1、一、名词解释1、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。2、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 。3、接触分离：指在油气分离过程中分离出的气体与油始终保持接触，体系的组成不变4、体系的组成：体系中所含组分以及各组分在总体系中所占的比例称为该体系的组成。体系的组成定量的表示体系中个组分的含量构成情况。5、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。6、露点压力：指温度一定时，压力升高过程
2、中从汽相中凝结出第一批液滴时的压力。7、饱和蒸汽压：指某一单组分体系在某一温度下处于热力学平衡状态时蒸汽在恒定容器内所产生的压力。反映了该组分的挥发性。若饱和蒸汽压越大则挥发性越强。8、气液平衡比：指平衡体系中第 i 组分 在气相中的摩尔分数与其在液相中的摩尔分数的比值。即 Ki=yi/xi。9、束缚水：指在油藏形成过程中未被油气排驱而残存在储集层内的不再参与流动的水。10、岩石的粒度组成：指不同粒径范围（粒级）的颗粒占全部颗粒的百分数，通常用质量百分数来表示。11、岩石比面：是指单位体积岩石内孔隙总内表面积或单位体积岩石内岩石骨架的总内表面积。12、胶结类型：指胶结物在岩石中的分布状况以及它
3、们与碎屑颗粒的接触关系。13、滑动效应：指由于气液粘度差异悬殊而导致的两者在微小孔道中的流速沿断面分布的差异现象。14、界面张力：指任何不互溶体系中单位表面面积上所具有的自由表面能。15、自由表面能：由于表面层分子所处力场不平衡而在表面层分子内所聚集的未曾消耗掉的多余能量。16、吸附现象：指溶解于某一相中的物质，自发地聚集到两相界面层并急剧减低该界面层的表面张力的现象。17、润湿现象：指不相混的两相流体与岩石固相接触时，其中一项流体沿着岩石表面铺开从而降低体系表面自由能的现象。18、润湿滞后：指三相润湿周界处所受力场不平衡时沿固体表面的移动迟缓而使润湿接触角发生改变的现象。19、贾敏效应：泛指
4、珠泡通过孔道狭窄处变形产生的附加阻力效应，包括液阻效应和气阻效应。20、微观指进现象：不等径孔道中界面推进速度差异或者界面推进距离差异越来越大的现象。21、有效渗透率：指当岩石中有两种以上流体共流时，其中某一相流体的通过能力成为某相的相渗透率或某相的有效渗透率。22、相对渗透率：指多相流体同时渗流时，每一相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率的比值。23、流度：指流体的有效渗透率与其粘度的比值，它表示了该相流体流动的难易程度。二、简答题1、如何进行水型判断？ （1）当Na +/Cl-1 时，说明水中的 Na+当量数大于 Cl-，会形成 Na2SO4水型或 NaHCO3 水型。究竟是哪一种水型还要进
5、一步判断：（a）当 1 时，属于 Na2SO4 水型；24NClSO（b）当 1 时，属于 NaHCO3 水型。24l（2）Na +/Cl-1 时，说明水中的 Cl-当量数大于 Na+，会形成 MgCl2 或CaCl2 水型。究竟是哪一种水型还要进一步判断：（a）当 1 时，属于 MgCl2 水型；2ClNaMg（b）当 1 时，属于 CaCl2 水型。2l2、简述天然气粘度随压力的变化规律。天然气的粘度在高压和低压下，其变化规律不同：（1）在低压下的气体粘度变化规律：气体粘度与压力无关；随温度增加气体粘度增大；烃类气体的粘度随分子量的增加而减少；非烃类气体的粘度较大。（2）在高压下的气体粘度
6、变化规律：随压力的增加而增加；随温度的增加而减少；随分子量的增加而增加。3、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。而多次脱气时分离出的气量小，相对密度低。（2）多次脱气与微分脱气的区别在于微分脱气的基数很多，而每次压力下降又很微小，经过很多次（甚至无数次）降压直至降到最后的指定压力（如大气压）时为止。而多次脱气只分几次降低压力。（3）无论是哪一种脱气方式，都是在生产过程中伴随流体压
7、力降低而出现的原油脱气现象。4、简述典型未饱和油藏地层油各参数高压物性随压力的变化规律。 （1）地层油密度：当 PPb 时，随压力增加，原油密度增大。（2）地层原油的溶解气油比：当 P1-Sor，SoSor。Kro=0，非湿相油失去连续性而分散成油滴，不再流动。油以孤立的油滴出现，产生珠泡效应、贾敏效应，使得随 Sw 微小Krw。三、计算题1、天然气组成分析资料如下表：组分 重量组成 Gi 分子量 Mi甲烷 0.880 16.0乙烷 0.043 30.1丙烷 0.042 44.1丁烷 0.035 58.1（1）求各组分的摩尔组成；（小数点后保留四位有效数字）（2）由摩尔组成计算天然气的分子量和
8、比重。解：（1）由 ，而1/iiiniiGMy412341/iiGMGM所以 0.8.30.2.35/ 0.864ii所以 14/.96.5iyGM241/0.43/.127058iyG（1）A 区（单相油流区）：SwSwi。曲线特征表现为：水以水膜形式覆盖在岩石颗粒表面，为束缚水，不流动，对油流动影响小，油占据主要流动通道。Krw=0，Kro1；随SwKro 微小。（2）B 区（油水同流区）：SwiSw1-Sor。曲线特征表现为：Sw 较低时，水易被油打断，形成水滴、水珠，产生珠泡效应、贾敏效应，使得随341/0.42/.106458iiGMy41/0.35/8.103iiGMy（2）由41
9、234110.986.07.06.058.13niiyy23.94.853gM2、天然气组成分析资料如下表：组分 重量组成 Gi 分子量 Mi甲烷 0.70 16.043乙烷 0.14 30.070丙烷 0.09 44.097丁烷 0.07 58.124（1）求各组分的摩尔组成；（2）由摩尔组成计算天然气的分子量和比重。解：（1）由 ，而1/iiiniiGMy412341/iiGMGM所以 0.7.0.9.7/ 0.5643484ii所以 14/51/iyGM21/.4/307.951iyG341/0.970.4ii 41/0.7/82iiM（2）由41234110.876.30.9.7097
10、0.2358.1495niiyyy62gM3、天然气地层温度为 70，气藏压力 180 个大气压，产出的气体在标准状况（P=1 个大气压，T=20）下的体积为 45000m3，若这些天然气在地下占有的体积为 265m3，试计算：（1）天然气的体积系数 Bg；（2）气体的偏差因子 Z。解：由题意知，天然气在地层条件下的体积 VR=265m3，天然气在地面标准状态下的体积 Vsc=45000m3，t=70,p sc=1 个大气压，p=180 个大气压。（1）天然气的体积系数 32650.9/4RgscVBm（2）气体的偏差因子 /,/273990.5180.972(273)()scscRscRgs
11、csgscVnTpZnTptBZtp4、一理想溶液体系由 ， ， 组成，其摩尔组成及各组分在 150F3C4n5C时的饱和蒸气压如下表，计算该体系 150F 时的泡点压力和露点压力。组分 组分（摩尔分数） 150F 下饱和蒸气压（大气压）3C0.610 25.04n0.280 7.5050.110 2.60解：设汽相、液相所占的摩尔分数分别为 Yj、X j，平衡常数为 Kj由 Kj=Yj/Xj=Pvj/P 泡点方程ZjKj=1 可得： ZjPvj/Pb=1 Pb=ZjPvj=0.61025.0+0.2807.50+0.1102.60=17.636（atm）又由露点方程Zj/Kj=1，可得：Pd
12、=1/（Zj/Pvj）=1/（0.610/25.0+0.280/7.50+0.110/2.60）=9.615(atm) 5、某油藏原始油层压力 P=23.56 MPa。该油井样品实验室 PVT 分析结果如下表。P(实验室压力点)MPaBo(石油地层体积系数)m 3/m3Rs（溶解油气比）m 3/m3Bg（气体地层体积系数）m 3/m327.21 1.517 167.523.81 1.527 167.523.13 1.530 167.522.45 1.532 167.521.77 1.534 167.521.09 1.537 167.520.77(Pb) 1.538 167.5 0.004858
13、18.37 1.484 145.8 0.00546416.33 1.441 130.3 0.00611514.29 1.401 115 0.007023计算：（1）P=18.37MPa 时总体积系数；（2）当地层压力为 21.77MPa 时，假设油井日产 40m3 地面原油，问：地面日产气多少？（3）地层压力为 16.33MPa 时，日产天然气 450m3（标准） ，地面原油2m3，问这些产出物在地层中原油，天然气各占多少体积？（4）21.7722.45MPa 之间，原油的等温压缩系数为多少？解：（1）P=18.37MPa 时总体积系数为：Bt=BO+(Rsi-Rs)Bg=1.484+(167
14、.5-145.8)0.005464=1.603m3/m3 （2） Rs=Vg/Vos （Vg，Vos 分别为地面产气量和地面原油体积） Vg=RsVos=167.540=6700m 3 （3） Bo=V OR/VOS（V OR，V OS 分别为地层原油体积和地面原油体积） 地层原油体积 VOR= VOSBo=21.441=2.882m3油中溶解的气体体积为 Vg= VoRs=2130.3=260.6m3地层中天然气的体积为 V 地下 =（450-260.6）0.006115=1.158（m 3） （4）原油的等位压缩系数为21.7.450 2.45021.70.02.45 43.9.10(/a
15、).45TVCPBMP6、已知一干岩样质量 p1 为 32.0038 克，饱和煤油后在煤油中称得质量 P2 为22.2946 克，饱和煤油的岩样在空气中的质量 P3 为 33.8973 克，求该岩样的孔隙体积，孔隙度和岩样视密度（煤油密度为 0.8045 克/厘米 3，视密度=骨架重量 W/岩石外表体积 Vb） 。解：孔隙体积： 331.89732.0.56cm4pP煤 油外表体积： 3321.42f煤 油 岩样的孔隙度为： 00.356.pfV视密度为： 33132.082.194bPmgcmgcV7、有一岩样含油水时重量为 8.1169 克，经抽提后得到 0.3 厘米 3 的水，该岩样烘干
16、后重量为 7.2221 克，饱和煤油的岩样在空气中的重量为 8.0535 克，饱和煤油后在煤油中称得重量为 5.7561 克，求该岩样的含水饱和度、含油饱和度、含气饱和度和孔隙度。 （设岩样的视密度为 2.65 克/厘米 3，油的密度 0.8750 克/ 厘米 3, 水的密度 1 克/厘米 3） 。解：由题意知，岩样总重量 W1=8.1169g，岩样干重 W2=7.2221g，饱和煤油后在空气中重量 W3=8.0535g，在煤油中重量 W4=5.7561g，Vw=0.3cm 3，岩样视密度 b=2.65g/ cm3, w=1g/ cm3, o=0.8750g/ cm3。由公式得：岩样的孔隙度
17、4343228.05.7610.92pbVW油岩样的孔隙体积 37.1.9.6pbmcm岩样中含油的体积为： 312.0.3()/(8.1697.20.3)/8750.69.67942.6()(04)wowowp pgowWVgcVSS8、已知一岩样总质量为 6.5540g，经抽提烘干后质量为 6.0370g，抽提得到0.3cm3 的水，由饱和煤油法测得孔隙度为 0.25，求该岩样的含水、含油、含气饱和度（设岩样的视密度为 2.65g/cm3，油的密度为 0.8750g/cm3，水的密度为1g/cm3） 。解：由题意知，岩样总重量 W1=6.5540g，岩样干重 W2=6.0370g，岩样视密
18、度 b=2.65g/cm3，V w=0.3 cm3，=0.25， w=1g/ cm3, o=0.8750g/ cm3。岩样的外表体积为： 26.072.815b cm岩样的孔隙体积为： 3.0.25.69pbbVc岩样中含油体积为： 12 36.540.37.10.2488wooWcm 0.2480.3.35.52686991()1(.268).7o wp pgwVVSSS9、设一取自油层的岩样，洗油前重 100g，洗净烘干后重 92g，共蒸出水4cm3，已知岩样的视密度为 1.8g/cm3，岩样中油和水的密度分别为 0.9 和 1 g/cm3，孔隙度为 20%。（1）试计算该岩样的含油饱和度
19、和含水饱和度；（2）若地层油和地层水的体积系数分别为 1.2 和 1.03，试计算该岩样在油藏条件下的气体饱和度。解：由题意知，岩样总重量 W1=100g，岩样干重 W2=92g，岩样视密度 b=1.8g/cm3，V w=4 cm3，=20%， w=1g/ cm3, o=0.9g/ cm3。岩样的外表体积 3925.1.8bmc岩样的空隙体积为： 3.120%.pbVcm（1） 12.094438wooPWVS0.914.2wV（2）油藏条件下： ooB地 下 地 面 wwVB地 下 地 面 110.438.20914.30.7gppoo owPPPS SBV地 下 w地 下 地 面 地 下
20、地 面10、试推导下列关系式： (1)psSS其中：S、S p、S s分别代表以岩石外表体积、孔隙体积、骨架体积为基准的比面；岩石孔隙度。解：设岩石的外表体积为 Vf，孔隙体积为 Vp，骨架体积为 Vs，总内表面积为A 根据定义有： AVfASpVSs则有： .(1)Spsf又由 ， VpfVpsf得 .(1)SSff同除以 Vf 得： s11、有一横向非均质岩石如图所示，由实验测得各区域内的孔隙度和渗透率值如下： 1238%,24；2160Km，230,50KmK； 238,14,LcLc。（1）用算术平均法计算该岩石的平均孔隙度和平均渗透率；（2）按实际物理过程计算岩石的平均孔隙度和平均渗
21、透率。解：（1）用算术平均法计算的平均孔隙度和平均渗透率分别为：1238%2421.3%2605076.0kD（2）实际岩石的平均孔隙度，根据各储层储集能力相等可得1231233123,.,.8%4.7%pppbVVLALA而实际岩石的平均渗透率，根据等效渗流阻力原理，该储层属于串联储层，根据串联储层平均渗透率的计算公式，可得 22814063.1060325iiLkD12、如图所示，流体沿图中方向流经横向不均质的岩层（平面线性渗流） ，流量为 Q，各层压差为 p1、p 2、p 3，各层的长度分别为 L1、L 2、L 3，其渗透率分别为 K1、K 2、K 3，试根据达西定律导出该地层的总渗透率
22、。解：由图可知，各层之间相当于串联联系，即通过各层的流量相等，总压差 p为各层压差之和，即 p=p1+p2+p3。地层总的延伸长度 L 为各层长度之和。根据达西总压差和各层压差如下：132QLQLppKWhKh因为总压差等于各层压差之和，故：312QLLQKhhK将 Q=Q1=Q2=Q3，L=L 1+L2+L3 代入上式，移项，得：312L13、有一岩样由毛管压力资料得到油排水的排驱压力为 0.04MPa，而空气排油的排驱压力为 0.046MPa，另测得油-水截面张力为 28.0mN/m，空气-油表面张力为 24.9mN/m,求该岩样的润湿指数及接触角，并判别润湿性。解：由题可知 PTWo=0
23、.40MPa，P Tog=0.46MPa， ow=28.0mN/m， go=24.9mN/m所以润湿指数 W 为： 0.42.907368TWogw视接触角 ow 为： arcsarcos5TogowP 因为 W=0.7731，表明岩石亲水能力强，而 ow=39.350，表明岩石亲水性强，综合可得岩样为亲水岩样，即水湿岩石。 14、有一岩样长 10cm，截面积 6.25cm2，在保持含水 40%和含油 60%的条件下，给岩样两端施加 5MPa 压差时，测得油、水的流量分别为 0.04 和 0.05cm3/s，并已知油和水的粘度分别为 25 和 0.8mPa.s，岩样的绝对渗透率为 1.01m
24、2试求：（1）油和水的有效渗透率；（2）油和水的相对渗透率；（3）油和水的流度及油水流度比 M= w/ o.解：由题知，L=10cm ，A=6.25 cm2，S w=40%， So=60%，P=5MPa，Q o=0.04 cm3/s，Q w=0.05 cm3/s， o=25 mPa.s， w=0.8 mPa.s，K=1.01 m 2（1）由 有LKAP10.4250.326o D.88w（2） 3.17.0orK21wr D（3） .3.18(/)5o cp0.2.06(/)8wK.1.5oM15、有三支不同半径的毛细管（r1=1mm，r2=0.1mm，r3=0.01mm ） ，插入同一盒水里
25、（如图所示） ，已知水的密度为 1 克/厘米 3，油密度为 0.87 克/ 厘米 3，并测得油水界面张力为 33mN/m，接触角为 30。（1）分别求出三支毛细管中水面上升的高度；（2）试画出图中三支毛管中油水界面的相对位置，并标明 Pc 的方向。解：（1）由题知： r1=1mm=0.1cm，r2=0.1mm=0.01cm，r3=0.01mm=0.001cm, =30 ， 33 21/,0.97/,/,980/woowgcmgcmNgcS由 ，有os()hr123c23cs04.86()()0.1(.87)9oso.c23cs048.6()()0.1(.87)9wwo cgh mr cg（2）各毛管中油水界面相对位置及 Pc 方向如图所示。
