何更生版《油层物理》课后答案经典详细.docx
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何更生版《油层物理》课后答案经典详细
第一章储层岩石的物理特征
24、以下图1-1为两岩样的粒度构成积累散布曲线,请画出与之对应的粒度构成散布曲线,注明坐标并对曲线加以定性剖析。
Wi
%
W
A
B
Logdi
图1-1两岩样的粒度构成积累散布曲线
答:
粒度构成散布曲线表示了各样粒径的颗粒所占的百分数,可用它来确立
任一粒级在岩石中的含量。
曲线尖峰越高,说明该岩石以某一粒径颗粒为主,即岩石粒度构成越均匀;曲线尖峰越靠右,说明岩石颗粒越粗。
一般储油砂岩颗粒
的大小均在1~0.01mm之间。
粒度构成积累散布曲线也能较直观地表示出岩石粒度构成的均匀程度。
上涨
段直线越陡,则说明岩石越均匀。
该曲线最大的用途是能够依据曲线上的一些特色点来求得不一样粒度属性的粒度参数,从而可定量描绘岩石粒度构成的均匀性。
曲线A基本成直线型,说明每种直径的颗粒互相持平,岩石颗粒散布不均
匀;曲线B上涨段直线叫陡,则可看出曲线B所代表的岩石颗粒散布较均匀。
30、度的一般变化范围是多少,a、e、f的关系如何?
常用测定孔隙度的方
法有哪些?
影响孔隙度大小的要素有哪些?
答:
1)依据我国各油气田的统计资料,实质储油气层储集岩的孔隙度范围
大概为:
致密砂岩孔隙度自<1%~10%;致密碳酸盐岩孔隙度自<1%~5%;中
等砂岩孔隙度自10%~20%;中等碳酸盐岩孔隙度自5%~10%;好的砂岩孔隙
度自20%~35%;好的碳酸盐岩孔隙度自10%~20%。
2)由绝对孔隙度
a、有效孔隙度
e及流动孔隙度
ff的定义可知:
它们之间
的关系应当是
a>
e>
ff。
3)岩石孔隙度的测定方法有实验室内直接测定法和以各样测井方法为基础
的间接测定法两类。
间接测定法影响要素多,偏差较大。
实验室内经过惯例岩心
剖析法能够较精准地测定岩心的孔隙度。
4)关于一般的碎屑岩(如砂岩),因为它是由母岩经破裂、搬运、胶结和压实而成,所以碎屑颗粒的矿物成分、摆列方式、分选程度、胶结物种类和数目以及成岩后的压实作用(即埋深)就成为影响这种岩石孔隙度的主要要素。
45、试推导含有约束水的油藏的综合弹性系效计算式
CCf(SoCoSwCw)
此中:
C——地层综合弹性压缩系数;
Cf——岩石的压缩系效;
Co——原油压缩系效;
Cw——地层水压缩系效;
So、Swi——分别表示含油饱和度和约束水饱和度。
推到:
1)压力降落p时,弹性采油量V0为:
V0=Vp+VL
2)由岩石和流体的压缩系数定义有:
V0=CfVbp+CLVbp=Vbp(Cf+CL)
3)定义岩石综合压缩系数为:
C*1
V0
Vb
p
若流体为油水三相则:
CCf
(SoCoSwCw)
式中:
CL、Cf——分别为液体和岩石的压缩系数,
MPa-1;Vb——岩石的
体积;Vp——油层压力降低p时,孔隙体积减小值;——岩石孔隙度,小数;
△P——油层压力变化量,MPa;。
46、导下关系式:
S*Sp
(1)SS
此中:
S、SP、Ss:
分别代表以岩石表面体积、孔隙体积、骨架体积为基准的比面;为岩石孔隙度。
推到:
由三种比面定义有:
S
A;Ss
A;Sp
A
V
Vs
Vp
因为:
Vp
V
;
Vp=
V;
Vs
(1
)V
由此可得出按以上三种不一样体积定义的比面关系为:
SSp=(1-)Ss
47、导由粒度构成资料估量比面的公式
6(1
)
n
SC
Gi/di
100
i1
此中:
S—以岩石表面体积为基准的比面;——岩石孔隙度,小数;Gi%
—颗粒均衡直径为di由的含量;di—第i种颗粒的均匀直径。
推到:
该法合用于胶结松散或不含黏土颗粒的岩石。
考虑问题的思路是:
先
从简到繁。
第一假定所有的颗粒均为理想的圆球形,随后再靠近真切状况,考虑颗粒形状不规则的状况。
假定单位球形颗粒组合中,有N个直径为d的颗粒,则每个球形颗粒的表
面积为Si
d2,每个球形颗粒的体积为Vi
1
d3。
6
设每个球形颗粒组合体的孔隙度为
,则在单位体积岩石颗粒所占的整体积
为V=1-,故单位体积岩石颗粒的数目为:
16
(1)
N
d3
由此能够求出单位体积岩石颗粒的总表面,即比面积为:
SNSi
Nd46
(1)
d
因为实质岩心是由不一样直径的球形颗粒构成,所以一定依据粒度构成的剖析资料求比面。
若:
颗粒均匀直径为d1的含量为G1%
颗粒均匀直径为d2的含量为G2%
...........................
颗粒均匀直径为dn的含量为Gn%
则单位体积岩石中,每种直径的岩石颗粒的总表面为:
S1
6
(1)G1%
d1
S2
6
(1)G2%
d2
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
Sn
6
(1)Gn%
dn
故位体岩石所有粒的表面(即比面):
S
6(1
)n
Gi
Si
di
100
i1
因为自然界中真岩石的粒不完整球形,了更靠近于状况,引入一个粒形状校订系数C(一般状况下,C取1.21.4),有:
SC
6
(1)
n
Gi
100
i1
di
50、
两岩的粒度剖析数据(不一样直径的重量百分数)以下表:
岩
孔隙
直径mm
度
1-0.5
<0.01
号
1
27.0%
5.05
53.35
24.70
7.95
5.75
3.05
2
28.3%
0
2.95
76.15
10.5
5.4
4.7
校订系数C=1.3
(1)出粒度成散布曲和粒度成累散布曲;
(2)算出两品的不均匀系数和分系效:
(3)求各岩的比面;
(4)从上算果剖析比你能得出怎的。
90
80
70
60
%
50
岩样1
量
岩样2
含40
量重30
20
10
0
00.20.40.60.811.2
-10
颗粒直径mm
图1-3粒度构成散布曲线
120
100
%80
量
岩样1
含60
岩样2
量
重40
20
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
颗粒直径
mm
图1-4粒度构成积累散布曲线
(1)粒度构成散布曲线和粒度构成积累散布曲线见上图;
(2)不均匀系数和分选系数公式:
d60
/d10;S
d75
d25
表1-1不一样重量含量的颗粒直径mm
重量%
岩样1
岩样2
75
0.38
0.19
60
0.32
0.16
25
0.15
0.11
10
0.06
0.05
则由上公式计算得:
岩样1的不均匀系数为
5.3333,分选系数为1.5916;岩
样2的不均匀系数为3.2000,分选系数1.3143。
(3)用粒度计算岩石比面公式:
SC6(1
)n
Gi
100
i
1di
则有岩样1的比面S=50.8366cm-1;岩样2的比面S=68.9573cm-1
(4)从以上的计算和粒度构成散布曲线和粒度构成累计散布曲线能够看出岩样2的粒度散布比岩样1均匀,分选较好。
51、已知一干岩样重量为32.0038克,饱和煤油后在煤油中称得重量为22.2946克。
饱和煤油的岩样在空气中称得重量为33.8973克,求该岩样的孔隙体积、孔隙度和岩样视密度(煤油的重度为0.8045克/厘米3)。
解:
由题意知,干岩样重量W1
,饱和煤油后在煤油中重量
2
=32.0038g
W=22.2946g,
饱和煤油岩样在空气中重W3
煤油=0.8045g/cm3,则有:
=33.8973g
岩样表面体积
Vb
W3W2
33.897322.294614.422(33)
0.8045
cm
煤油
岩样孔隙体积
Vp
W3
W133.8973
32.0038
2.3536(
3
)
0.8045
cm
煤油
Vp
2.356
100%
16.3%
Vb
14.4223
b
W1
32.0038
2.2191(g/cm3)
Vb
14.4223
52、有一岩样含油水时重量为8.1169克,经抽提后获得0.3厘米3的水。
该岩样烘干后重量为7.2221克,饱和煤油后在空气中称得重量为8.0535克,饱和煤油的岩样在煤油中称得重量为5.7561克,求该岩样的含水饱和度和含油饱和度及岩石的孔隙度。
油重度为0.8760克/厘米3,水重度取1克/厘米3,煤油重度为0.8克/厘米3。
解:
由题意知,含油水岩样重量
W1
,饱和煤油后在煤油中重量
=8.1169g
2
W
3
=8.0535g
煤油=0.8g/cm3,则有:
W=5.7561g,饱和煤油岩样在空气中重
岩样表面体积
Vb
3
=(8.0535-5.7561)/0.8=2.8718cm
岩样孔隙体积
Vp
3
=(8.0535-7.2221)/0.8=1.0393cm
孔隙度
Vp/Vb=1.0393/2.8718=0.3619
含水饱和度Sw=Vw/Vp=0.3/1.0393=0.2887
含油饱和度
So
o
p
=V
/V=(8.1169-0.3-7.02221)/0.8760/1.0393=0.6533
53、
已知一岩样含油、水时总重量为
6.5540克,经抽提烘干后重量为6.0370
克,抽提时所得水体积为
0.3立方厘米,由煤油法测得岩样的孔隙度为0.25,
设岩样的视密度为2.0克/厘米3,原油重度为0.8750克/厘米3,水的重度为1
克/厘米3,试求此岩样的含油、含气、含水饱和度各为多少?
解:
由题意知,岩样总重量
W1
,干岩样重量
W2=6.0370g,岩样视密度
,Vw
=6.5540g
3,w
b
3
3,=0.25,0
3
=2g/cm
=0.3cm
=0.8750g/cm
=1g/cm
由
Vp,有Vp
Vb
Vb
而b
W2,则Vb
W2
=3.0185cm3
Vb
b
所以Vp=0.25×(6.0370/2)=0.755cm3
W0
W1W2
W水
W1
W2
w
w
6.55406.037010.30.21(7g)
W0
0.217
3
)
V0
0.248(cm
0
0.8750
则:
So=0.248/0.755=32.85%;Sw=0.3/0.755=39.74%;Sg=1-So-Sw=27.41%
55、样长2.77厘米,直径为3.35厘米,在20℃时用盐水100%饱和并经过它,盐水的粘度为1厘泊,岩样两头的压差为251毫米汞柱,出口压力为1个大气压,其流量为0.02厘米3/秒,求用该盐水经过时岩样的浸透率为多少?
若改用粘度为
0.0175厘泊的气体100%饱和并经过上述岩样,在压差为25毫米汞拄,出口压力为一个大气压时,得气体流量为0.12厘米3/秒。
求气体岩样的浸透率,并对照气体和盐水测的结果。
解:
由题可知,L=2.77cm,d=3.35cm,盐水=1CP,P2=1atm,P盐水=251mmHg
柱=
251
atm=0.33atm,Q
盐水=0.02cm3/S,g=0.0175cp,
Pg=25mmHg柱
760
=25atm,Qg=0.12cm3/s
760
对盐水测,由达西公式有:
Q盐水
盐水L
Q盐水
盐水L
002
12.77
4
K盐水
P盐水
d2
3.14
3.352
0.0191D
A
P盐水
0.33
4
对气测,由Pg=P1-P2有P1=Pg+P2=0.033+1=1.033(atm)
2QgP0
gL
2QgP0
gL
8QgP0
gL
而K
A(P12
P22)
d2
(P12
P22)
d2(P12
P22)
4
8
0.12
1
0.0175
2.77
314
3.352
(1.0332
12)
=0.0197(D)
比较K盐水和Kg可知,因为气体滑脱效应的影响,气测岩石浸透率
Kg大于
液测浸透率K盐水。
56、有一岩样在知足“达西渗流条件下”,用纯油测得的浸透率为300md,若改用纯气体在入口压力为l0tm,出口压力为5atm时,测得的浸透率为420md,求用该气体作气源,在入口压力为14atm、出口压力为1atm时所测得的浸透率为多少?
答:
依据克林肯贝格给出了考虑气体滑动效应的气体浸透率数学表达式:
KgK(1b)
P
式中:
Kg——气测浸透率;
K∞——等效液体浸透率;
P——岩心出入口均匀压力,P=(P1+P2)/2;
b——取决于气体性质和岩石孔隙构造的常数,称为“滑脱因子”或“滑脱
系数”。
由已知得:
K∞=300md;因P=P1+P2=(10+5)/2=7.5atm时,Kg=420md。
则:
b=3
即有:
P=P1+P2=(14+1)/2=7.5atm时,Kg=420md。
57、已知某一低饱和油藏中含约束水
24%,并剖析得油、水和岩石压缩系效分别
为Co=70×10-5
,
w
×-5
,
f
=1.4
×-5
,并测得油藏孔隙度
1/atm
C
=4.5101/atm
C
lO1/atm.
为27%,试求该油藏的综合弹性压缩系数、若油藏含油体积为
1500米3,原始地
层压力为270atm,原油的饱和压力为200atm,试估量该油藏的弹性可采储量。
解:
由题可知,Swi=24%,C0=7010-51/atm,Cw=4.510-51/atm,Cf=1.410-51/atm,=27%,V0=1500万m3,Pi=270atm,Pb=200atm
由
C*
Cf
CL
Cf
(CwSwi
C0S0)
Cf
[CwSwi
C0(1
Swi)]
=1.410-5+27%[4.510-524%+7010-5(1-24%)]
=1.60610-4(1/atm)
又由
Vp有Vb
Vp,而S0
V0因此Vp
V0
Vb
Vp
S0
所以Vb
V0
V0
S0
(1
Swi)
所以VC*Vb(Pi
Pb)
C*
(1
V0
(Pi
Pb)
Swi)
1.606104
(1
1500
(270200)
24%)
27%
=82.16(万m3)
即该油藏的综合弹性压缩系数为1.60610-41/atm,弹性可采储量为82.16万m3。
59、有一横向非均质岩石如图,由实验测得各地区内的孔隙度和浸透率值分别为:
1=18%,2=22%;3=24%;K1=160md,K2=320md,k3=350md;L1=3cm,L2=l4cm,
L3=11cm
(1)用算术均匀法计算该岩石的均匀孔隙度和平
均浸透率;
(2)以储集能力相等计算岩石的均匀孔隙度;
(3)以渗流能力为等效依照计算岩石的均匀浸透
率。
n
i
解:
(1)由
i1
n
123
3
n
P1
P'1
P'2
P2
L1
L2
L3
有
1
2
3
K1
K2
K3
8%22%24%
21.33%
3
Ki
由K
i
1
n
K
K1
K2
K3
160
320
350
276.67(mD)
3
3
(2)由储集能相等,即孔隙体积相等有:
Vp=Vp1+Vp2+Vp3,
而Vp=·Vb
所以有:
Vb1Vb1
2Vb2
3Vb3,而Vb=L·A
因此有
LA
1L1A
2L2A2
3L3A
所以
1L12L2
3L3
1L1
2L2
3L3
L
L1
L2
L3
18%
3
22%
14
24%
11
3
14
11
=22.36%
(3)依据等效渗流阻力原理,由单相渗流的达西公式有:
K1A(P1
P11)
K2A(P11
P21)
K3A(P21
P2)
KA(P1
P2)
Q
L2
L3
(L1
L2
L3)
L1
1
P2)
1
1
1
1
1
P2
P1
P2
从而,K(P
P
P1
P1
P2
P2
L1/K1
L3/K3
L1
L2
L3
L1/K1
L2/K2
L3/K3
L2/K2
K
L1
L2
L3
L1/K1
L2/K2
L3/K3
31411
298.10(mD)
3/16014/32011/350
61、某油田深层系地层中含有必定量的伊/蒙混层,绿/蒙混层、膨胀性绿泥石和伊利石,所以存在发生水敏伤害的可能,为此对三块油层岩心进行水敏试验。
第一地层水测出岩心的浸透率Kf,而后用次地层水(降低一半浓度的地层水)测岩心浸透率Kaf,最后纯水测得岩心浸透率为Kw:
测试数据见下表:
岩心号
K(md)
Kf(md)
KW(md)
1
251.0
188.3
191.0
2
100.0
85.3
55.5
3
3.79
2.36
1.01
求:
a)各岩心的水敏指效为多少?
b)各岩心水敏程度评论如何?
解:
由水敏指数公式IW
KLKW,得:
KL
岩样1:
IW
KL
KW
KL
岩样2:
IW
KL
KW
KL
岩样3:
IW
KL
KW
KL
=(251-191)/251=0.
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