1、油層物理練習冊儲層流體的滲流特性第一章 油藏流體的界面張力一. 名詞解釋1自由表面能(free surface energy)： 表面層分子力場的不平衡使得這些表面分子儲存了多余的能量，這種能量稱為自由表面能 2吸附(adsorption)： 溶解于某一相中的物質，自發地聚集到兩相界面層并急劇減低該界面的表面張力的現象稱為吸附 3界面張力(interfacial tension)：也叫液體的表面張力，就是液體與空氣間的界面張力。在數值上與比界面能相等。固體表面與空氣的界面之間的界面張力，就是固體表面的自由能。 4表面活性劑(surface active agent)：指加入少量能使其溶液體系的

2、界面狀態發生明顯變化的物質 二判斷題，正確的在括號內畫，錯誤的在括號內畫×1表面層溶質的濃度較相內大時稱正吸附。 （ ）2隨界面兩側物質密度差增大，表面張力隨之下降。 （× ）3表面活性劑的濃度愈高，則表面張力愈大。 （ ）4油藏條件下的油氣表面張力一定小于地面條件。 （ ）5從嚴格定義上講，界面并不一定是表面。 （ ）6. 界面兩側物質的極性差越大，界面張力越小。 （× ） 1三選擇題1若水中無機鹽含量增加，則油水表面張力將 ，若水中表面活性物質含量增加，則油水界面張力將 。 A.增加，增加 B.增加，減小 C.減小，增加 D.減小，減小 ( B ) 2隨體系壓

3、力增加，油氣表面張力將 ，油水表面張力將 。 A.上升，上升 B.上升，下降 C.下降，上升 D.下降，下降 ( D ) 3隨表面活性物質濃度增加，表面張力 ，比吸附將 。 A.上升，上升 B.上升，下降 C.下降，上升 D.下降，下降 ( C ) 4在吉布斯吸附現象中，當表面活度 0，比吸附G 0，該吸附現象稱為正吸附。 A.大于，大于 B.大于，小于 C.小于，大于 D.小于，小于 ( C ) 四問答題1影響兩相界面層的自由表面能的因素有哪些？如何影響？ 影響因素：1、物質的組成：兩相間分子的極性差越大，表面能也越大。 2、相態：液液界面張力與兩相化學組成密切相關。 3、溫度和壓力：溫度和

4、壓力直接影響到分子間的距離，因而分子間的作用力隨之變化，使得界面層上分子的力場受到影響，從而引起界面張力變化。 4、溶解氣：氣體溶解度越大，界面張力越小。 2何為表面張力？油藏流體的表面張力隨地層壓力，溫度及天然氣在原油（或水）中的溶解度的變化規律如何？ 表面張力：液體表面任意二相鄰部分之間垂直于它們的單位長度分界線相互作用的拉力。 變化規律：油藏流體表面張力隨地層壓力增大,溫度升高而減小。天然氣在原油中溶解度越大，油藏流體表面張力越小。 3就你所知，測定液面表面張力的方法有哪些？ 1、懸滴法 2、吊片法（又稱懸片法、吊板法） 3、旋轉液滴法 第二章 油藏巖石的潤濕性一.名詞解釋1潤濕性(we

5、ttability)： 潤濕是固體界面由固-氣界面轉變為固-液界面的現象。而潤濕性是指一種液體在一種固體表面鋪展的能力或傾向性。 2附著功(adhesive power)：附著功指在非濕相流體中，將單位面積的濕相從固體界面拉（離）開所做的功。 3潤濕滯后(wetting hysteresis)：潤濕滯后指在外力作用下開始運動時，三相周界面沿固體表面移動遲緩而使潤濕接觸角改變的一種現象。 4潤濕反轉(wetting reciprocal)：固體表面在活性物質吸附作用下潤濕性發生轉化的現象稱為潤濕反轉。 5潤濕接觸角(wetting contact angle)：流體界面與固體表面交接點處,選擇性

6、潤濕流體表面切線與固體表面間的夾角稱為潤濕接觸角。 6斑狀潤濕(dalmatian wettability)：是指在同一巖樣的表面上由于礦物組成不同表 現出不同的潤濕性 7混合潤濕(mixed wettability)： 指不同大小的孔道其潤濕性不同，小孔隙保持水濕不含油，而大孔隙砂礫表面由于和原油接觸變為油濕。 8吸吮過程(imbibition process)：濕相驅替非潤濕相的過程。 9驅替過程(drainage process)：非潤濕相驅替濕相的過程。 二判斷題，正確的在括號內畫，錯誤的在括號內畫×1附著功愈小，則潤濕程度愈強。 （ × ）2自吸吸入法測巖石潤濕性

7、時，若被水驅出的油相體積大于被驅出的水相體積，則巖石潤濕性為親水。 （ ）3自吸過程的毛管力必定大于驅替過程的毛管力。 （× ）4濕相流體與固體間的界面張力越大，則潤濕程度越強。 （×）5潤濕現象的實質是表面張力的下降。 （ ） 6親油油藏的水驅效率高于親水油藏。 （×）7驅替過程的潤濕接觸角必定大于自吸過程。 （ ） 三選擇題1在自吸法測定巖石的潤濕性時，若吸入水量大于吸入油量，則巖石的潤濕性為 A.親水表面 B.親油表面 C.中性表面 D.不確定 ( A ) 2按潤濕接觸角的定義，若接觸角等于115度，則巖石表面潤濕性為 。 A.親水表面 B.親油表面 C.中

8、性表面 D.不確定 ( B ) 3表面張力愈 ，附著功愈 ，則潤濕程度愈強。 A.大，大 B.大，小 C .小，大 D.小，小 ( A ) 4巖石潤濕性發生顯著變化后，下列參數中測定結果將發生顯著變化的是。 A. 比面， B. 孔隙度 C. 絕對滲透率， D. 相對滲透率 ( D ) 5附著張力愈 ，附著功愈 ，則流體對固體的潤濕程度愈強。 A. 大、大 ， B. 大、小C. 小、大 ， D. 小、小 ( A ) 6巖石表面親水，當其三相達到平衡時圖 ( ACDE ) 7下列三種純凈礦物表面親水性強弱的順序為 。 A.石英方解石粘土 B.方解石石英粘土C.粘土石英方解石 D.石英方解石粘土 (

9、 C ) 8親水地層的水驅油過程是 過程，親油地層的油驅水過程是 過程。 A.自吸，自吸 B.自吸，驅替 C.驅替，自吸 D.驅替，驅替 ( A ) 四問答題1何謂潤濕，潤濕性？影響潤濕性的因素有哪些，如何影響？ 潤濕：液體在與固體接觸時，沿固體表面擴展的現象。 潤濕性：是指一種液體在一種固體表面鋪展的能力或傾向性。 影響因素：1、巖石的礦物組成：不同巖石的性質，表面礦物對潤濕性的影響不同。 2、油藏流體組成的影響：原油的組成非常復雜，按對潤濕性的影響其物質可分為三類：非極性的烴類、含有極性的氧，硫，氮的化合物、原油中的極性物質。 3、表面活性物質的影響：表面活性物質吸附到巖石表面，可以使巖石

10、的潤濕性發生變化，甚至潤濕反轉。 4、巖石孔隙表面的非均勻質：實際巖石孔隙或巖石表面粗糙不平，導致了各處的表面能的不均勻，因此巖石的潤濕性在各處也有差異。 5、孔隙結構、溫度、壓力對潤濕性也有一定影響。 2潤濕接觸角是怎樣規定的？如何根據它來判定儲層巖石的潤濕性（親水，親油，或中性）？ 潤濕接觸角：流體界面與固體表面交接點處,選擇性潤濕流體表面切線與固體表面間的夾角稱為潤濕接觸角。 當<90°時,水可以潤濕巖石,巖石親水性好,稱為水濕。 當=90°時,油、水潤濕巖石能力相當,巖石既不親水也不親油，稱為為中性潤濕。 當>90°時,油可以潤濕巖石,巖石親油

11、性好,稱為油濕。 3何謂潤濕滯后？前進角和后退角是如何定義的？是否一定成立？ 潤濕滯后：指三相潤濕周界受所處力場不平衡時沿固體表面的移動遲緩而使潤濕接觸角發生改變的現象。 前進角 ：水驅油時的接觸角稱為前進角。后退角 ：油驅水時的接觸角稱為后退角。 的成立條件是在當三相周界停止運動、界面處于穩定狀態時，測定的潤濕角為穩定角，則有 4什么叫靜潤濕滯后，動潤濕滯后？請各舉一例加以說明。 靜潤濕滯后：指油、水與巖石表面接觸的先后次序不同即水驅油或油驅水過程時產生的滯后現象。 動潤濕滯后：在水驅油或油驅水過程中，當油、水和巖石三相周界沿固體表面向前移動時，由于油、水界面各處運動速度不同而使接觸角發生變

12、化的現象。 5. 畫出下列各圖中的前進角，后退角及三相周界處的界面張力（1） （2） （3）先畫界面形狀，再標角 （4）先畫界面形狀，再標角 親油巖石，先飽和油，水驅油 親水巖石，先飽和油，水驅油6在下面的四幅圖里面，都是巖石-油-水體系，要求判定各自的潤濕性，并畫出潤濕接觸角。第三章 油藏巖石的毛管力一.名詞解釋1.毛細管壓力Pc(capillary pressure)： 2.賈敏效應(Jamin effect)： 3.毛細管滯后(capillary hysteresis)： 4.閾壓(threshold pressure)： 5.潤濕指數W(wettability index)： 6.J函

13、數(j-function)： 二判斷題，正確的在括號內畫，錯誤的在括號內畫×1.毛管力曲線的中間平緩段愈高，則主要孔道半徑愈大。 （ ）2.兩相流動時，并聯孔道中較大孔道的流速一定大于較小孔道的流速。 （ ）3.自吸過程毛管力一定大于驅替過程。 （ ）4.同一油藏中油氣過渡帶高度大于油水過渡帶高度。 （ ）5.毛管力曲線上中間平緩段愈長，則毛細孔組成愈均勻。 （ ）6.毛細管插入非濕相流體中，毛細液面將上升。 （ ） 三選擇題1毛管中兩相彎曲界面所形成的毛細管力方向應指向 。 A.濕相一側 B.非濕相一側 C.管壁 D.沿曲面切線 ( ) 2有A,B兩根等直徑玻璃毛管，A管直接插入盛

14、水燒杯中，穩定后A管內外的水面高差為ha，B管先裝滿水后再插入上述燒杯中，穩定后B管內外的水面高差為hb，那么ha與hb的關系為 A.hahb B.hahb C.ha=hb D.不確定 ( ) 3巖石毛管力與油水過度帶厚度成 ，與巖石平均孔徑成 。 A.正比，正比 B.正比，反比 C.反比，正比 D.反比，反比 ( ) 4毛管力曲線測定方法中， 是一種經典方法， 測定速度最快。 A.壓汞法，半滲法 B.離心法，半滲法C.半滲法，離心法 D.半滲法，壓汞法 ( ) 5毛管壓力曲線上中值毛管力愈大，則巖石孔隙愈偏 ，巖石綜合物性愈 A.粗，好 B. 粗，差 C.細，好 D. 細，差 (

15、) 6將一根玻璃毛管插入盛油的燒杯中，則毛細管中液面將 A.上升 B.下降 C.不變化 D.不確定 ( ) 7表征分選差歪度略細喉道的圖是_。 ( ) 8毛管力曲線上中值毛管力是指 的毛管力。 A.毛管力等于50kg/時 B.離自由水面50米處C.含水飽和度等于50%時 D.平均孔徑所對應孔道 ( ) 9親水巖石中水驅油的毛管力為 ，親油巖石中水驅油毛管力為 。 A.動力，動力 B.動力，阻力 C.阻力，動力 D.阻力，阻力 ( ) 10離心法測定毛管力曲線時，欲實現水驅油過程，則須在巖心中先飽和 ，且巖心應置與轉臂的 。 A.油，外 B.油，內 C.水，外 D.水，內 ( ) 11毛管中兩相

16、彎液面所形成的毛管力的方向指向 A. 濕相一側， B. 非濕相一側C. 管壁， D. 沿曲面切線 ( ) 四問答題1如何建立毛管壓力概念？怎樣從力的三要素（大小，方向個作用點）分析任意曲面的附加壓力Pc？ 2何謂賈敏效應？分析形成的原因，在實際油藏中如何減小這中應？ 3驅替過程和吸入過程是如何規定的？它們怎樣影響毛管壓力曲線？ 4就你所知，有哪幾種測定毛管壓力的方法？試分別簡述各種測定方法的基本實驗原理，并畫出其中一種方法的測定儀器流程示意圖和實驗數據處理方法。 5對于一條實測毛管壓力曲線，應該分析哪幾個主要特征（或參數）？這些基本的意義和用途是什么？ 7如何利用毛細管壓力曲線判定儲層巖石的潤濕性？ 五計算題1有三支不同半徑的毛細管，內半徑分別為1、0.1和0.01 mm，插在同一盆水里，測知水的表面張力為72.8mN/m，三支毛管中的水面與毛管壁的夾角都為30度，試分別求出這三支毛管中水面上升的高度（取水的密度為1 g/）假如水面上改用密度為0.87 g/的原油，并測得油水界面張力為33mN/m，接觸角都為30度，試分別求三支毛管中水面上升的高度。 假如把盆中的水換為原油，其密度為0.87 g/，原油的表面張力為28.5mN/m，接 觸角為 30度，試分別求三支毛管中水面上升的高度，對比計算結果可得出什么結論？解：