油层物理范文

油层物理范文（精选8篇）

油层物理 第1篇

1 防砂方法分类

从适应范围、施工条件、处理技术等方面来分, 防砂工艺大体上可分为筛管砾石冲填、滤砂管、化学防砂、复合防砂四类。以下就简单介绍一下这四类防砂工艺。

2 砾石充填防砂机理物理模拟

2.1 砾石充填防砂

疏松砂岩油藏中原油以“地层—井底—井筒—用户”为一连续流动过程, 在这一流动过程中, 由于胶结地层应力变化、原油流动过程中切力变化、地层泥质水化等因素作用下, 导致岩石胶结破坏, 形成出砂, 要使油井能够长期稳定生产必须做好防砂工作。筛管砾石充填防砂是指把割缝筛管下到油井内起到挡砂作用, 阻挡地层出砂, 但这种方法成功率低, 产量也低, 经过多次改进, 在割缝衬管与套管的环形空间充填砾石相结合防砂取的了较好的效果, 如今发展到用绕丝筛管充填砾石防砂, 再配合先进的负压射孔工艺、冲洗炮眼和液体过滤等技术, 组成了较为成熟的主要防砂工艺。

2.2 砾石尺寸设计

按照索西艾公式计算出充填砾石的粒度中值, 再参照常用工业砾石参数表进行充填砾石的粒度选择。计算方法:D50= (5~6) d50其中D50—工业砾石粒度中值, d50—地层砂粒度中值

2.3 充填砾石的粒度设计

充填砾石的粒度设计是最重要的, 若砾石过大, 地层砂可以通过充填层进入中心管而造成出砂;若砾石过小, 砾石本身的渗透率过低造成堵塞, 影响产能;若砾石中等, 则地层砂侵入充填层造成堵塞, 降低渗透率, 影响产能, 因此砾石的选择必须合适。

充填砾石的质量要求及用量计算:砾石质量要求:砾石颗粒要均匀, 超过尺寸砾石要求小于2%;圆度、球度不低于0.6, 越大越好;在显微镜下观察, 不能发现有两个或两个以上的颗粒结块。

用量计算:由充填空间决定 (包括筛管/套管环空、弹孔、周围地层) , 为了保证安全可靠, 设计时通常考虑30%的附加设计量 (见表1) 。

2.4 筛管设计

绕丝筛管设计目前常用的绕丝管全名叫“全焊接不锈钢绕丝管“, 它是将纵筋与丝的每一个交叉点用电焊焊牢, 是绕丝与纵筋成为一个具有一定强度的筛管, 然后将带孔的中心管穿入筛管, 再将筛管两端接头与中心管焊接, 形成完整的绕丝筛管。

割缝筛管设计较为简单, 在石油管材本体割缝后将将两端加工成石油管扣即形成完整的割缝筛管。筛管的筛缝设计一般按较小砾石直径的1/2—1/3设计, 孤岛常用筛管缝为0.2—0.3mm。

3 滤砂管防砂机理物理模拟

滤砂管防砂工艺属于机械防砂方法, 它是将地面制好的具有较高强度、较高渗透性和滤砂性能的滤砂管在套管内下到出砂层位, 使地层流体经滤砂管滤砂器进入中心管而采出地面, 原油从地层携带出的地层砂粒很少一部分细砂通过滤砂器被带至地面, 绝大部分被阻挡在滤砂管外沉积于套管与滤砂器的环形空间, 从而起到防砂的作用。

3.1 砂管的分类

按滤砂器结构砂管可分为环氧树脂滤砂管、粉末冶金滤砂管、金属棉滤砂管、金属布滤砂管、双层绕丝滤砂管, 按滤砂器的外径分为7"套管用滤砂管、5/2"套管用滤砂管。

3.2 砂管的特点

施工较方便, 后处理容易。

环氧树脂滤砂器本身是采用粒度不同的石英砂加工而成, 成本低, 其滤砂器本身的连通流道弯曲变化, 挡砂及渗透性能都较好, 滤砂器本身性脆, 宜损坏, 下入过程中需要平稳操作, 滤砂器抗内压性能较差, 内压大时很容易破裂而失效。各种金属类滤砂管强度高, 不易损坏, 易被粘土及细砂堵塞, 成本高。

3.3 施工要求

所有盛液罐必须清洁、干净、无污染物;入井液必须干净无污染物, 一般用过滤油田污水;下井管柱必须清洁, 并放置在油管桥上;滤砂管、封隔器等防砂器材在入井前方可拆除包装物;操作要平稳;下环氧树脂滤砂管时, 每组下入长度不宜过长, 否则易损坏。

4 化学防砂机理物理模拟

化学防砂是与树脂砂浆、水泥砂浆、树脂核桃壳、水泥熟料、地下合成、酚醛树脂溶液、涂料砂等多种防砂工艺。这些开发工艺在油田开发初期生产过程中, 为保证油田的正常开发起到很好的作用。由于地层性质的差异和施工工艺的限制, 单一的防砂效果较差, 目前应运较少, 但在特殊井如水井防砂、出砂严重油井复合防砂等应运较广泛。

化学防砂工艺的特点及应运范围:

4.1 干灰砂防砂工艺

水带干灰砂防砂工艺采用水泥作为胶结剂, 并且采用石英砂为支撑剂, 根据一定比例进行配比, 并均匀拌合, 最后用清水或者油田污水携带到油井下, 挤入套管外出砂部位, 使其凝固后能够形成具有一定强度和渗透性的人工井壁, 从而防止油层出砂。配方:油井水泥:石英砂=1:2—2.5 (重量比) 4.2酚醛树脂涂料砂防砂工艺

酚醛树脂涂料砂防砂工艺是在化学溶液防砂工艺的基础前提下发展起来的一种新型防砂材料, 它是在石英砂的表面利用物理化学方法涂上一层均匀的树脂胶粘及涂层, 此种材料在常温下很稳定, 不会发生粘连聚合, 施工时利用携砂液将其泵送入油层近井地带, 在地层条件 (温度、压力) 下, 使其发生交联固化反映, 使松散的涂料砂固化形成具有一定强度和渗透性的人工井壁, 防止油层出砂。它集中了溶液防砂和颗粒防砂的优点, 施工简单, 应用范围广, 渗透性好。

5 复合防砂机理物理模拟

复合防砂工艺实在出砂严重的油井采用的一种防砂工艺, 它是利用机械防砂和化学防砂的优点相互补充, 它一方面在近井地带形成一个渗透性较好的挡砂屏障, 另一方面利用机械防砂装置在人工井壁不完整的地方形成二次挡砂屏障, 可以起到很好的防砂效果。常用复合防砂工艺有以下几种:干灰砂滤砂管复合防砂工艺、涂料砂滤砂管复合防砂工艺、干灰砂绕丝管复合防砂工艺、涂料砂绕丝管复合防砂工艺。复合防砂工艺主要应用于出砂严重、地层亏空大、单一的防砂工艺效果差的油井防砂, 其中干灰砂类复合防砂主要应运于高含水、高渗透性的油井;涂料砂类复合防砂主要应用于渗透性差或油稠近井地带阻力大、出砂严重的油井;另外, 对地层砂粒度中值较小、渗透性差的油井采用填砂下滤的复合工艺, 也是一种较好防砂工艺。

6 结束语

疏松砂岩油层防砂机理物理模拟能够通过分析油层出砂机理进行合理选择防砂方式, 从而提高油层的开采效率和为油层开采的安全提供保证。

参考文献

[1]刘育骥, 耿新宇.石油工程模糊数学[M].成都:成都科技大学出版社, 1994

油层物理 第2篇

解：按照理想气体计算：

组分 质量组成 /% 摩尔质量 /(g﹒mol-1)物质的量组成 /% 40 16 0.0250 66.9 10 30 0.0033 8.8 15 44 0.0034 9.1 25 58 0.0043 11.5 10 70 0.0014 3.7 合计 100 0.0374 100.0 2.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 /(g﹒mol-1)物质的量组成 /% 10 44 0.00227 14.1 35 58 0.00603 37.3 55 70 0.00786 48.6 合计 100 0.01616 100 3．已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 /% /(g﹒mol-1)/MPa /K 96.23 16 4.604 190.55 1.85 30 4.880 305.43 0.83 44 4.249 369.82 0.41 58 3.797 425.16 0.50 44 7.382 304.14 0.18 34 9.005 373.5 合计 100 16.836 4.624 196.0224（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。

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 /% /% 87 94.06 4.604 190.55 4.0 4.32 4.880 305.43 1 1.08 4.249 369.82 0.5 0.54 3.797 425.16 7.5 100 4.608 198.72 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 /% /% 70.0 4.604 190.55 6.0 4.880 305.43 10.0 4.249 369.82 6.3 3.797 425.16 7.7 3.369 469.6 总计 4.439 251.64 ① ② 8.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.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1.1 0 3.515 7.031 14.061 21.092 28.133 35.154 1.00 0.92 0.86 0.80 0.82 0.89 1.00 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/mol 12.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/% 81.0 7.5 5.5 4.0 1.5 0.5 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 组分 摩尔积分 0.902 0.045 0.031 0.022 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 /% /% 0.902 0.0130 4.604 190.55 0.045 0.112 4.880 305.43 0.031 0.0098 4.249 369.82 0.022 0.0091 3.797 425.16 合计 4.588 206.44（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 0.7250 2.23 1.70 1.30 0.14110 1.00 0.97 0.98 0.0812 0.57 0.69 0.82 i-0.0224 0.40 0.54 0.71 n-0.0113 0.35 0.49 0.69 i-0.0072 0.22 0.36 0.57 n-0.0049 0.19 0.32 0.55 0.0035 0.11 0.20 0.41 0.0035 0.0078 0.24 0.09 20.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 3.0 1.0 0.1 0.029 22.00 36.70 110.00 1100.0 0.207 5.00 9.00 25.00 247.00 0.021 0.90 1.20 2.80 28.70 0.032 0.38 0.42 0.90 8.00 0.058 0.18 0.17 0.30 2.50 0.032 0.08 0.07 0.10 0.80 0.621----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218103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/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）21.84 21.0 20.0 1.311 1.303 1.295()119.0 114.2 109.0 表1.7天然气的分析数据（=0.684）组分 i-n-i-n-体积分数/% 87.34 4.97 2.96 1.35 1.93 0.79 0.51 0.15 24.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；

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：

习题2 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，试计算岩样的比面值。

表2.1 颗粒直径/mm <0.01 0.01-0.05 0.05-0.1 0.1-0.15 0.15-0.2 0.2-0.3 >0.3 质量分数/% 4 2 10 68 6 6 2 解：

颗粒直径/mm <0.01 0.01-0.05 0.05-0.1 0.1-0.15 0.15-0.2 0.2-0.3 >0.3平均直径/mm 0.01 0.017 0.067 0.12 0.171 0.24 0.3 质量分数/% 4 2 10 68 6 6 2 2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 则 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，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：

= =16.06 6.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20%，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 2 3 4 入口压力/（10-1）9 4 2.4 1.5 出口流量（）383.6 119.5 48.9 18.6 12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：

习题3 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：

12.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：

13.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 毛管力/ 10 20 30 70 90 140 180 280 400 742 刻度管读数/ 0 0.096 0.180 0.312 0.897 1.331 1.621 1.757 1.844 1.845 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 毛管力/ 10 20 30 70 90 140 180 280 400 742()0.0133 0.0266 0.0400 0.0933 0.1200 0.187 0.24 0.37 0.53 0.989 刻度管读数/ 0 0.096 0.180 0.312 0.897 1.331 1.621 1.757 1.844 1.845 0 4.8 9.0 15.6 44.85 66.55 81.1 87.85 92.2 92.25 7.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。

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 1 2 3 4 渗透率/()15.2 34.0 157 596 孔隙度/% 14.7 17.4 20.8 27.5 12.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 /% 80 70 60 50 40 30 20()0.549 0.336 0.202 0.045 0.045 0.011 0.000()0.000 0.026 0.067 0.109 0.149 0.213 0.261 解：

70 60 50 40 30 20 0.549 0.336 0.202 0.101 0.045 0.011 0.000 0.000 0.026 0.067 0.109 0.149 0.213 0.261 0.840/0.700 0.514/0.429 0.309/0.258 0.155/0.129 0.069/0.057 0.017/0.014 0 0 0.119/0.099 0.308/0.256 0.501/0.417 0.684/0.570 0.978/0.815 1.198/0.999 13.某岩样长10，截面积4.9，绝对渗透率为，当岩样中水、油饱和度分别为40%、60%时。在的压差作用下，通过岩样的水、油的流量分别为和。在水、油粘度分别为0.75和2.5时，求：

（1）油、水的相渗透率，油、水相对渗透率及油、水相对渗透率之比值；

解：

（2）解释油、水相对渗透率之和小于绝对渗透率的原因。

油水间相互干扰 14.在某砂岩上测得的相对渗透率数据见表3.4。

表3.4 /% 20 30 40 50 60 70 75 1.00 0.94 0.80 0.44 0.16 0.045 0.00 0.00 0.00 0.04 0.11 0.20 0.30 0.36 求：

（1）在直角坐标纸上绘出油、水的相对渗透率随含水饱和度的变化曲线；

（2）在半对数坐标纸上绘出相对渗透率比值与含水饱和度的关系曲线；

（3）根据所绘的曲线的截距及斜率求出公式中的常数和；

（4）假如油的粘度为3.4，水的粘度为0.68，油的体积系数为1.50，水的体积系数为1.05，试问：若某井钻在油水过度带上，射孔处地层中水的饱和度为50%，则该井地面产水率为多少？地下产水率又为多少？ 解：（1）/% 20 30 40 50 60 70 75 1.00 0.94 0.80 0.44 0.16 0.045 0.00 0.00 0.00 0.04 0.11 0.20 0.30 0.36 20 4 0.8 0.15 0（3）（4）15.从油层取一块有代表性的岩样，用半渗隔板法以油排水测得油藏条件下的毛管压力曲线如图3.6所示，同时测得 该岩样的相对渗透率曲线如图3.7所示。实验中所用的油水均为该油层的原油和地层水。从许多测定资料综合判断，该油层自由水面的海拔高度为-3180，地层条件下油水密度差为0.3。求该油层的油水界面位置及实际油水过渡带厚度。

解：

油层物理 第3篇

关键词： 油层物理 专业选修课 教学改革

教与学在教学中历来都是一对矛盾，教的主体是教师，学的主体是学生，教与学虽然是矛盾的对立，但要获得好的教学效果，教与学必须在对立的同时实现统一，使学生这一主体学到知识，才是教与学统一要实现的最终目标，即传道解惑、教书育人。学位课和选修课的教学目的虽无本质差别但存在很大不同，学位课是学生必修的本专业主体课程，结课方式是闭卷考试，以求打下坚实的基础，向更高的专业知识高峰迈进，而专业选修课应该是在学位课的基础上，以拓宽学生的知识面，了解本专业或其他相关专业组基础的专业知识为目的，结课方式为考察，因此，选修课的设置本身就决定了学生对该类课程的重视程度。另外，教师对选修课重视不够，造成专业选修课教学效果不佳。针对存在的问题，在油层物理选修课课堂教学中，笔者充分实现教学统一，取得了较好的效果。

1.用必修课的考核方式要求选修课教学

首先，对待选修课学生存在混学分思想，只要60分过关，而并非对所选课程有实质性兴趣，即使不及格，选修课学分可以用其他选修课替代，不会影响学生学业。总之，学生根本不重视选修课。如果要学生对专业选修课引起足够重视，那么任课教师必须足够重视，在开课的第一节课就要强调专业选修课的重要性，介绍本课程与学生所学专业的关联性，使学生认识到要上的选修课对其所学专业的重要性。

其次，重点强调考核制度，专业选修课的课程灵活，其不固定的考核方式，可以给任课教师对考核方式的选择留有足够空间，对于油层物理选修课，笔者采用随堂考试考查学生对课堂教学知识的掌握程度，并记入结课总成绩；将平时成绩所占比例提高到50%，侧重课堂教学效果及学生对当堂讲授知识的掌握，平时成绩由出勤率、迟到率、课堂纪律、提问等要素组成，由于平时成绩所占比例较大，因此课堂表现直接影响结课时的最终成绩。基于学生对最终成绩的看重，学生必须遵从任课教师制定的课堂规则，认真做好课堂教学每个环节，做到不迟到、遵守纪律、认真听讲，时刻做好充分准备，以便能够正确回答老师的提问，久而久之，学生习惯了认真听讲，不知不觉中就改变了对选修课的态度。

2.于关键知识点处适当补充相关基础知识

由于专业不同，培养方案也不同，不同专业开设的基础课程差异较大，石油工程专业在讲授油层物理之前，学生已经学习了高等数学、大学物理及工程流体力学和开发地质学等课程，这些都是讲授油层物理之前学生应该掌握的课程知识。但对外专业来说，比如说测井专业，在培养方案中不可能有工程流体力学这门课程，因此，在对测井专业学生讲授油层物理时，必须适当补充工程流体力学的相关知识，尤其在讲授油藏中流体受力分析时，要着重补充工程流体力学中关于折算压力的组成和计算，才能使外专业学生更好地理解油层物理这一部分内容。

在讲授油藏润湿性和毛细管压力时，要给学生补充一些简单的界面化学和分子力学知识，使学生能够正确理解，在两相界面上发生的界面现象的本质是分子动力学平衡；在讲授毛细管流量方程时，要适当补充一些多元微积分内容，因为有的专业，比如地质学专业，高等数学学习的深度不够，无法理解复杂的微积分计算。这样的做法，主要是让学生不至于因为知识跨度太大，而失去学习油层物理的信心。

3.改变传统教学方式，充分发挥学生的主观能动性

传统的教学方式表现为，教师讲授课堂授课内容，学生被动听讲，老师讲什么，学生就听什么，这样的做法只能将教与学完全割裂开来，达不到教与学的统一，课堂授课如此，结课方式主要以结课报告形式为主，即给学生布置一个和授课内容相关的题目，让学生通过文献调研方式形成结课报告，采用这种考核方式的最终结果是学生机械地摘抄网上的文献，甚至有的学生连作者的名字都舍不得改掉，标点符号一塌糊涂，同时学生间的报告不会有太大差异，雷同率极高，不利于发挥学生的主观能动性。

在使用传统教学方式的前几年选修课教学中，笔者深深体会到了传统教学手段对选修教学不适用，死气沉沉的课堂教学气氛和不佳的教学效果证明了这一点。鉴于此，笔者在最近几年的选修课教学中，改变了教学方式，做法如下：在第一次课时，介绍油层物理课的整体概况，使学生对油层物理有整体认识，并对学生进行分组，以组为单位，进行下次课教学内容的自学和讨论，并推选各组的答辩人，以备下节课进行课堂互动发言，采用该种教学方式，既充分利用了课堂教学时间，又充分发挥了学生主观能动性，同时，将所有问题在课堂规定时间内解决，将课堂90分钟的效率发挥到极致，尽量不占用学生的课外时间。在实行了新的教学方法的半学期的教学过程中，明显感觉到学生感兴趣了，而且愿意参与到油层物理教学中，让学生意识到选修课的课堂不再只是教师的课堂，而是以学生为主的课堂。

参考文献：

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低渗透油层物理化学采油技术论述 第4篇

关键词：低渗透油层,物理采油技术,化学采油技术,论述

低渗透油层是指渗透率在0.1毫达西到50毫达西之间的油层, 随着石油使用量的不断增加, 石油的勘探开发程度也在不断的提高, 低渗透油田的开采成为石油产业发展的必经之路。一直以来, 由于低渗透油田的特性加大了低渗透油田开采的难度, 使得石油产量较低, 选择合适的先进的开采技术成为低渗透油田发展的首要任务。

1 低渗透油层的特征

1.1 地质条件方面

低渗透油层的地质特征十分的复杂, 首先表现在储层物性差, 油层以砂岩为主, 并且砂岩的粒度分布非常广泛, 油层内的石油资源呈现出高度的非均质性, 另外, 储层的孔隙较小, 不利于石油的流动, 并且这些孔隙曲折分布, 各个孔隙内部的表面非常的粗糙。其次, 储层内部的石油会与周围的岩石广泛的接触, 这种接触往往会发生相应的物理作用或者化学作用, 影响低渗透层油层的渗透率。最后, 低渗透层由于储层与地表之间的距离较小, 容易与地下水接触, 从而导致油层的含水饱和度大大高于高渗透层油层。

1.2 油层开发方面

低渗透油层的储层物性较差对低渗透油层的开发增加了难度。首先, 低渗透油层渗透率低的特点使得启动压力大大增加。其次, 油层的采收率会随着储层的渗透率降低而降低;再次, 低渗透油层的孔隙较多, 存在天然的裂缝, 在开采的过程中会这些裂缝会随着压力张开扩大, 导致油层的非均质性大大增加。最后, 含水饱和度增加, 油层的渗透率下降, 储层的流通连动性较差, 导致单井对泄油的控制范围减小。

2 低渗透油层物理采油技术的应用

目前, 近现代物理学中的新理论、新方法和新技术被运用到石油开采工程中来, 逐步形成了提高石油采集量、改善低渗透油层渗透性的物理采油技术。虽然这些物理采油技术起步较晚, 但是在实际运用中取得了良好的效果。

2.1 直流电法在低渗透油层中的应用

直流电法简单的说就是对将直流电作用于油田上进行开采的技术方法。由于低渗透油层中的砂岩携带有负电荷, 这些电荷与地下水中的正离子之间存在的库伦力作用使得矿物表面形成扩散双电层, 用直流电将生产井变为正极, 将注入井变为负极, 形成的电位差会改变油层孔隙的结构, 调整低渗透油层中油相和水相的渗透率, 从而增加石油的流动能力。直流电法对各种类型的渗透油层中都可以运用, 它对油田储层的岩石特性、储层的渗透率等没有严格的要求, 并且在油层开采的各个阶段都发挥着增油将水的生产效果, 对于含水饱和度高的油层开采优势更加明显。

2.2 声波采油技术在低渗透油层中的应用

声波能够借助弹性介质将应压力、质点的位移和速度进行变化的综合, 声波的穿透能力很强, 相对较为容易的进入低渗透油田的油层和水层, 声波的机械作用能够对油层和水层的物理特性和流动形态产生影响。另外声波还可以对低渗透油层进行疏油漏油孔道进行作用, 提高油层的泄油能力。声波采油技术比较适用在低渗透水淹油田、粘土油田以及低渗透非均质油田的开采中。

3 低渗透油层化学采油技术的应用

常用的化学采油技术如聚合物驱、碱驱等在中高渗透层得到广泛成功的应用, 但是这些化学采油技术在低渗透油层的开采中不能发挥应有的效用。但是纳米技术的快速发展, 为低渗透油层中化学采油技术应用提供了新的思路。

3.1 纳米聚硅材料的应用

低渗透油层在注水开采的过程中大都存在注水井压力高、注水量低以及各个单井注入压力差异较大等问题, 纳米材料的出现使得这一问题得到有效的解决。纳米聚硅材料独特的表面效应特征能够大大增加注水井的吸水能力, 从而平衡各个注水井之间的存在的压力差异。纳米聚硅材料作用的原理是改变低渗透油层岩石表面的湿度, 增强其憎水性, 进而将岩石表面所吸附的水层驱散, 增加孔隙之间的有效半径, 另外, 纳米聚硅材料中的微粒还可以覆盖在粘土的表层, 从而阻止注入水对油层的影响。

3.2 硅油和有机氯硅烷改变油层润湿性技术的应用

由于低渗透油田的岩石润湿性较高并且分布不均, 影响了油和水在油层孔隙中的分布和流动, 从而对低渗透油层的开采产生影响。硅油的使用能够将水湿性砂岩变为中性润湿, 从而改变岩石的润湿度。有机氯硅烷则能够将水湿性变为油湿性。在运用化学方法技术对低渗透油层进行开采时, 可以通过控制化学试剂的用量和使用方式来改变油层的润湿性, 将润湿性控制在一个适宜的范围内, 从而达到较好的驱油效果。

4 结束语

低渗透油层的地质特征和开采特征增加了油层开采技术的复杂性, 对低渗透油层的开采要选择合适的开采技术。物理开采技术中的电场、声场甚至是磁场、热场等物理原理和开采方法的运用大大的丰富了低渗透油层开采的选择, 化学开采技术中纳米材料的运用, 能够解决注水井存在的压力问题, 而化学试剂则能够改变油层岩石的润湿性, 从而提高低渗透油层的采集率。

参考文献

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[2]金娜, 王志龙, 朱春玲, 朱金南, 王佩平.纳米乳液在低渗透油层保护中的应用研究[J].长江大学学报:自然科学版, 2011, (8)

[3]李延军, 彭珏, 赵连玉, 陈远林.低渗透油层物理化学采油技术综述[J].特种油气藏, 2008, (4)

油层物理实验教学标准化浅谈 第5篇

关键词：教学方法,标准化,综合性

长期以来, 油层物理学作为基础知识服务于石油与天然气的勘探和开发, 它是石油资源勘查、石油工程及相关专业的一门重要的专业基础课, 目的是使学生掌握相关的基本理论、基本知识和基本技能, 为学习后续专业课程和相关课程打下坚实的基础。油层物理实验主要介绍油藏岩石和流体物性参数的测定方法。油藏岩石和流体的物性参数是研究油气田开发、注水动态、储量计算、地下流体分布等所必需的基础数据, 这些数据的正确测量和选取对于油气田开发至关重要。

油层物理实验的主要目的是通过实验使学生了解油藏岩石和流体物性参数的概念、测量方法、实验步骤, 学会实验数据的处理和应用, 巩固课堂学习的理论知识, 实现理论与实践相结合, 从而掌握实验的基本技能, 培养学生严谨的科学态度、独立分析问题和解决问题以及创新的能力, 提高学生的动手能力、实验设计能力和科学实验素质。可见, 实验教学环节在整个油层物理学的教学过程中的作用不可忽视, 所占地位不可取代。

一、油层物理实验教学现状

目前油层物理实验室面向地质学、资源勘查工程、石油工程、海洋石油工程和油气开采等5个专业开设了砂岩粒度组成分析、储层岩石孔隙度测定、储层岩石含油含水饱和度测定、岩石碳酸盐含量测定和储层岩石渗透率测定等5个专业基础实验, 年实验人数在4000左右。笔者从事实验教学两年多, 在教学过程中发现油层物理实验教学存在诸多问题和不足, 现将其总结如下。

(一) 对实验教学的重视程度不够

对实验教学重视程度不够主要体现在以下三个方面。

1.按照“油层物理”教学大纲的要求, 油层物理实验学属于课内实验, 附属在理论课程教学学时内。制定教学任务时, 大部分理论教学老师不清楚实验室情况, 导致实验安排不合理, 例如实验人数超出了实验室的容量, 实验课程与其他理论课程上课时间冲突等。为保证正常开展实验教学, 需不断修改实验教学实施计划。若能加强理论教学和实践教学的衔接, 使理论教学老师能深入实验室了解实验室情况, 便能杜绝这一现象出现。

2.重理论轻实验的现象比较普遍, 对实验内容简单一带而过。实验教学时, 大纲要求理论课程教学老师深入实验室指导学生进行实验, 参与实验教学, 共同完成整个实验课程, 解决实验过程中出现的问题。但是, 实验教学通常都被认为是实验老师的事, 理论课程教学老师偶尔出现或者基本不出现。

3.实验教学成绩所占比重较低, 对最终的考核成绩影响不大, 导致学生不够重视。

(二) 实验内容和教学方法陈旧

目前油层物理实验教学仍采用传统的注入式教学方法, 其实验内容是实验指导书规定的, 实验指导书详细介绍实验原理、实验步骤, 甚至包括某些实验现象。实验教师多数是针对具体实验仪器的用法进行讲解和示范, 不但没有详细讲解实验机理, 也没有将实验过程跟理论知识有机地结合。少了理论联系实际的重要环节, 学生只能按部就班地进行操作, 数据类似、实验报告千篇一律。这种教学模式虽然有助于理论知识的巩固, 却束缚了学生的主观能动性, 也激发不了学生对实验的兴趣和创新欲望, 导致实验教学不能达到应有的效果。

(三) 实验类型以验证性为主

“油层物理”开出的实验项目主要有以下五项实验:砂岩粒度组成分析、储层岩石孔隙度测定、储层岩石含油含水饱和度测定、岩石碳酸盐含量测定和储层岩石渗透率测定。这些实验项目除“砂岩粒度组成分析”为综合性实验, 其余实验类型均为验证性实验。学生学习的只是验证或演示书本上的某个理论或公式, 掌握测试方法, 思考的空间不大, 对实验的期待不高, 兴趣不浓, 批判精神与实事求是的科学态度不能在实验过程中得到充分的体现。但是开设的所有验证性实验均涉及到多个知识点, 需要学生通过多方面的学习, 查阅资料和相关文献, 对实验进行预习和设计, 才能顺利完成实验。例如储层岩石渗透率测定, 该实验涉及岩石渗透率定义、达西定律、气体呈线性流动时的达西公式、玻意尔—马略特定律等知识点, 数据处理过程中需要应用excel办公软件或者坐标纸绘制曲线, 找出真实绝对渗透率, 总结实验过程中的误差影响因素, 分析影响岩石渗透率大小的因数。

(四) 实验教学考核方式不够细化

实验课程教学质量的优劣, 评判的标准为考核方式是否涉及实验过程中各个环节, 是否体现学生的主体地位, 是否能量化各个环节, 是否制定了评分标准。因此, 探索科学的实验成绩评价方法是实验教学改革中的焦点问题。油层物理实验教学考核标准不够全面和细化是一贯不被学生重视的主要根源, 导致不能反映实验教学的全过程。目前油层物理实验教学的考核以提交实验报告为主, 仅依靠实验报告成绩考核实验课程的学习, 没有量化实验过程的各个环节, 缺少详细的评分标准, 不能调动学生学习实验课程的积极性, 不能全面地培养学生的动手能力和创新能力。

(五) 实验设备台套数不足

目前油层物理实验教学的相关仪器设备存在购置时间较早、损坏较为严重、维护难度较大、台套数不足等问题, 学生实验时不能满足每位学生人手一台的要求, 基本上需要单批次实验分组才能完成正常的教学任务, 实验教学效果不很理想。虽然分组实验在某种程度上能锻炼学生之间分工协作能力和团队合作精神, 但是却导致大部分同学无事可做, 最终的实验数据和实验报告雷同较多, 不能有效地调动学生的积极性, 不能真正达到锻炼学生动手能力和分析问题能力的目的, 更谈不上创新能力的培养。若能实现油层物理实验室的改扩建, 更换和增加相关仪器设备台套数, 保证每位学生人手一台仪器, 便能更好地培养学生的动手能力, 也能有效提高油层物理实验教学的质量。

二、教学方法改革与建议

恰当地将学生实践能力的培养融入该门课程知识的掌握是油层物理实验教学的总体教学目标, 培养学生独立思考、发现问题、解决问题的能力, 进一步升华独立工作能力和创新能力, 需要提高油层物理实验教学的质量。首先, 要提高对实验教学的重视程度, 注重理论和实践教学的结合, 增加课程考核中实验成绩所占比例, 量化实验过程中各个环节, 制定详细的评分标准, 实行双及格制, 强调实验课程学习的重要性。其次, 加大油层物理实验室建设的投入力度, 改变因设备台套数不足而引起的教学效果差的现状。再次, 尽全力升华实验项目类型, 实施灵活的实验教学方法, 将自主式教学、开放式教学、案例设计型教学、小组竞赛型教学等教学方法纳入课堂教学中, 提升实验教师个人能力, 满足实验教学的需要。最后, 在以上这些措施基础上, 建议开展实验教学标准化。标准化是在一定的范围内获得最佳秩序, 对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动, 从而使教师和学生对实验课中的任务更加清晰明确。主要为以下几个方面的内容。

(一) 流程详细化

1. 教师准备:

每位授课教师和1位辅助教师 (学生助理或研究生) 。授课教师负责实验教学授课相关内容的准备, 辅助教师负责联系学生、准备设备。

2. 学生准备:

课代表提前一周与辅助教师联系, 主要是确认上课时间, 了解分组情况, 获取实验指导书和相关辅导视频。另外, 全体同学预习实验相关内容, 并写好预习报告。

3. 设备准备:

辅助教师负责按照实验分组, 课前准备实验设备。

(二) 内容明细化

1. 教师工作:

(1) 根据所承担的实验教学任务, 制定实验教学计划, 编写实验教案和讲稿 (实验的目的与要求, 实验的原理或理论基础, 实验的难点及易出现的错误, 需要演示和规范基本操作, 仪器设备出现异常和处理方法等) ; (2) 检查预习报告; (3) 按照教案和讲稿内容要求讲授教学内容; (4) 纠正实验操作过程中出现的错误, 并解答学生实验过程中的疑难, 指导开展讨论。

2. 学生操作:

按照实验指导书、辅助教学视频的内容和教师相关要求, 顺利完成相关实验操作和数据记录, 同时不对实验设备造成损坏。

(三) 实验考核模式统一化

制定统一的实验考试或考查的内容、方法与评分标准。实验考核鼓励创新, 采取定性与定量相结合、理论与操作相结合、态度与过程相结合的方法, 着重评估学生的实验操作、实验能力、实验结果是否准确, 以及实验报告是否规范, 并设立“创新附加分”, 鼓励学生创新。实验考核内容包括:实验预习、实验操作、实验记录、实验态度和表现、实验报告等。

三、结语

油层物理实验教学标准化教学能发挥学生的主观能动性, 激发学生实验的兴趣和创新的能力;培养学生严谨的科学态度, 求真务实的科学精神, 开拓创新的思维习惯;能快速提高青年教师业务水平;在提升实践教学质量和保证人才培养质量方面将起到重要的作用。加快实验教学体系、教学内容和教学方法的改革, 促进实验室的开放, 培养创新型、应用型人才等具有重要意义, 符合全面提升本科教学质量的总体要求。

参考文献

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[2]王豪.教学手段改革与教学方法改革[J].化工高等教育, 1992, (3) :32-351.

油层物理 第6篇

新疆巴喀油田属低渗透的砂岩油藏。渗透率为6~7×10-3um2, 平均孔隙度9%, 油层温度61.7℃, 原油密度0.84g/cm2, 地层原油粘度1.65m P a·s, 地层倾角平均40°。针对新疆巴喀油田油藏的地质特征, 应用物理模拟实验进行如下研究。

2 物理模型设计和实验方法

2.1 模拟条件

(1) 剖面相似。物理模型高度与长度之比近似等于油藏井距和油藏高度之比。

式中:

r—角标表示油藏原型;

m—角标表示物理模型;

h—表示高度, m;

l—表示长度, m。

油藏有效厚度与井距之比为0.09, 物理模型与高度之比为0.09。

(2) 油水粘度比相近。实验的油水粘度比近似等于油藏油水粘度比2.89。

(3) 初始条件相近。使用配制的地层水建立束缚水, 含油饱和度控制在接近油藏原始含油饱和度65%。

(4) 物理模型的倾角等于地层倾角40°。

(5) 模型润湿性与油藏润湿性相同, 均为亲水。

(6) 由π定理可知, 若要考虑重力作用, 必须满足下列关系式。

式中:∆ρ—油水密度差, g/cm3;g—重力加速度, cm/s2;µw——水的粘度, m Pa·s;k—渗透率, ×10-3µm2。

2.2 物理模型制作及实验技术

2.2.1 制作技术

将不同粒径的石英砂挂胶处理, 使得亲水。将其与环氧树脂制成渗透率相近均质模型, 模型尺寸为100cm×7cm×1.6cm, 装上进出口嘴, 用环氧树脂密封, 试压合格后, 测定其渗透率。

2.2.2 实验技术

(1) 测定实验模型气体渗透率, 抽空模型饱和地层水, 确定空隙体积; (2) 测定模型水相渗透率; (3) 抽空模型, 建立约35%的束缚水饱和度, 饱和配制的模拟油; (4) 实验条件是室温低压; (5) 采用恒速法注水驱油, 同时满足连续三个点含水达到98%以上和注入倍数达到1.5时, 结束驱油实验; (6) 采用恒压法注气驱油, 注入倍数达到5PV时, 结束驱油实验; (7) 记录实验压力、温度、注入量、产油量、产水量和产液量等参数。

3 实验结果分析

3.1 不同注入速度对底部注水驱油效果的影响

选择三种不同渗流速度的物理模型, 由公式 (2) 折算到油层平均渗流速度分别为0.025m/d、0.0825m/d、0.0832m/d。当实验结束时, 1、2、3号模型的剩余油饱和度分别为16.6%、11.2%、10.7%, 无水采收率分别为43.5%、39.4%、37.9%, 最终采收率分别为47.8%、51.6%、54.8% (见表1) 。

实验结果表明:模型倾斜40°角放置, 模型底部与顶部的高差为0.65m。注水速度越慢, 越有利于油水重力分异作用, 因而无水采收率越高。

3.2 不同注水速度对顶部注水驱油效果的影响

分别选用了两种不同渗流速度的物理模型实验, 由公式 (2) 折算到油层平均渗流速度分别为0.0806m/d和0.2570m/d。底部注水的2号模型与顶部注水的4号模型注水速度相近。4、5号模型的无水采收率分别为35.6%、32.6%, 最终采收率分别为50.0%、48.0% (见表1) 。

实验结果表明:在相近注水速度下, 底部注水的2号模型最终采收率分别为51.6%, 顶部注水的4号模型最终采收率分别为50.0%, 底部注水比顶部注水驱油效果要好。

3.3不同压力梯度的顶部注气驱油模拟试验

本实验采用恒压法研究不同注气压力下非混相气驱油特征。注入气选用邱东7井的天然气, 气从模型顶部注入, 油从底部采出。分别选用了三种不同注气压力梯度, 6、7、8模型注气压力梯度分别为0.02MPa/m、0.03 MPa/m、0.05 MPa/m。三块物理模型实验见气时的采收率仅有6~7%, 6、7、8模型的剩余油饱和度分别为41.8%, 32.4%, 26.7%, 最终采收率分别为23.3%, 33.1%, 38.4% (见表1) 。

实验结果表明:随着顶部注气压力梯度的增加, 由于油气分异作用, 增加参与流动的含油孔隙数量, 故使其最终采收率增大, 但对见气采收率影响不大。由于不合理的气油流度比, 使得注气非混相驱效果都比水驱效果要差。

4几点认识

(1) 采用从油层较低部位注水的驱油方式, 采油效果较好。无水采油期采用较低的注水速度, 可得到较高的无水采收率;含水采油期提高注水速度, 能获得较高的最终采收率。

(2) 鉴于地层厚、倾角大的特点和依据注水速度对驱油效果的影响的模型实验结果, 建议油层低、中、高部位的注水井, 采用不同的注水速度, 低部位井速度可稍比高部位速度高, 提高无水采油期开采效果。

(3) 油层顶部注气非混相驱油效果较差。今后应研究注气混相驱油的可能性, 以提高油层的最终采收率。

*按相似准则折算到油藏的平均渗流速度。

摘要：本文通过人造物理模型驱油实验, 研究不同注入方式和注入速度下, 地层倾角大的厚油层层内油气水运动规律及驱油效果。

关键词：地层倾角,物理模拟,注入方式,注入速度,采收率

参考文献

[1]沈平平.大幅度提高石油采收率的基础研究[J].中国基础科学, 2003, 2:9-14

[2]丁祖鹏等.裂缝性油藏水驱油三维定量物理模拟相似准则[J].渗流力学与工程的创新与实践, 151-155

[3]白玉湖, 周济福.油藏复杂驱动体系物理模拟相似准则研究进展[J].力学进展, 2009, 39 (1) :58-68

射孔优化对油层影响 第7篇

1 射孔对油井产能的影响

射孔完井过程中采用油气层保护技术, 使油气层和井筒间产生一条清洁的通道, 对提高油气井产量具有明显的效果。调查分析认为, 用89型射孔枪射孔后油井产能较低或不能生产的主要原因有:一是油气层受到了钻井液及射孔液污染, 渗透率降低;二是射孔时产生的残渣随着高速运动的气流冲到岩石上, 细小的颗粒会进入地层的孔隙中堵塞孔隙, 使岩石的孔隙度下降。

2 油气层损害分析

2.1 射孔过程对油气层的损害

聚能射孔弹爆炸后, 弹孔外的岩石被压碎和压实, 并将岩石碎粒从弹孔区域挤入周围的油气层, 在弹孔周围形成压实带, 其渗透率远远低于原始地层的渗透率, 导致弹孔底端流体的流动阻力增大, 弹孔的流量减小, 从而降低了油井的产能。此外, 若射孔弹性能不良, 将造成金属杵堵和套管、水泥环、岩屑等碎屑一起堵塞已经射开的孔眼。

2.2 射孔参数对产能的影响

2.2.1 射孔深度

在有钻井污染带的情况下, 当射孔穿透深度超过钻井井筒周围的污染带时, 可以减小甚至消除钻井污染对油井产能的影响。在有射孔污染的情况下, 当射孔穿透深度超过钻井所造成的污染带时, 射孔污染对油井的产能仍影响很大, 且油井产能随射孔污染程度的加重而降低。因此, 只有在保证射孔质量的前提下才能利用加大孔深提高油井产能。

2.2.2 射孔密度

在有射孔污染的油井中增加孔密能明显提高油井产能。一般以3孔/m、6孔/m和12孔/m的密度射孔, 油井的产率为0.70、0.87和1.06。但当射孔密度增加到一定值时, 射孔密度对油井产能的影响就很小了。而且, 随着射孔密度的增加, 套管的强度降低。所以在射孔作业中, 应根据油井的条件和其它射孔参数, 选择最佳射孔密度。

2.2.3 射孔孔径

射孔孔径对油井产能有一定影响, 孔径越大, 油层和井筒连通的面积越大, 有利于油层产能的提高, 但它对产能的影响程度低于孔深和孔密。国内一般采用8~12mm的孔径射孔。而且效果较好。但当孔径达到一定值时, 再增加孔径, 产能提高不大。但对有积垢或者石蜡沉积的油井, 加大孔径, 可有效地防止积垢或者石蜡的沉积物堵塞孔眼, 如采用19mm或更大孔径射孔, 油井产能的提高比较明显。

2.2.4 孔眼相位

目前国内通常使用的射孔相位有0°、60°、90°、120°和180°。同一地层, 选用不同的相位角, 可得到不同的产能。大量的实践证明, 在一个圆周上, 孔眼相位为0°, 油井的产率为0.97, 产能最低;相位为90°时, 油井的产率为1.10, 产能最高。这是因为当射孔密度相同时, 射孔中布置的相位越多, 油流进入井筒时的流动路径越短, 油流在流动过程中的阻力就小, 从而油井产能增加。

2.3 射孔液对油气层的损害

射孔液对油气层的损害包括固相颗粒侵入和液相侵入两个方面。较大的固相颗粒会堵塞所射开的孔眼, 较小的颗粒, 将会堵塞孔隙喉道, 使地层流体流动受阻, 导致油气层的渗透率降低;射孔液的液相 (其矿化度与储层粘土矿物不匹配时) 侵入油气层, 将会引起储层内的粘土矿物水化膨胀, 当膨胀到一定程度后, 分散成更细的颗粒, 这些细微的颗粒被流体运移进入孔隙中, 使孔隙喉道缩小, 导致储层渗透率降低。

2.4 正压差射孔对油气层的损害

正压差射孔指射孔时射孔液形成的液柱压力与地层压力之差大于零。在正压差作用下, 射孔液经射孔形成的孔眼侵入油气层, 将会对油气层造成多种损害, 由于正压差的“压持效应”, 使已射开的孔眼部分被射孔液中的固相颗粒、破碎的岩石碎屑颗粒和金属残渣所堵塞, 阻碍流体流动, 直接影响油井的产能。

3 油气层的保护措施

3.1 优化射孔参数

根据各井不同的地层性质和流体情况, 同时考虑钻井损害和射孔损害的程度, 进行室内射孔模拟实验, 确定能够最大提高油井产能的孔深、孔密、孔径和孔眼相位, 合理的选择射孔枪、射孔弹的品种和类型。

3.2 选用与储层配伍的优质射孔液

以井底储层岩性和矿物成分为试验基础, 用经过精细过滤的与本地区相配伍的水为射孔液基液。射孔液密度可根据钻井工艺要求和井下情况进行调整, 以有效地控制井下压力, 再加入适量的防止储层中的粘土矿物水化膨胀和分散运移的粘土稳定剂与能抑制地层微粒运移的稳定剂。在此基础上进行射孔液与地层、地层水的配伍性研究, 选择适合于储层的射孔液, 使储层损害降到最低。

3.3 采用负压射孔, 并确定合理的射孔负压值

负压射孔是指采用低密度射孔液或降低液柱高度, 使液柱压力低于地层压力。负压射孔在射开地层的瞬间, 地层流体涌入井筒, 把固体残渣冲入井筒, 可以有效的防止产层的堵塞, 同时可避免射孔液进入油气层造成损害。其负压值的大小是以清洁孔道所需的最小值来确定的。其值可通过实验方法确定:选取本地区井底岩心进行模拟负压差射孔, 确定一个射孔效率最好的负压值。

4 结束语

射孔完井是被广泛采用的完井方式, 射孔过程中的油气层保护是关系到油井产能的主要因素之一。为此, 在射孔完井作业时, 须采取优化射孔参数、选用与储层配伍的射孔液及负压射孔等技术措施, 以减少射孔时对油气层的损害, 提高油井产能。

参考文献

[1]樊世忠, 鄢捷年, 周大晨, 等.钻井完井液及保护油气层技术[M].东营:石油大学出版社, 1996[1]樊世忠, 鄢捷年, 周大晨, 等.钻井完井液及保护油气层技术[M].东营:石油大学出版社, 1996

[2]牛超群, 张玉金, 油气井完井射孔技术[M].北京:石油工业出版社, 1994[2]牛超群, 张玉金, 油气井完井射孔技术[M].北京:石油工业出版社, 1994

火烧油层技术成功因素探讨 第8篇

1 火烧油层技术成功机理分析

火烧油层的主要驱油原理为:点燃油层后, 不断向注气井注入空气, 会形成一个慢慢向前移动的燃烧前缘及一个有一定大小的燃烧区。燃烧区的温度会随时间不断增高。有最高温度的燃烧区可视为移动的热源;在燃烧区前缘的前方。原油在高温热作用下, 不断发生各种高分子有机化合物的复杂化学反应, 如蒸馏, 热裂解, 低温氧化和高温氧化反应, 其产物也是复杂的, 除液相产物外, 还有燃烧的烟气 (一氧化碳, 二氧化碳, 天然气等) ;热水, 热气都能把热量携带或者传递给前方的油层, 从而形成热降粘, 热膨胀, 蒸馏汽化, 油相混合驱, 气驱, 高温改变相对渗透率等等一系列复杂的驱油作用[2]。在这些化学反应中, 氧气参与的主要只有以下两个反应:

(1) Oil+O2→CxHyOz→Coke (加氧反应, 即低温氧化反应)

该反应过程中原油会不断变稠, 如果时间充足, 就会在地下形成焦炭、沥青质。

(2) Oil+O2→CO2+C O+H2O (裂键反应, 即高温氧化反应)

该反应主要为重质组分的地下原油与氧气反应, 消耗重质组分, 形成CO2、CO和H2O这么一个过程。

对于火烧油层开发而言, 我们希望进行的反应为后者, 即高温燃烧的裂键反应。但是, 在任何一个氧化作用中, 这两种反应皆是同时存在的, 因此, 我们只能希望裂键反应充分发生并占主导地位。

对于稠油和稀油来说, 由于稠油与稀油的组分不同, 导致两者发生裂键反应的温度不同。稠油的裂键反应温度通常在500℃以上, 而稀油的裂键反应温度绝大部分时间处于300℃左右。因此, 在稀油火烧过程中, 要保证温度处于150℃-300℃之间, 才能保证开发过程的顺利进行;对于稠油, 需保证燃烧温度大于400℃。通过对比稠油、稀油在不同温度下的采收率曲线, 稀油采油率比较高的燃烧温度范围是280℃-350℃, 而稠油则是450℃-600℃, 造成温度差异的原因还是稀油、稠油的组分区别[3]。

要让裂键反应占主导地位需要满足两个主要条件, 一是控制点火温度, 稀油通常比较容易自燃, 而稠油则需要进行人工点火;二是保证充足的注气量, 以保证原油燃烧。

2 火烧油层技术成功因素探讨

2.1 火烧油层成功的三个关键点

(1) 地层内原油必须具有流动性, 因为原油流动性差, 形成油墙作用强烈, 堵塞通道, 燃烧气体难以通过, 该现象通常出现在火烧初期。原油粘度高的油藏进行火烧必须经过充分的预热, 使得原油具有流动性, 才能开展火烧, 包括注蒸汽预热、电加热预热等。

(2) 必须做好点火工作, 实质就是让裂键反应占据主导地位, 稀油当油藏温度达到80℃以上时, 注入空气就能点燃, 稠油必须采取人工点火方式, 跨越负温度梯度区, 实现高温燃烧, 让裂键反应占据主导地位, 稠油低温燃烧结果必然失败。

(3) 保证注气量充足, 确保在油层中形成稳定燃烧。

2.2 合理油藏的选择

火烧油层油藏选取的关键因素主要有以下几项:

(1) 油藏温度下原油的流动性。

(2) 充足的注气能力, 保证氧气强度处于保持火焰燃烧向前推进的最低气量以上。

(3) 原油的燃烧特性要比较稳定, 燃烧的特征是不是稳定, 必须通过实验室判断。

(4) 对于稀油油藏来说, 油藏的温度、压力十分重要。

(5) 可采储量必须满足资金及运行成本的总投入, 产量必须能够平衡投资。

不适合进行火烧油层开发的油藏主要有大量的高渗通道 (贼层) 、与油层无明显封隔的连续底水、油藏连通性差、存在大的气顶或无良好的盖层的油藏。良好的燃烧具有抑制油藏水窜的功能 (如表1所示) 。

通过火烧油层油藏筛选参数表可以快速的判断确定油藏是否适合火烧, 但世界上很多火烧油层项目一条都没有符合也获得成功, 因此要更加准确的确定一个油藏是否适合进行火烧油层, 就需要通过进行室内实验来确定, 实验室数据通常跟现场试验动态数据相匹配。

2.3 井网、井距、井型优化设计

2.3.1 井网选择

目前常见的油田开发井网形式有五点井网、七点井网、九点井网等, 但对于火烧油层而言, 常规的井网设计并不是最佳选择。通过大量现场经验表明, 常规火烧井网的生产井通常产尾气, 而较远位置的井 (井网外二、三线井) 生产的大部分为原油, 所以常规井网并不适用于火驱。对于有倾角的油藏, 最好采用上倾的线性火驱井网;对于倾角较小的油藏, 应采用不规则井网, 分别部署采油井、排气井, 实现油、气专井专采。布井时根据灭火半径布第一排采油井, 离灭火半径1-2个这么远的距离布其它井, 边部则均作为排气井[3]。

2.3.2 井距选择

稀油油藏原油流动性好, 需要氧气量低, 应该用大井距, 但要控制注入速度, 同时需要高压的压缩机, 原因是稀油油藏渗透率低, 高压有益于后期的混相驱。

稠油原油流动性差, 应该采用小井距, 原因是稠油油藏在未加热的情况下油藏温度较低低, 原油粘度高, 流动性差;推动稠油前进的强度大, 即使渗透率高但可能出现液堵;小井距的情况下, 注气量较易保证充足。

2.3.3 井型选择

注气井:推荐直井, 易于调控和监测。现场也开始应用水平井注气 (Medicine Pole h i l l s稀油高压注空气项目) , 但很难监控, 而且维持燃烧所需的最低空气量难以计算。

生产井:直井、水平井均可。

2.4 合理注气量的确定

对稀油和稠油, 燃烧所需空气量是不同的, 稀油所需要空气量比稠油少一半左右, 稠油大概要250m3, 稀油则只要120-175m3。根据灭火半径设计注气量, 灭火半径大小取决于根据经济评价所需的项目运行时间。灭火半径对应的最低注气强度:12m3 (ST) /m2d, 可通过实验室锥形设备测定, 也可通过先导试验。

2.5 合理点火方式的选择

(1) 稀油油藏。对于埋藏较深、高压、高温的稀油油藏一般采取自燃点火工艺 (地层温度>80℃) ;而对于埋藏较浅、低压、低温的稀油油藏通常采用化学点火工艺。

(2) 稠油油藏。对于埋藏较深、地层温度较高的稠油油藏, 推荐采用注蒸汽预热自燃点火工艺或化学点火工艺;对于原油燃点较高 (原油燃点>400℃) 的稠油油藏, 推荐采用电点火[2]。

2.6 准确的动态分析

尾气组分监测重点为:CO2、N2、CO、O2、H2S、CH4、C2H6、C3H8。

(1) CO2含量:其是最重要的一个参数, 正常含量12%-18%, CO2<12%:没有形成真正的燃烧, CO2>18%:没有在正确的地方燃烧。

(2) N2含量:其是一个重要的参数, 一般在80%左右;如果溶解气量大, N2含量可以降低, 但一般不会低于75%。

(3) (CO2+CO) /N2比值:在0.18-0.22之间比较好。

(4) C2H6/C H4比值和C3H8/C H4比值:比值增大, 燃烧向低温状态转变。

(5) H2S、C O和S O42-含量:若含量显著增加, 说明火线前缘到达生产井或气窜导致生产井附近燃烧。

(6) H/C比值:正常情况处于1-3, 超过3表明反应已进入低温氧化阶段。

3 取得的认识

火烧油层技术若想成功应用, 首先需要合理筛选目的油藏, 并对目的油藏进行实验室模拟实验;在实验室实验取得成功的基础上, 优化设计井网、井型、井距、注气参数, 优选合理的点火方式点燃油层;当燃烧前缘开始推进后, 我们则需要针对生产井产出尾气进行实时动态监测, 并根据监测结果随时对注气井进行调控, 以保证火烧油层项目的正常运行。

参考文献

[1]王弥康等编著.火烧油层热力采油.山东东营:石油大学出版社, 1998

[2][法]布尔热等著, 杨承志等译.热力法提高石油采收率.北京:石油工业出版社, 1991