性天然气地层水原油的高压油气的溶解与分离储层流体的特点：（1）高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体（2）随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化。
同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解等相态转化现象。
2烃类物质的组成是内因温度、压力是外因➢按流体的组成及相对密度的分类：（1）气藏：以干气CH4为主，含有少量乙烷、丙烷和丁烷。
➢（2）凝析气藏：含有甲烷到辛烷（C8）的烃类，在地下原始条件是气态，随着地层压力下降，或到地面后会凝析出液态烃。
➢（3）临界油气藏：有时也称为挥发性油藏。
其特点是含有较重的烃类。
➢（4）油藏：常分为带有气顶和无气顶的油藏，油藏中以液相烃为主。
不管有无气顶，油中都一定溶有气。
➢（5）重质油藏：又称稠油油藏，原油粘度高，相对密度大是该类油藏的特点。
➢（6）沥青油砂矿：相对密度大于1.00，原油粘度大于10000（mPa·s）者。
3双组分体系相图的特点：从低收缩油、高收缩油、凝析气、湿气至干气，油气混合物的相图有如下变化：(1) 临界点从右向左转移,这一规律与双组分体系是一致的；(2) 相图面积逐渐变小,油的两相区较开阔,气的两相区较狭窄；(3) 等液量线由在露点附近密集转变为在泡点线附近密集4亨利定律的物理意义：温度一定，气体在单位体积液体中的溶解量与压力成正比适用条件分子结构差异大、不易互溶的气液体系单组分气体在液体中的溶解。
2.天然气在石油中的溶解及其影响因素①天然气的组成天然气中重质组分愈多，相对密度愈大，其在原油中的溶解度也愈大。
②石油的组成相同的温度和压力下，同一种天然气在轻质油中的溶解度大于在重质油中的溶解度。
③温度随着温度的升高，天然气的溶解度下降④压力随着压力的升高，天然气的溶解度增大。
⑤脱气方式一次脱气测得的溶解度大，微分脱气小。
⑥在溶解过程中，天然气和石油的接触时间和接触面的大小，影响气体的溶解度。
第一节储集层的物性参数储集层的基本特征是具孔隙性和渗透性，其孔隙渗透性的好坏、分布规律是控制地下油气分布状况、油气储量及产量的主要因素。
一、储集层的孔隙性绝对孔隙度：岩样中所有孔隙空间体积之和与该岩样总体积的比值。
是衡量岩石孔隙的发育程度。
Pt=V p/V t*100%按岩石孔隙大小，有超毛细管孔隙、毛细管孔隙和微毛细管孔隙三类。
1.超毛细管孔隙：直径>0.5mm，相应裂缝宽度>0.25mm，液体在重力作用下自由流动。
2.毛细管孔隙：直径0.5～0.0002mm，裂缝宽度0.25～0.0001mm，由于毛细管力的作用，液体不能自由流动。
3. 微毛细管孔隙：直径<0.0002mm，裂缝宽度<0.0001mm，液体在非常高的剩余流体压力梯度下流动。
有效孔隙度：指彼此连通的，且在一般压力条件下，可以允许液体在其中流动的超毛细管孔隙和毛细管孔隙体积之和与岩石总体积的比值。
Pe=V e/V t*100%二、渗透性渗透性：指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。
对于储集层而言，指在地层压力条件下，流体的流动能力。
其大小遵循达西定律。
K即为岩石的渗透率，国际单位为μm2，常用单位为达西（D）。
国际单位：μ=1Pa.s △P=1Pa F=1m2 L=1m Q=1cm3/s则：K=1μm2常用单位：μ=1厘泊△P=1大气压F=1cm2 L=1cm Q=1cm3/s则：K=1D=1000md1D=0.987μm21D=987*10-6μm2绝对渗透率：单相液体充满岩石孔隙，液体不与岩石发生任何物理化学反应，测得的渗透率称为绝对渗透率。
有效渗透率：储集层中有多相流体共存时，岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。
油气水分别用Ko、Kg、Kw表示。
相对渗透率：对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值，称为该相流体的相对渗透率。
油气水分别表示为Ko/K、Kg/K、Kw/K。
第二章储层流体的物理特性储层流体是指储存于油（气）藏中的石油、天然气和地层水。
由于其处于几千米深的地下，原始状态储层流体处于高压、高温状态。
高压下原油溶解有大量的天然气，从而使处于地下的油气藏流体的物理性质与其在地面的性质有着很大的差别。
在储层流体从储层中渗流至井底、再从井底流至地面的过程中，流体的压力、温度、体积不断发生变化（温度、压力降低），并伴随着原油脱气、体积收缩、原油析蜡、气体体积膨胀等变化；这些变化对石油天然气生产均有一定的影响，研究生产过程中的物性变化是正确确定和优化生产工艺参数的必然要求。
在勘探或开发设计阶段，必须根据流体物性进行油气田科学预测，例如判断油藏类型、油藏有无气顶、气藏气体是否会在地层中凝析等，这些都需要对油气的物理化学特性及相态变化规律有深刻的认识，才能做出正确判断和设计。
油田开发过程中，必须掌握有关地下流体的动、静态物理参数，如石油和天然气的体积系数、溶解系数、压缩系数、粘度等，才能进行油藏工程研究和生产管理。
因此，了解和掌握石油、天然气和地层水的性质及其变化规律，掌握它们的高压物性参数，是科学、高效地进行油气藏开发的必然要求。
第一节油气藏流体的化学组成与性质石油与天然气从化学组成上讲为同一类物质。
现已确定石油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三种饱和烃类构成。
原油中一般未发现非饱和烃类，如烯烃、炔烃。
烷烃又称石蜡族烃，其化学通式为C n H2n+2。
烷烃由于其分子量大小不同，存在的形态也不同。
在常温常压下，C1~C4为气态，它们是构成天然气的主要成分；C5~C15是液态，它们是石油的主要成份；而C16以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。
石油中固态烃能以溶解或结晶状态存在于石油中。
因此，石油与天然气在化学结构上说均为烃类，只是分子量不同而已。
§1 石油的化学组成1.1 石油的元素组成对于石油的化学组成的研究，首先从分析其元素组成入手。
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。
