油层物理模拟试卷及答案.doc

《油层物理学》模拟试卷1

一、 简答题（共20分）
1、简述油气藏按流体性质分为哪几种？（5分）
2、什么是束缚水？（5分）
3、天然气体积系数？
4、什么是波及系数？（5分）
5、什么是原油的原始气油比？
6、什么是天然气相对密度？（5分）

二、问答题（共30分）
1、简述烷烃的形态（气、液、固）与其分子量的关系是什么？（10分）
2、三块岩样的毛管力曲线如下图所示，试比较三块岩样的最大孔隙的大小、分选性的好坏、主要孔道半径的大小、束缚水饱和度的大小。（10分）

3、何谓润湿? 用什么表示岩石的润湿性？（10分）
4、什么是泡点压力、露点压力？什么是临界点？
5、简述影响相对渗透率的因素。

三、计算题（50分）
1、计算下列气体组分的质量分数和体积分数。
组分
摩尔组成
CH4
0.870
C2H6
0.049
C3H8
0.036
i-C4H10
0.025
n-C4H10
0.020
合计
1.000

（备注：第一列、第二列为已知，其它可列是计算的）

2、油层包括两个分层，一层厚4.57米，渗透率为200毫达西，另一层3.05米，渗透率为350毫达西，求平均渗透率。（14分）
3、某油藏原始油层压力P=23.56MPa。该油井样品实验室PVT分析结果如下表。注： Pb-泡点压力。
P(实验室压力点)
Mpa
Bo(原油地层体积
系数）m3/m3
Rs(溶解气油比)
m3/m3
Bg(气体地层体积系数)
m3/m3
27.21
1.517
167.5

23.81
1.527
167.5

23.13
1.530
167.5

22.45
1.532
167.5

21.77
1.524
167.5

21.09
1.537
167.5

20.77(Pb)
1.538
167.5
0.004858
18.37
1.484
145.8
0.005464
16.33
1.441
130.3
0.006115
14.29
1.401
115
0.007023
 求：(1)P=18.37Mpa时总体积系数；（10分）
    (2)当地层压力为21.77MPa时，假设油井日产20m3地面原油，问：地面日产气？（8分）
4、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，该岩样烘干后重量为7.2221，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（7分）、含油饱和度（6分）、孔隙度（5分）。（设岩样的视密度为2.65克/厘米3，油的密度0.8760克/厘米3, 水的密度1.0051克/厘米3）。

5、在砂岩岩样上测得油、水相对渗透率数据如下表
Sw/%
Krw/小数
Kro/小数
46.6
0.0
1.0
50.0
0.0357
0.5738
55.7
0.0805
0.3315
58.4
0.0975
0.2674
64.4
0.1391
0.1608
69.9
0.1841
0.0909
76.4
0.2407
0.0378
81.4
0.284
0.013
83.1
0.2975
0.0073
84.2
0.3062
0.0
求：（1）在直角坐标上，粗略描画出油、水相对渗透率曲线。
（2）如果μw=1.2cp，μo=2.0cp，计算Sw=0.644时的水的分流量fw。         
（3）判断该岩芯的润湿性。
（4）计算最终采收率。

《油层物理学》模拟试卷答案1

一、简答题（共20分）
1、简述油气藏按流体性质分为哪几种？（5分）
答：（1）气藏；（2）凝析气藏；（3）挥发性油藏；（4）黑油油藏；（5）重质油藏。
2、什么是束缚水？（5分）
答：在原油运移、油藏形成过程中，由于毛细管作用和岩石颗粒表面对水的吸附作用，油不可能将水全部驱走，一些水残存下来行成的一定数量的不流动水，叫做束缚水。
3、天然气体积系数？
答：天然气体积系数见课本P35第二段：一定量的天然气在油层条件（某一p、T）下的体积V与其在地面标准状态下（20℃，0.1MPa）所占体积Vsc之比，即：Bg=V/Vsc
4、什么是波及系数？（5分）
答：波及系数表示注入工作剂在油层中的波及程度。定义为被工作剂驱扫过的油层体积百分数。
5、什么是原油的原始气油比？
答：原油的溶解气油比Rs是指单位体积或单位质量地面原油在地层条件（压力、温度）下所溶有的天然气在标准状态下的体积（m3/m3或m3/t）。
6、什么是天然气相对密度？（5分）
答：天然气相对密度定义为：在石油行业标准状况下（293K、0.101MPa），天然气密度与干空气密度之比。

二、问答题（共30分）
1、简述烷烃的形态（气、液、固）与其分子量的关系是什么？（10分）
答：烷烃又称石蜡族烃，其化学通式为CnH2n+2。烷烃由于其分子量大小不同存在形态也不同，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分；C16以上的为固态，即所谓石蜡。
2、三块岩样的毛管力曲线如下图所示，试比较三块岩样的最大孔隙的大小、分选性的好坏、主要孔道半径的大小、束缚水饱和度的大小。（10分）

解：（1）根据阈压判断，最大空隙由大到小的排列为;c、a、b
(2)分选性由好到坏为：a、b、c
(3)束缚水饱和度由大到小为：c、b、a

3、何谓润湿? 用什么表示岩石的润湿性？（10分）
答：（1）见课本P195第三段第一句话：润湿是指液体在界面张力的作用下沿岩石表面流散的现象。
（2）用接触角或附着功来表示。
接触角也称润湿角，通过液—液—固（或气—液—固）三相交点做液—液（或液—气）界面的切线，切线与固—液界面之间的夹角称为接触角，用θ表示，并规定θ从极性大的液体一面算起。油—水—岩石系统的润湿性分为以下几种情况：
当θ<90℃，水可以润湿岩石，岩石亲水性好，成为水湿。
当θ=90℃时，岩石既不亲油也不亲水，称为中性润湿；
当θ≥90℃时，岩石亲油性好，称为油湿。
衡量岩石润湿性大小的另一个指标是附着功或粘附功。
对于油、水、岩石三相体系，当附着功大于油水界面张力时，岩石亲水；当附着功小于油水界面张力时，岩石亲油；当附着功等于油水界面张力时，岩石为中性。
4、什么是泡点压力、露点压力？什么是临界点？
答: 泡点压力是温度一定时、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；而露点压力则是温度一定时、压力升高过程中从汽相中凝结出第一批液滴时的压力。
对于单相组分其液、汽两相能够共存的区域是一条线，即饱和蒸汽压线。饱和蒸汽压线的终点C称为临界点。临界点是汽、液两相能够共存的最高温度点和最高压力点。
5、简述影响相对渗透率的因素。
答：相对渗透率是饱和度的函数，因此它收一下因素的影响。
（1）岩石孔隙结构的影响 ；
（2）岩石润湿性的影响；岩石的润湿性对相对渗透率曲线的特征影响较大。一般岩石从强润湿（θ=0°）到强非润湿（（θ=180°）时，非润湿相的相对渗透率将依次降低，相反，润湿相的相对渗透率将依次升高。
（3）流体物性；包括流体粘度、流体中表面活性物质的影响。
（4）油水饱和顺序的影响；
（5）温度对相对渗透率的影响
（6）驱动因素的影响。

三、计算题（50分）
1、计算下列气体组分的质量分数和体积分数。
组分
摩尔组成
CH4
0.870
C2H6
0.049
C3H8
0.036
i-C4H10
0.025
n-C4H10
0.020
合计
1.000

解：换算过程及结果见下表。
组分
摩尔组成
体积分数
分子量Mi
YiMi
质量分数Gi
CH4
0.870
0.870
16.0
13.920
0.710
C2H6
0.049
0.049
30.1
1.470
0.075
C3H8
0.036
0.036
44.1
1.584
0.081
i-C4H10
0.025
0.025
58.1
1.450
0.074
n-C4H10
0.020
0.020
58.1
1.160
0.059
合计
1.000
1.000

19.584
1.000
（备注：第一列、第二列为已知，其它可列是计算的）

2、油层包括两个分层，一层厚4.57米，渗透率为200毫达西，另一层3.05米，渗透率为350毫达西，求平均渗透率。（14分）
解：并联地层渗透率公式：

3、某油藏原始油层压力P=23.56MPa。该油井样品实验室PVT分析结果如下表。注： Pb-泡点压力。
P(实验室压力点)
Mpa
Bo(原油地层体积
系数）m3/m3
Rs(溶解气油比)
m3/m3
Bg(气体地层体积系数)
m3/m3
27.21
1.517
167.5

23.81
1.527
167.5

23.13
1.530
167.5

22.45
1.532
167.5

21.77
1.524
167.5

21.09
1.537
167.5

20.77(Pb)
1.538
167.5
0.004858
18.37
1.484
145.8
0.005464
16.33
1.441
130.3
0.006115
14.29
1.401
115
0.007023
 求：(1)P=18.37Mpa时总体积系数；（10分）
    (2)当地层压力为21.77MPa时，假设油井日产20m3地面原油，问：地面日产气？（8分）
解：（1）由表中得出原始地层压力下的溶解气油比Rsi=167.5.
P=18.37MPa时,B=Bo+(Rsi-Rs)=1.603
（2）根据溶解气油比定义式得：，即为地面日产气量
4、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，该岩样烘干后重量为7.2221，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（7分）、含油饱和度（6分）、孔隙度（5分）。（设岩样的视密度为2.65克/厘米3，油的密度0.8760克/厘米3, 水的密度1.0051克/厘米3）。
解：设烘干后的岩样质量W;饱和煤油的岩样在空气中的质量W2;在煤油中的质量W3.
岩样外表体积:
又有W2-W3=
得
空隙体积：；
含水饱和度：；
含油饱和度：
孔隙度：

5、在砂岩岩样上测得油、水相对渗透率数据如下表
Sw/%
Krw/小数
Kro/小数
46.6
0.0
1.0
50.0
0.0357
0.5738
55.7
0.0805
0.3315
58.4
0.0975
0.2674
64.4
0.1391
0.1608
69.9
0.1841
0.0909
76.4
0.2407
0.0378
81.4
0.284
0.013
83.1
0.2975
0.0073
84.2
0.3062
0.0
求：（1）在直角坐标上，粗略描画出油、水相对渗透率曲线。
（2）如果μw=1.2cp，μo=2.0cp，计算Sw=0.644时的水的分流量fw。         
（3）判断该岩芯的润湿性。
（4）计算最终采收率。

解：
（1）画图略（同学可自己画出）
（2）

（3）该岩心为水湿。因为：束缚水饱和度46.6%>20%~25%
（4） 最终采收率：