油层物理课后习题答案

1、 第一章1.将气体混合物的质量组成换算为物质的量的组成。气体混合物的质量组成如下：,，。解：按照理想气体计算： 组分质量组成/%摩尔质量/(gmol-1)物质的量组成/%40160.025066.9 10300.00338.815440.00349.125580.004311.510700.00143.7合计1000.0374100.02.已知液体混合物的质量组成：将此液体混合物的质量组成换算为物质的量的组成。解：组分质量组成/%摩尔质量/(gmol-1)物质的量组成/%10440.0022714.135580.0060337.355700.0078648.6合计1000.016161003已

2、知地面条件下天然气各组分的体积组成：,， ，。若地层压力为15，地层温度为50。求该天然气的以下参数：（1）视相对分子质量；（2）相对密度；（3）压缩因子；（4）地下密度；（5）体积系数；（6）等温压缩系数；（7）粘度；（8）若日产气为104m3,求其地下体积。解：组分物质的量组成/%/(gmol-1)/MPa/K96.23164.604190.55 1.85304.880305.430.83444.249369.820.41583.797425.160.50447.382304.140.18349.005373.5合计10016.8364.624196.0224（1）视相对分子质量（2）相对

3、密度（3）压缩因子 （4）地下密度（5）体积系数 （6）等温压缩系数（7）粘度 （8）若日产气为104m3,求其地下体积。 4.知常压下天然气各组分的体积组成：,， 。若相对密度为0.88，地层压力为15，地层温度为38，求天然气的压缩因子。组分体积组成/%/%8794.064.604190.554.04.324.880305.4311.084.249369.820.50.543.797425.167.51004.608198.72合计100查图得5.某天然气在温度为93.33、压力为14.06时，视临界温度和视临界压力分别为225.19和5.538，在该天然气中，的摩尔分数为18.41%，的

4、摩尔分数为1.64%，试计算含和的天然气压缩因子。6.求相对密度为0.743，地层压力为13.6，地层温度为93.3时天然气的压缩因子。7.在压力为10，温度为40的砂岩地层中储藏有天然气，其物质的量的组成为:设岩层孔隙度为20%，气体饱和度为80%，求1岩层体积中的天然气量（标）解：组分组成/%/%70.04.604190.556.04.880305.4310.04.249369.826.33.797425.167.73.369469.6总计4.439251.648.有一含气层（湿气），其地层压力为20,地层温度为75，气体的相对密度为0.70，该气层的地下含气体积为，求该气层的储量。查9.

5、天然气的相对密度为0.70，地层温度为99，地层压力为15.64，计算气体的体积系数。10.某一地层气体在65.55时，压缩因子Z随压力P的变化情况和表1.0所示。表1.103.5157.03114.06121.09228.13335.1541.000.920.860.800.820.891.00试绘出Z和P的关系曲线，并用图解法确定压力分别为7，15及28处的斜率，然后再求出在这些压力下的气体压缩系数。11.已知某气井深4554，地层压力为54.141，地面平均温度为17.0，地温梯度为0.02/m，天然气的压缩因子为1.148，相对密度为0.574（干气），求天然气的地下密度。（）g/mo

6、l12.已知某气井地层压力为53.752，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4.762，临界温度为192.3，求天然气的地下密度。13.气体组成如表1.2所示。表1.2组分体积系数/%81.07.55.54.01.50.5若地层压力为136MPa，地层温度为99，求气体的粘度。14.试估算某一凝析气藏气在49.2和104.44下的粘度。已知这一气体的相对密度为0.90，并含有摩尔分数为2%的，4%的和6%的。15.天然气的相对密度为0.743，地层压力为13.6，地层温度为93.3，求天然气的绝对粘度和运动粘度。16.某油田气的组成如表1.3所示。表1.3

7、组分摩尔积分0.9020.0450.0310.022若油层温度为32，油层压力为8.3。（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），它在地下所占的体积为多少？（4）计算该气体的压缩系数；（5）计算该气体的粘度。组分摩尔组成/%/%0.9020.01304.604190.550.0450.1124.880305.430.0310.00984.249369.820.0220.00913.797425.16合计4.588206.44（1）（2）（3）（m3）（4）由、查图，得 （5）由、查得，17.有一凝析气藏。有其流体的高压物性分析得到压力-温度关系如

8、图1.1所示，图中A点代表气藏压力及密度。试分析：（1）此气藏在开采过程中的相态变化；（2）为了减少凝析油的损失，可采取什么措施？为什么？18.根据某油田所取油样的高压物性试验，得到如图1.2所示的压力温度关系图，油藏的压力及温度如A点所示，试说明此油藏的类型，并分析开采过程中的变化情况。19.原始气体组成列表于表1.4中，以致原始地层压力=26.78，地层温度=346.68。计算地层温度下（收敛压力=35.0,由其他资料得的临界温度为596.9）。表1.4地层温度不同压力下的平衡常数组分地层温度、不同压力下的平衡常数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.某油井产物的值和20下的平衡常数见表1.5。表1.5组分20时不同压力下的平衡常数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-试计算一次脱气分离出来的液量，并对分出液量进行对比。（已知脱气温度：20；一次脱气压力：0.1 ；多级脱气时，一、二、三、四级脱气压力分别为5.0，3.0，1.0，0.1 。）21某地油层样品，在地层条件下原始体积为310，当地温降到15.5，压力降到大气压时，液体体积减少到204，并析出气体，计算天然气在原油中的溶解度。解：22.在饱和压力下，1密度为876的原油中溶解相对密度为0.75的天然气138，在饱和压力下体积系数为1.42，求饱和压力下原油的密度。解：油的质量：876kg/

11、m3=876kg气的质量：饱和条件下油密度23.某断块地层压力为22.55 ，地层温度为72，泡点压力为21.84，油气分析数据表1.6和表1.7，求当地层压力分别为21.0及20.0时的两相体积系数。表1.6地层油的分析数据（泡点压力为21.84 ）21.8421.020.01.3111.3031.295()119.0114.2109.0表1.7天然气的分析数据（=0.684）组分i-n-i-n-体积分数/%87.344.972.961.351.930.790.510.1524.某一地层油在原始压力Pi=18.5时的体积为10；当地层压力降到14时，释放出的13.4的气体后，油的体积为8.7

12、；原油在地面脱气后剩下的体积为7.8，试求原始压力下油的体积系数、14时油的单相及两相体积系数。解：（1）（2） 25由某一地层油样的高压物理性质试验，得出如图1.3所示的溶解度曲线。求：（1）原始溶解气油比；（2）泡点压力；（3）当油层压力降到12.5时，从油中分出的游离气有多少？解：（1）（2）(3)单位体积油中，26查图版计算油藏压力为20，温度为93，含盐质量浓度为3104的地层水的压缩系数。27某油藏地面原油的密度为0.8762，所溶解的天然气的相对密度为0.80，油层温度为71.11，溶解气油比为100，试查图版估算在16.6下的底层油体积系数解：（1980）公式：28某地层油在地

13、面脱气的密度为0.78，脱出气体的相对密度为0.8，原始溶解气油比为178，目前油藏压力为13.6，油藏温度为93，试查图版确定地层油泡点压力、收缩率及粘度。29.有一封闭未饱和油藏，如图1.4所示，原始储量在标准状况下为N（），原始压力，溶解气油比为（）；目前压力P低于泡点压力,累积采油为 (),平均生产气油比（累积产气与产油之比）为Rp(),目前压力下油、气体积系数分别为、，溶解气油比为（），试写出下列平衡表达式（不考虑岩石及束缚水弹性）：原始溶解气量=采出气量+目前溶解气量+自由气量解：第二章1. 某岩样的粒度组成如表2.1所示，其孔隙度=25.9%，取校正系数C=1.3，试计算岩样的比

14、面值。表2.1颗粒直径/mm0.3质量分数/%421068662解：颗粒直径/mm0.3平均直径/mm0.010.0170.0670.120.1710.240.3质量分数/%4210686622试证明等径球形颗粒正排列理想原始的孔隙度=47.5%。证明：设模型边长为L，每边均排列直径为D的小球n个解： 每个小球的表面积为，每个小球的体积为3设有一块干净岩样，在空气中的质量，饱和煤油后在煤油空气中的质量，饱和煤油后在煤油中的质量，煤油的密度为0.876，试求该岩样的孔隙度。解：岩石受到的浮力等于其排开液体的重量。（）4设一油藏含油面积A=10，油层有效厚度，孔隙度，束缚水饱和度在下原油体积系数，

15、在泡点压力下原油体积系数，考虑了束缚水在内的岩石的压缩系数(间的平均值)，试计算油藏的储量，综合压缩系数（之间）和弹性储量。（1）储量 （2） （3） 弹性储量 5已知某一过饱和油藏中含束缚水为24%，测得油，水及岩石的压缩系数分别为，油藏的孔隙度为27%，试求该油藏的综合压缩系数。解：=16.066.设第五题中油藏含油体积为（原始压力下），原始压力为27.0，泡点压力为21.3,泡点压力下油的体积系数为1.2，试计算该油藏的弹性采油量。解：=16.06=1.144（）7.油藏的岩层压缩系数为，水的压缩系数为，油的压缩系数为，气体的压缩系数为，束缚水饱和度为25%，气体饱和度为5%，孔隙度为2

16、0%，试计算该油藏的综合压缩系数。解：=8.53+25%=()8.设一直径为2.5，长为6.0的圆柱形岩心在0.3的压差下，通入粘度为2.5的油且流量为，岩心被该岩样100%饱和，求该岩样的渗透率。解：9对于第8题中的岩心，若该用粘度为0.75的盐水100%饱和，试求0.5压差下盐水的流量。解： 10在上游压力0.113和下游压力0.1的压差作用下，粘度为0.018的空气通过直径为，长度为的圆柱形岩心，流量为，求岩心的气体渗透率。解：11已知岩心截面积为4.9，长为3，气测渗透率的数据见表2.2，测试温度20，空气粘度0.0182，出口压力0.0979，试求岩心的等效流体渗透率。表2.2序号1

17、234入口压力/（10-1）942.41.5出口流量（）383.6119.548.918.612设长度均一的100根内径为0.02的毛管和50根内径0.01的毛管，装在一根半径为1的管子中，毛管间孔隙填满石蜡，渗流只发生在毛管中，求模型的渗透率。解：13根据Kozeny方程推导实验测量比面公式。推导中采用国际单位，取Kozeny常数为5。14设一油基泥浆取岩样蒸馏洗油前质量，洗油烘干后质量，蒸馏出水的体积，岩石密度，原油密度，岩石孔隙度。计算：（1）岩石的含油，含水饱和度；（2）若水体积系数，求岩石在原始油藏条件下的含油饱和度。解：（1）（2）15已知某岩石孔隙度为20%，渗透率为0.5，试求

18、岩石的平均孔隙度和比面。解：16某一油层包括两个沙层：一层厚4.57，渗透率为；另一层厚3.05，渗透率为，求油层平均渗透率。解： 17某油层横向渗透率为分布不均匀，分别为0.05,0.2和0.5，相应各层高度分别为12.19,3.05和22.86，求油层的平均渗透率。18某一裂缝性石灰岩，其基质渗透率小于，裂缝密度为20，平均裂缝宽度为0.127，长度为32。假设裂缝方向与液流方向相同，求裂缝的渗透率是多少？解： 第三章1如图3.1所示，将三块性质相同的岩石放在水中，画出油滴在各个表面上的形状，并判断岩石表面的润湿性。2三支不同半径的毛管(）插在同一杯水中，测出水的表面张力为，三支毛管中的水

19、面与毛管壁的润湿角为，水的密度为，求这三支毛管中水面上升的高度。解：3.将第2题中的三根毛管插入盛有油和水的杯中（浸没于油中），油的密度为，水的密度为，并测的油水界面张力为，润湿角均为，求这三支毛管中的水面上升高度。解：4.如图3.2所示，一毛管中存在一气泡，气泡静止时测得油气界面与毛管壁的润湿角为，对毛管一端加压，使气泡移动，移动开始时测得润湿角分别是，若油气界面张力为，毛管内半径为0.1，试求使气泡移动时所加的附加压差。（不计气泡对管壁垂向的毛管效应产生的阻力）解：5. 如图3.3所示是一变截面毛细管，有一气泡欲通过窄口，气泡两端为原油。测得油气界面的界面张力为21.8，接触窄口产生最大变

20、形时的接触角分别是，（曲面趋于平面），计算气泡通过窄口时产生的最大阻力。解： 6. 用半渗隔板法测得的某岩样的气驱水毛管力数据列于表3.1中，试根据该表绘制毛管力曲线，并求出阈压、饱和度中值压力（）及最小含水饱和度。表3.1序号12345678910毛管力/1020307090140180280400742刻度管读数/00.0960.1800.3120.8971.3311.6211.7571.8441.845序号12345678910毛管力/1020307090140180280400742()0.01330.02660.04000.09330.12000.1870.240.370.530.9

21、89刻度管读数/00.0960.1800.3120.8971.3311.6211.7571.8441.84504.89.015.644.8566.5581.187.8592.292.257.已知下列资料：水银的表面张力为480，水银空气-岩石体系的润湿角为，油藏条件下油水界面张力为30，油-水-岩石体系的润湿角为，油、水密度差为，有压汞曲线知饱和度中值压力为，阈压为。求：（1）油藏条件下岩石中非润湿相饱和度为50%时，油水相压力差是多少？解： （2）引起水的驱替所需要的最小压力是多少？解：8.在室内用半渗隔板法测某一油藏岩样的气驱水毛管力曲线，测得时，毛管力p，室内条件下水的表面张力；油藏条件

22、下，油水界面张力，水的密度，油的密度；自由水面海拔高度为-1000，油藏岩石亲水，地面，地下条件下水对岩石润湿角相同。求：（1）该油藏在的含水饱和度面距自由水面的距离；解：上升高度 （2）含水饱和度面的海拔高度。9.某岩样由毛管力资料得到油排水的阈压为，而空气排油的阈压为测得油-水界面张力为，空气-油界面张力为，求该岩样的润湿指数和视接触角，并判断其润湿性。解：10.实验测得三块岩样的毛管力曲线如图3.4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。解：最大孔隙：分选性：主要喉道半径：束缚水饱和度：11.图3.5是实验室内用空气驱水测得某油层的四块

23、岩样的毛管力曲线，并测得水-空气的界面张力，岩样数据见表3.2。试利用函数平均上述毛管力曲线，并绘出的小层的毛管力曲线。表3.2岩样编号1234渗透率/()15.234.0157596孔隙度/%14.717.420.827.512.采用恒温法测定岩石相对渗透率，已知岩样长15，横截面积4.9，驱动压差，油的粘度为，水的粘度为，含水饱和度与油、水流量的关系列于表3.3中。求：（1）绘出相对渗透率曲线（岩样的绝对渗透率为1.2）；（2）确定束缚水饱和度几残余油饱和度。表3.3/%80706050403020()0.5490.3360.2020.0450.0450.0110.000()0.0000.0260.0670.1090.1490.2130.261解： 807060504030200.5490.3360.2020.1010.0450.0110.0000.0000.0260.0670.1090.1490.2130.2610.840/0.7000.514/0.4290.309/0.2580.155/0.1290.069/0.0570.017/0.014000.119