油層物理課后習(xí)題答案

./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/<g﹒mol-1>物質(zhì)的量組成/%40160.025066.910300.00338.815440.00349.125580.004311.510700.00143.7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/<g﹒mol-1>物質(zhì)的量組成/%10440.0022714.135580.0060337.355700.0078648.6合計(jì)1000.016161003．已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(duì)分子質(zhì)量；〔2〕相對(duì)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/%/<g﹒mol-1>/MPa/K96.23164.604190.551.85304.880305.430.83444.249369.820.41583.797425.160.50447.382304.140.18349.005373.5合計(jì)10016.8364.624196.0224〔1〕視相對(duì)分子質(zhì)量〔2〕相對(duì)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(duì)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(shí),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(duì)密度為0.743,地層壓力為13.6,地層溫度為93.3時(shí)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(chǔ)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)4.439251.64①②8.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(duì)密度為0.70,該氣層的地下含氣體積為,求該氣層的儲(chǔ)量。查9.天然氣的相對(duì)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(shí),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與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(duì)密度為0.574〔干氣〕,求天然氣的地下密度。〔℃〕g/mol12.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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)粘度和運(yùn)動(dòng)粘度。16.某油田氣的組成如表1.3所示。表1.3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)系如圖1.1所示,圖中A點(diǎn)代表氣藏壓力與密度。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,油藏的壓力與溫度如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)14.06221.09328.1240.72502.231.701.300.141101.000.970.980.08120.570.690.82i-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(shí)不同壓力下的平衡常數(shù)5.03.01.00.10.02922.0036.70110.001100.00.2075.009.0025.00247.000.0210.901.202.8028.700.0320.380.420.908.000.0580.180.170.302.500.0320.080.070.100.800.621試計(jì)算一次脫氣分離出來的液量,并對(duì)分出液量進(jìn)行對(duì)比?！惨阎摎鉁囟龋?0；一次脫氣壓力：0.1；多級(jí)脫氣時(shí),一、二、三、四級(jí)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(shí),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(duì)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：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與20.0時(shí)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?jí)毫i=18.5時(shí)的體積為10；當(dāng)?shù)貙訅毫档?4時(shí),釋放出的13.4的氣體后,油的體積為8.7；原油在地面脫氣后剩下的體積為7.8,試求原始?jí)毫ο掠偷捏w積系數(shù)、14時(shí)油的單相與兩相體積系數(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(shí),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(duì)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．某地層油在地面脫氣的密度為0.78,脫出氣體的相對(duì)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、收縮率與粘度。29.有一封閉未飽和油藏,如圖1.4所示,原始儲(chǔ)量在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為N〔〕,原始?jí)毫?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〔不考慮巖石與束縛水彈性〕：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,試計(jì)算巖樣的比面值。表2.1顆粒直徑/mm<0.01>0.3質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%421068662解：顆粒直徑/mm<0.01>0.3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(zhǎng)為L(zhǎng),每邊均排列直徑為D的小球n個(gè)解：每個(gè)小球的表面積為,每個(gè)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?！病?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(chǔ)量,綜合壓縮系數(shù)〔~之間〕和彈性儲(chǔ)量?！?〕儲(chǔ)量〔2〕〔3〕彈性儲(chǔ)量5已知某一過飽和油藏中含束縛水為24%,測(cè)得油,水與巖石的壓縮系數(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?jí)毫ο隆?原始?jí)毫?7.0,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%,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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)為3,氣測(cè)滲透率的數(shù)據(jù)見表2.2,測(cè)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2.2序號(hào)1234入口壓力/〔10-1〕942.41.5出口流量〔〕383.6119.548.918.612設(shè)長(zhǎng)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(cè)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(gè)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(zhǎng)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(gè)表面上的形狀,并判斷巖石表面的潤(rùn)濕性。2三支不同半徑的毛管<〕插在同一杯水中,測(cè)出水的表面X力為,三支毛管中的水面與毛管壁的潤(rùn)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(cè)的油水界面X力為,潤(rùn)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(shí)測(cè)得油氣界面與毛管壁的潤(rùn)濕角為,對(duì)毛管一端加壓,使氣泡移動(dòng),移動(dòng)開始時(shí)測(cè)得潤(rùn)濕角分別是,若油氣界面X力為,毛管內(nèi)半徑為0.1,試求使氣泡移動(dòng)時(shí)所加的附加壓差?！膊挥?jì)氣泡對(duì)管壁垂向的毛管效應(yīng)產(chǎn)生的阻力〕解：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(cè)得油氣界面的界面X力為21.8,接觸窄口產(chǎn)生最大變形時(shí)的接觸角分別是,〔曲面趨于平面〕,計(jì)算氣泡通過窄口時(shí)產(chǎn)生的最大阻力。解：用半滲隔板法測(cè)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〔〕與最小含水飽和度。表3.1序號(hào)12345678910毛管力/1020307090140180280400742刻度管讀數(shù)/00.0960.1800.3120.8971.3311.6211.7571.8441.845序號(hào)12345678910毛管力/1020307090140180280400742<>0.01330.02660.04000.09330.12000.1870.240.370.530.989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X力為480,水銀—空氣-巖石體系的潤(rùn)濕角為,油藏條件下油水界面X力為30,油-水-巖石體系的潤(rùn)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(rùn)濕相飽和度為50%時(shí),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(cè)某一油藏巖樣的氣驅(qū)水毛管力曲線,測(cè)得時(shí),毛管力p,室內(nèi)條件下水的表面X力；油藏條件下,油水界面X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(duì)巖石潤(rùn)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(cè)得油-水界面X力為,空氣-油界面X力為,求該巖樣的潤(rùn)濕指數(shù)和視接觸角,并判斷其潤(rùn)濕性。解：10.實(shí)驗(yàn)測(cè)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(cè)得某油層的四塊巖樣的毛管力曲線,并測(cè)得水-空氣的界面X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(hào)1234滲透率/<>15.234.0157596孔隙度/%14.717.420.827.512.采用恒溫法測(cè)定巖石相對(duì)滲透率,已知巖樣長(zhǎng)15,橫截面積4.9,驅(qū)動(dòng)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(duì)滲透率曲線〔巖樣的絕對(duì)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