油層物理課后習(xí)題答案

1、 第一章1.將氣體混合物的質(zhì)量組成換算為物質(zhì)的量的組成。氣體混合物的質(zhì)量組成如下：,，。解：按照理想氣體計(jì)算： 組分質(zhì)量組成/%摩爾質(zhì)量/(gmol-1)物質(zhì)的量組成/%40160.025066.9 10300.00338.815440.00349.125580.004311.510700.00143.7合計(jì)1000.0374100.02.已知液體混合物的質(zhì)量組成：將此液體混合物的質(zhì)量組成換算為物質(zhì)的量的組成。解：組分質(zhì)量組成/%摩爾質(zhì)量/(gmol-1)物質(zhì)的量組成/%10440.0022714.135580.0060337.355700.0078648.6合計(jì)1000.016161003已

2、知地面條件下天然氣各組分的體積組成：,， ，。若地層壓力為15，地層溫度為50。求該天然氣的以下參數(shù)：（1）視相對分子質(zhì)量；（2）相對密度；（3）壓縮因子；（4）地下密度；（5）體積系數(shù)；（6）等溫壓縮系數(shù)；（7）粘度；（8）若日產(chǎn)氣為104m3,求其地下體積。解：組分物質(zhì)的量組成/%/(gmol-1)/MPa/K96.23164.604190.55 1.85304.880305.430.83444.249369.820.41583.797425.160.50447.382304.140.18349.005373.5合計(jì)10016.8364.624196.0224（1）視相對分子質(zhì)量（2）相對

3、密度（3）壓縮因子 （4）地下密度（5）體積系數(shù) （6）等溫壓縮系數(shù)（7）粘度 （8）若日產(chǎn)氣為104m3,求其地下體積。 4.知常壓下天然氣各組分的體積組成：,， 。若相對密度為0.88，地層壓力為15，地層溫度為38，求天然氣的壓縮因子。組分體積組成/%/%8794.064.604190.554.04.324.880305.4311.084.249369.820.50.543.797425.167.51004.608198.72合計(jì)100查圖得5.某天然氣在溫度為93.33、壓力為14.06時，視臨界溫度和視臨界壓力分別為225.19和5.538，在該天然氣中，的摩爾分?jǐn)?shù)為18.41%，的

4、摩爾分?jǐn)?shù)為1.64%，試計(jì)算含和的天然氣壓縮因子。6.求相對密度為0.743，地層壓力為13.6，地層溫度為93.3時天然氣的壓縮因子。7.在壓力為10，溫度為40的砂巖地層中儲藏有天然氣，其物質(zhì)的量的組成為:設(shè)巖層孔隙度為20%，氣體飽和度為80%，求1巖層體積中的天然氣量（標(biāo)）解：組分組成/%/%70.04.604190.556.04.880305.4310.04.249369.826.33.797425.167.73.369469.6總計(jì)4.439251.648.有一含氣層（濕氣），其地層壓力為20,地層溫度為75，氣體的相對密度為0.70，該氣層的地下含氣體積為，求該氣層的儲量。查9.

5、天然氣的相對密度為0.70，地層溫度為99，地層壓力為15.64，計(jì)算氣體的體積系數(shù)。10.某一地層氣體在65.55時，壓縮因子Z隨壓力P的變化情況和表1.0所示。表1.103.5157.03114.06121.09228.13335.1541.000.920.860.800.820.891.00試?yán)L出Z和P的關(guān)系曲線，并用圖解法確定壓力分別為7，15及28處的斜率，然后再求出在這些壓力下的氣體壓縮系數(shù)。11.已知某氣井深4554，地層壓力為54.141，地面平均溫度為17.0，地溫梯度為0.02/m，天然氣的壓縮因子為1.148，相對密度為0.574（干氣），求天然氣的地下密度。（）g/mo

6、l12.已知某氣井地層壓力為53.752，地層溫度為105.58，根據(jù)天然氣分析知，相對密度為0.57，臨界壓力為4.762，臨界溫度為192.3，求天然氣的地下密度。13.氣體組成如表1.2所示。表1.2組分體積系數(shù)/%81.07.55.54.01.50.5若地層壓力為136MPa，地層溫度為99，求氣體的粘度。14.試估算某一凝析氣藏氣在49.2和104.44下的粘度。已知這一氣體的相對密度為0.90，并含有摩爾分?jǐn)?shù)為2%的，4%的和6%的。15.天然氣的相對密度為0.743，地層壓力為13.6，地層溫度為93.3，求天然氣的絕對粘度和運(yùn)動粘度。16.某油田氣的組成如表1.3所示。表1.3

7、組分摩爾積分0.9020.0450.0310.022若油層溫度為32，油層壓力為8.3。（1）求氣體的壓縮因子；（2）求氣體的體積系數(shù)；（3）若油井日產(chǎn)氣10000（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），它在地下所占的體積為多少？（4）計(jì)算該氣體的壓縮系數(shù)；（5）計(jì)算該氣體的粘度。組分摩爾組成/%/%0.9020.01304.604190.550.0450.1124.880305.430.0310.00984.249369.820.0220.00913.797425.16合計(jì)4.588206.44（1）（2）（3）（m3）（4）由、查圖，得 （5）由、查得，17.有一凝析氣藏。有其流體的高壓物性分析得到壓力-溫度關(guān)系如

8、圖1.1所示，圖中A點(diǎn)代表氣藏壓力及密度。試分析：（1）此氣藏在開采過程中的相態(tài)變化；（2）為了減少凝析油的損失，可采取什么措施？為什么？18.根據(jù)某油田所取油樣的高壓物性試驗(yàn)，得到如圖1.2所示的壓力溫度關(guān)系圖，油藏的壓力及溫度如A點(diǎn)所示，試說明此油藏的類型，并分析開采過程中的變化情況。19.原始?xì)怏w組成列表于表1.4中，以致原始地層壓力=26.78，地層溫度=346.68。計(jì)算地層溫度下（收斂壓力=35.0,由其他資料得的臨界溫度為596.9）。表1.4地層溫度不同壓力下的平衡常數(shù)組分地層溫度、不同壓力下的平衡常數(shù)14.062 21.093 28.124 0.72502.231.701.3

9、00.141101.000.970.980.08120.570.690.82i-0.02240.400.540.71n-0.01130.350.490.69i-0.00720.220.360.57n-0.00490.190.320.550.00350.110.200.410.00350.00780.240.0920.某油井產(chǎn)物的值和20下的平衡常數(shù)見表1.5。表1.5組分20時不同壓力下的平衡常數(shù)5.0 3.01.00.10.02922.0036.70110.001100.00.2075.009.0025.00247.000.0210.901.202.8028.700.0320.380.420

10、.908.000.0580.180.170.302.500.0320.080.070.100.800.621-試計(jì)算一次脫氣分離出來的液量，并對分出液量進(jìn)行對比。（已知脫氣溫度：20；一次脫氣壓力：0.1 ；多級脫氣時，一、二、三、四級脫氣壓力分別為5.0，3.0，1.0，0.1 。）21某地油層樣品，在地層條件下原始體積為310，當(dāng)?shù)販亟档?5.5，壓力降到大氣壓時，液體體積減少到204，并析出218103氣體，計(jì)算天然氣在原油中的溶解度。解：22.在飽和壓力下，1密度為876的原油中溶解相對密度為0.75的天然氣138，在飽和壓力下體積系數(shù)為1.42，求飽和壓力下原油的密度。解：油的質(zhì)量：

11、876kg/m3=876kg氣的質(zhì)量：飽和條件下油密度23.某斷塊地層壓力為22.55 ，地層溫度為72，泡點(diǎn)壓力為21.84，油氣分析數(shù)據(jù)表1.6和表1.7，求當(dāng)?shù)貙訅毫Ψ謩e為21.0及20.0時的兩相體積系數(shù)。表1.6地層油的分析數(shù)據(jù)（泡點(diǎn)壓力為21.84 ）21.8421.020.01.3111.3031.295()119.0114.2109.0表1.7天然氣的分析數(shù)據(jù)（=0.684）組分i-n-i-n-體積分?jǐn)?shù)/%87.344.972.961.351.930.790.510.1524.某一地層油在原始壓力Pi=18.5時的體積為10；當(dāng)?shù)貙訅毫档?4時，釋放出的13.4的氣體后，油的

12、體積為8.7；原油在地面脫氣后剩下的體積為7.8，試求原始壓力下油的體積系數(shù)、14時油的單相及兩相體積系數(shù)。解：（1）（2） 25由某一地層油樣的高壓物理性質(zhì)試驗(yàn)，得出如圖1.3所示的溶解度曲線。求：（1）原始溶解氣油比；（2）泡點(diǎn)壓力；（3）當(dāng)油層壓力降到12.5時，從油中分出的游離氣有多少？解：（1）（2）(3)單位體積油中，26查圖版計(jì)算油藏壓力為20，溫度為93，含鹽質(zhì)量濃度為3104的地層水的壓縮系數(shù)。27某油藏地面原油的密度為0.8762，所溶解的天然氣的相對密度為0.80，油層溫度為71.11，溶解氣油比為100，試查圖版估算在16.6下的底層油體積系數(shù)解：（1980）公式：28

13、某地層油在地面脫氣的密度為0.78，脫出氣體的相對密度為0.8，原始溶解氣油比為178，目前油藏壓力為13.6，油藏溫度為93，試查圖版確定地層油泡點(diǎn)壓力、收縮率及粘度。29.有一封閉未飽和油藏，如圖1.4所示，原始儲量在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為N（），原始壓力，溶解氣油比為（）；目前壓力P低于泡點(diǎn)壓力,累積采油為 (),平均生產(chǎn)氣油比（累積產(chǎn)氣與產(chǎn)油之比）為Rp(),目前壓力下油、氣體積系數(shù)分別為、，溶解氣油比為（），試寫出下列平衡表達(dá)式（不考慮巖石及束縛水彈性）：原始溶解氣量=采出氣量+目前溶解氣量+自由氣量解：第二章1. 某巖樣的粒度組成如表2.1所示，其孔隙度=25.9%，取校正系數(shù)C=1.3，試

14、計(jì)算巖樣的比面值。表2.1顆粒直徑/mm0.3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%421068662解：顆粒直徑/mm0.3平均直徑/mm0.010.0170.0670.120.1710.240.3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%4210686622試證明等徑球形顆粒正排列理想原始的孔隙度=47.5%。證明：設(shè)模型邊長為L，每邊均排列直徑為D的小球n個解： 每個小球的表面積為，每個小球的體積為3設(shè)有一塊干凈巖樣，在空氣中的質(zhì)量，飽和煤油后在煤油空氣中的質(zhì)量，飽和煤油后在煤油中的質(zhì)量，煤油的密度為0.876，試求該巖樣的孔隙度。解：巖石受到的浮力等于其排開液體的重量。（）4設(shè)一油藏含油面積A=10，油層有效厚度，孔隙度，束縛水飽和度在下原

15、油體積系數(shù)，在泡點(diǎn)壓力下原油體積系數(shù)，考慮了束縛水在內(nèi)的巖石的壓縮系數(shù)(間的平均值)，試計(jì)算油藏的儲量，綜合壓縮系數(shù)（之間）和彈性儲量。（1）儲量 （2） （3） 彈性儲量 5已知某一過飽和油藏中含束縛水為24%，測得油，水及巖石的壓縮系數(shù)分別為，油藏的孔隙度為27%，試求該油藏的綜合壓縮系數(shù)。解：=16.066.設(shè)第五題中油藏含油體積為（原始壓力下），原始壓力為27.0，泡點(diǎn)壓力為21.3,泡點(diǎn)壓力下油的體積系數(shù)為1.2，試計(jì)算該油藏的彈性采油量。解：=16.06=1.144（）7.油藏的巖層壓縮系數(shù)為，水的壓縮系數(shù)為，油的壓縮系數(shù)為，氣體的壓縮系數(shù)為，束縛水飽和度為25%，氣體飽和度為5%

16、，孔隙度為20%，試計(jì)算該油藏的綜合壓縮系數(shù)。解：=8.53+25%=()8.設(shè)一直徑為2.5，長為6.0的圓柱形巖心在0.3的壓差下，通入粘度為2.5的油且流量為，巖心被該巖樣100%飽和，求該巖樣的滲透率。解：9對于第8題中的巖心，若該用粘度為0.75的鹽水100%飽和，試求0.5壓差下鹽水的流量。解： 10在上游壓力0.113和下游壓力0.1的壓差作用下，粘度為0.018的空氣通過直徑為，長度為的圓柱形巖心，流量為，求巖心的氣體滲透率。解：11已知巖心截面積為4.9，長為3，氣測滲透率的數(shù)據(jù)見表2.2，測試溫度20，空氣粘度0.0182，出口壓力0.0979，試求巖心的等效流體滲透率。表

17、2.2序號1234入口壓力/（10-1）942.41.5出口流量（）383.6119.548.918.612設(shè)長度均一的100根內(nèi)徑為0.02的毛管和50根內(nèi)徑0.01的毛管，裝在一根半徑為1的管子中，毛管間孔隙填滿石蠟，滲流只發(fā)生在毛管中，求模型的滲透率。解：13根據(jù)Kozeny方程推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)測量比面公式。推導(dǎo)中采用國際單位，取Kozeny常數(shù)為5。14設(shè)一油基泥漿取巖樣蒸餾洗油前質(zhì)量，洗油烘干后質(zhì)量，蒸餾出水的體積，巖石密度，原油密度，巖石孔隙度。計(jì)算：（1）巖石的含油，含水飽和度；（2）若水體積系數(shù)，求巖石在原始油藏條件下的含油飽和度。解：（1）（2）15已知某巖石孔隙度為20%，滲透率為

18、0.5，試求巖石的平均孔隙度和比面。解：16某一油層包括兩個沙層：一層厚4.57，滲透率為；另一層厚3.05，滲透率為，求油層平均滲透率。解： 17某油層橫向滲透率為分布不均勻，分別為0.05,0.2和0.5，相應(yīng)各層高度分別為12.19,3.05和22.86，求油層的平均滲透率。18某一裂縫性石灰?guī)r，其基質(zhì)滲透率小于，裂縫密度為20，平均裂縫寬度為0.127，長度為32。假設(shè)裂縫方向與液流方向相同，求裂縫的滲透率是多少？解： 第三章1如圖3.1所示，將三塊性質(zhì)相同的巖石放在水中，畫出油滴在各個表面上的形狀，并判斷巖石表面的潤濕性。2三支不同半徑的毛管(）插在同一杯水中，測出水的表面張力為，三

19、支毛管中的水面與毛管壁的潤濕角為，水的密度為，求這三支毛管中水面上升的高度。解：3.將第2題中的三根毛管插入盛有油和水的杯中（浸沒于油中），油的密度為，水的密度為，并測的油水界面張力為，潤濕角均為，求這三支毛管中的水面上升高度。解：4.如圖3.2所示，一毛管中存在一氣泡，氣泡靜止時測得油氣界面與毛管壁的潤濕角為，對毛管一端加壓，使氣泡移動，移動開始時測得潤濕角分別是，若油氣界面張力為，毛管內(nèi)半徑為0.1，試求使氣泡移動時所加的附加壓差。（不計(jì)氣泡對管壁垂向的毛管效應(yīng)產(chǎn)生的阻力）解：5. 如圖3.3所示是一變截面毛細(xì)管，有一氣泡欲通過窄口，氣泡兩端為原油。測得油氣界面的界面張力為21.8，接觸窄

20、口產(chǎn)生最大變形時的接觸角分別是，（曲面趨于平面），計(jì)算氣泡通過窄口時產(chǎn)生的最大阻力。解： 6. 用半滲隔板法測得的某巖樣的氣驅(qū)水毛管力數(shù)據(jù)列于表3.1中，試根據(jù)該表繪制毛管力曲線，并求出閾壓、飽和度中值壓力（）及最小含水飽和度。表3.1序號12345678910毛管力/1020307090140180280400742刻度管讀數(shù)/00.0960.1800.3120.8971.3311.6211.7571.8441.845序號12345678910毛管力/1020307090140180280400742()0.01330.02660.04000.09330.12000.1870.240.370

21、.530.989刻度管讀數(shù)/00.0960.1800.3120.8971.3311.6211.7571.8441.84504.89.015.644.8566.5581.187.8592.292.257.已知下列資料：水銀的表面張力為480，水銀空氣-巖石體系的潤濕角為，油藏條件下油水界面張力為30，油-水-巖石體系的潤濕角為，油、水密度差為，有壓汞曲線知飽和度中值壓力為，閾壓為。求：（1）油藏條件下巖石中非潤濕相飽和度為50%時，油水相壓力差是多少？解： （2）引起水的驅(qū)替所需要的最小壓力是多少？解：8.在室內(nèi)用半滲隔板法測某一油藏巖樣的氣驅(qū)水毛管力曲線，測得時，毛管力p，室內(nèi)條件下水的表面張

22、力；油藏條件下，油水界面張力，水的密度，油的密度；自由水面海拔高度為-1000，油藏巖石親水，地面，地下條件下水對巖石潤濕角相同。求：（1）該油藏在的含水飽和度面距自由水面的距離；解：上升高度 （2）含水飽和度面的海拔高度。9.某巖樣由毛管力資料得到油排水的閾壓為，而空氣排油的閾壓為測得油-水界面張力為，空氣-油界面張力為，求該巖樣的潤濕指數(shù)和視接觸角，并判斷其潤濕性。解：10.實(shí)驗(yàn)測得三塊巖樣的毛管力曲線如圖3.4所示，試比較三塊巖樣的最大孔隙的大小、分選性的好壞、主要孔道半徑的大小、束縛水飽和度的大小。解：最大孔隙：分選性：主要喉道半徑：束縛水飽和度：11.圖3.5是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用空氣驅(qū)水測得

23、某油層的四塊巖樣的毛管力曲線，并測得水-空氣的界面張力，巖樣數(shù)據(jù)見表3.2。試?yán)煤瘮?shù)平均上述毛管力曲線，并繪出的小層的毛管力曲線。表3.2巖樣編號1234滲透率/()15.234.0157596孔隙度/%14.717.420.827.512.采用恒溫法測定巖石相對滲透率，已知巖樣長15，橫截面積4.9，驅(qū)動壓差，油的粘度為，水的粘度為，含水飽和度與油、水流量的關(guān)系列于表3.3中。求：（1）繪出相對滲透率曲線（巖樣的絕對滲透率為1.2）；（2）確定束縛水飽和度幾殘余油飽和度。表3.3/%80706050403020()0.5490.3360.2020.0450.0450.0110.000()0.0000.0260.0670.1090.1490.2130.261解： 807060504030200.5490.3360.2020.1010.0450.0110.0000.0000.0260.0670.1090.1490.2130.2610.840/0.7000.514/0.4290.309/0.2580.155/0.1290.069/0.0570.017/0.014000.11