长江大学油层物理习题解答

第一篇 储层流体的高压物性第一章 天然气的高压物理性质一、名词解释。1.天然气视分子量（gas apparent molecular weight）： 2.天然气的相对密度(gas relative density ) : 3.天然气的压缩因子Z(gas compressibility factor) ： 4.对应状态原理(correlation state principle) ： 5.天然气压缩系数（gas compressive coefficient）： 6.天然气体积系数(gas formation volume factor)： 二判断题。 1体系压力愈高，则天然气体积系数愈小。（ ）2烃类体系温度愈高，则天然气压缩因子愈小。（ ）3体系压力越大，天然气等温压缩率越大。（ ）4当二者组分相似，分子量相近时，天然气的粘度增加。（ ）5压力不变时，随着温度的增加，天然气的粘度增加。（ ）6天然气水合物形成的有利条件是低温低压。（ ）7温度不变时，压力增加，天然气体积系数减小。（ ）8温度不变时，压力增加，天然气分子量变大。（ ）9. 当压缩因子为1时，实际气体则成为理想气体。（ ）三选择题。ACACBDB1.理想气体的压缩系数与下列因素有关1.理想气体的压缩系数与下列因素有关 A.压力 B.温度 C.体积 D.组成 ( A ) 2.在相同温度下，随着压力的增加，天然气压缩因子在低压区间将 在高压区间将 A.上升，上升 B.上升，下降 C.下降，上升 D.下降，下降 ( C ) 3.对于单组分烃，在相同温度下，若C原子数愈少，则其饱和蒸气压愈 其挥发性愈 A.大，强 B.小，弱 C.小，强 D.大，弱 ( A ) 4.地层中天然气的密度 地面天然气的密度。 A.小于 B.等于 C.大于 D.视情况定 ( C ) 5.通常用来计算天然气体积系数的公式为 A.Bg=Cg(273+t)/293P B.Bg=V地下/ V地面C.Bg=Z(273+t)/293P D.Bg= V地面/ V地下 ( B ) 6.天然气压缩因子Z1说明天然气比理想气体 压缩，Z1说明天然气比理想气体 。A.易于，难于 B.易于，易于C.难于，难于 D.难于，易于 ( D ) 7.两种天然气A和B，在相同的P-T条件下，A比B更易于压缩，则CgA CgA, ,ZA ZB A.大于，大于 B.大于，小于 C.小于，大于 D.小于，小于 ( B ) 四问答题。1.天然气的分子量M、密度和比重是如何定义的？ 2.压缩因子的物理意义是什么？请区别压缩系数，压缩因子和体积系数的概念。 3.如何确定多组分体系的视临界压力和视临界温度？你认为它们就是多组分体系的临界压力和临界温度吗？为什么？ 五计算题。1某天然气的组成如表所示。1计算天然气的视分子量和比重 2计算在43和8MPa下，1mol该天然气所占的体积。组分 Yi Mi Pci (MPa) Tci (K) 0.90 16.0 4.54 190.6 0.05 30.1 4.82 305.4 0.03 44.1 4.19 369.8 0.02 58.1 3.75 425.214.41.5051.3231.1624.0860.2410.12570.075171.5415.2711.0948.504合计： Yi =1M= 18.39 Pc=4.528Tc=206.408解：（1）天然气的视分子量： M=YiMi=14.4+1.505+1.323+1.162=18.30因而该天然气的比重: =M/29=0.634（2）该天然气的视临界参数：Ppc=YiPci=4.528（MPa） Tpc=YiTci=206.408（K） 因而在43，8MPa下，其视对比参数为：Ppr=P/Ppc=8/4.528=1.77 Tpr=T/ Tpc=(47+273)/206.408=1.53查压缩因子图版得该天然气在此状态下的压缩因子：Z0.84 由PV=ZnRT得：1mol该天然气在此温度压力下所占体积： V=ZnRT/P=0.8418.314(47+273)/(8106) =2.7610-4(m3) 2.某天然气的比重为0.743，当地层压力为13.6MPa，地层温度为93时，求该天然气的压缩因子。 解：根据比重 查“天然气相对密度与拟临界参数图”可得视临界参数： Tc=222K, Pc=4.64MPa （也可以通过经验公式计算出视临界参数） 可计算出：Ppr=P/Ppc=13.6/4.64=2.93 Tpr=T/ Tpc=（273+93）/222=1.65 查压缩因子图版可得：Z0.813已知某气井地层压力为53.752MPa，地层温度为105.58，根据天然气分析知，相对密度为0.57，临界压力为4.762MPa,临界温度为192.3K，求天然气的地下密度。 解：由题意可求得：Ppr=P/Ppc=53.752/4.762=11.2 Tpr=T/ Tpc= (273+105.58)/192.3=1.97 查压缩因子图版可得：Z0.93由 =M/29得M=29 对于1mol的天然气，根据状态方程PV=ZRTm/M得该天然气的地下密度： g=m/V=PM/(ZRT)=29P /(ZRT)=2953.7521060.57/0.938.314(105.58+273) =0.306 (g/m3)又解：Z=0.93， Bg=0.0024, g=0.571.293/Bg=0.307(g/cm3)。4某油藏存在一气顶，地下体积为105万立方米，地压力为20MPa，地层温度为75，天然气比重为0.7，求该气顶的储量。 解：根据比重 查“天然气相对密度与拟临界参数图”可得视临界参数： Tc=216K, Pc=4.66MPa （也可以通过经验公式计算出视临界参数） 可得：Ppr=P/Ppc=20/4.66=4.3 Tpr=T/ Tpc=（273+75）/216=1.6 查压缩因子图版得：Z=0.84Bg= ZTP0/(T0P)=0.84（273+75）0.1/(273+20) 20=0.004929 Ng=V地下/Bg=105104/0.004929=2。13108（m3） 5某油气田的组成如表所示。组分YiMiPci (MPa)Tci (K)CH4 0.90216.04.54190.6C2H60.04530.14.82305.40.03144.1 4.19369.80.02158.13.75425.2 若地层温度为32，油层压力为8.3MPa。（1） 求气体的压缩因子；（2） 求气体的体积系数；（3） 若油井日产气10000（标准状态），它在地下所占体积为多少？（4） 计算该气体的压缩系数；（5） 计算该气体的粘度。解：Ppc=YiPci=0.9024.54+0.0454.82+0.0314.19+0.0213.75=4.52（MPa） Tpc=YiTci=0.902190.6+0.045305.4+0.031369.8+0.021425.2=206.06（K）可得：Ppr=P/Ppc=8.3/4.52=1.84 Tpr=T/ Tpc=（273+32）/208.06=1.48（1）查压缩因子图版可得该天然气在此状态下的压缩因子Z0.82（2）Bg= ZTP0/(T0P)=0.82(273+32)0.1/(273+20)8.3=0.0103m3/ m3（3）Vg地下=BgVg地面=0.010310000 m3=103(m3) （4）根据压缩因子图版，在Ppr=1.84、Tpr=1.48处（仅供参考） 代入数据计算得： （5）该天然气的视分子量 M=YiMi=0.90216.0+0.04530.1+0.03144.1+0.02158.1=18.37查图可得大气压下该天然气的粘度：1=0.0106(mPas)查图可得在Ppr=1.84、Tpr=1. 48处，高低压粘度比为g/1=1.3g=1g/1=0.01061.3=0.0138(mPas)第二章 油气藏烃类的相态和汽液平衡一、名词解释。1.第一露点（first dew point）： 2.临界点(critical point)： 3.临界凝析压力(critical condensate pressure)： 4.反常凝析(retrograde condensation)： 5.露点压力(dew point)： 6.泡点压力(bubble point)： 7.相态方程(phase state equations)： 二判断题。 1饱和油藏可以理解为高收缩油藏。 （ ）2烃类体系相图中，重质组分含量愈高，则气液等含量线分布线愈向右密集 。（ ）3烃类体系相图中，临界温度是液向气转化的最高温度。 （ ）4烃类体系相图中，临界凝析压力是气向液转化的最高压力。 （ ）5烃类体系相图中，反常相变现象只发生在等温反常凝析区。 （ ）6烃类体系相图中，重质组分含量愈高，则临界点愈向右多移。 （ ）7重质组分含量越高，则相图中等液量线越向露点线密集。 （ ）8对烃类单组分，碳原子数越多，则饱和蒸汽压越大。 （ ）9反凝析现象只发生在等温降压过程中。 （ ）10重质组分含量增加，则相图中的临界点越靠右。 （ ） 三选择题。CDAC1.在双组分体系相图中，两组分的相对分子质量差别越大，则临界点轨迹线所包面积越 两相区最高压力越 A.大，低 B.小，低 C.大，高 D.小，高 ( C ) 2.对于双组分烃体系，若较重组分含量愈高，则相同位置愈 ，临界点位置愈偏 A.高，左 B.低，左 C.高，左 D.低，右 ( D ) 3.在多组份烃类体系的相图中，不饱和油藏应处于_. A. 液相区 B. 两相区 C. 气相区 D. 所有的区 ( A ) 4.在多组份烃类体系的相图中，饱和油藏应处于。 A.液相区 B.气相区 C.两相区 D.所有区 ( C ) 四问答题。1.油藏流体意指什么？何谓高压物性？ 2.单组分体系的临界点是如何定义的？多组分体系的临界点又是如何定义的？ 3.根据下面的相图（P-T图），判断图中的各点属于何种油气藏类型，各自有什么特点？分析影响P-T相图的因素有哪些？A点：B点：L点：E点： F点： 4凝析气藏形成的条件是什么？ 5画出干气和湿气的相图，并分析比较说明各自的特征。 6在同一P-T相图上画出未饱和油藏和湿气气藏从原始地层压力，地层温度至地面分离气压力Psp，分离器温度Tsp的开采路径。7在同一P-T相图上画出挥发油油藏和干气气藏从原始地层压力（），地层温度至地面分离气压力Psp，分离器温度Tsp的开采路径。 注：开采路径指：地层井底井筒分离器五计算题。1试推导油气体系露点线方程和泡点线方程。 第三章 油气的溶解与分离一、名词解释。1.溶解油气比( gas/oil ratio)： 2.差异分离(differential liberation)： 3.接触分离(single stage liberation)： 4.天然气溶解度（gas solubility）： 5.平均生产油气比(average production oil/gas ratio)： 6.平衡常数( equilibrium constant)： 二判断题。 1.对于同种原油，一次分离的溶解油气比大于多级分离。 （ ）2.对于同种原油，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。 （ ）3.原始溶解油气比一定大于目前压力下的溶解油气比。 （ ）4.对于同种天然气，在地层油中的溶解度一定大于在地层水中的溶解度。 （ ）5.地层温度愈高，则地层油溶解油气比愈小。 （ ）6对于同一种原油，温度压力相同时，甲烷的溶解度大于丙烷的溶解度。（ ） 三选择题。AADCBB1.多级脱气过程中，各相组成将 发生变化，体积组成将 发生变化。A.要，要 B.要，不 C.不，要 D.不，不 ( A )2.一次脱气与多级脱气相比，前者的分离气密度较 ，前者的脱气油密度较 。A.大，大 B.大，小 C.小，大 D.小，小 ( A ) 3.在其它相同条件下的溶解能力而言，、三者的强弱顺序为 。A. B. C. D. ( D ) 4.若在某平衡条件下，乙烷的平衡常数为2，此时在液相中的摩尔分数为20%，则其在气相中的摩尔分数为 。 A.10% B.80% C.40% D.20% ( C ) 5.当压力低于饱和压力时，天然气在石油中的溶解度是随压力的增大而_。A减小 B. 增大 C. 不变 D.不确定 ( B ) 6.在相同的温度压力条件下，同一种天然气在轻质油中的溶解度 在重质油中的溶解度。A.小于 B.大于 C.等于 D.不确定 ( B ) 四问答题。1.地层原油的溶解油气比是怎样定义的？