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《油层物理》教学大纲
一、课程基本信息
课程编号: 课程中文名称 课程英文名称 课程类别 适用专业 开课学期 总 学 时 总 学 分 先修课程 08010501025C 油层物理 Petrophysics 专业课 石油工程 第六学期 48 学时(理论教学40学时,实验8学时) 3 大学物理、地质学基础、石油地质学 本课程是石油工程专业的核心专业课。课程系统讲授油藏储层岩石的物理性质(孔、渗、饱、比面、压缩性等),油藏流体的物理性质(组成、课程简介 相态、相平衡、高压物性等);相关物性参数的测定方法及其在工程中的应用;多孔介质中界面现象、润湿性、毛管压力和多相渗流机理。 建议教材 参考资料 [2] 王允诚. 油气藏开发地质学[M].北京:石油工业出版社,2007
杨胜来等.油层物理学.北京:石油工业出版社,2004 [1] 何更生.油层物理(第2版)[M].北京:石油工业出版社,2011 二、课程教学目标
1. 了解石油、天然气和地层水的性质及其变化规律,掌握它们的高压物性参数。
2. 了解砂岩的粒度组成,比面等骨架性质,以及孔隙度,渗透性,饱和度,压缩性,热学性质,电学性质等各种性质。
3. 掌握多相流体在储层中的物理性质(岩石的润湿性、毛管力)、微观渗流机理(相对渗透率、各种毛管阻力),掌握油、水在岩石孔隙中的分布特点,掌握剩余油分布规律及其影响因素,使学生为宏观掌握油井生产规律,合理开发油田,改善和提高开发效果以及提高采收率等工作打下基础。
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三、理论教学内容与要求
1 油气藏流体的化学组成与性质(2 学时) 教学内容 (1)绪 论 要求程度 了解石油天然气开发的重要意义,本门课程的研究内容与任务,油(气)层物理学的发展概况。 (2)石油的化学组成 (3)原油的物性与分类 (4)天然气的化学组成 (5)油气藏分类 (6)地层水的化学组成与分类 了解石油的元素组成,石油中的烃类、非烃类化合物。 理解原油的物理性质,掌握地面、地层原油的分类方法。 了解天然气的化学组成。 理解油气藏的分类方法。 了解地层水的化学组成,理解地层水的水型分类。 2 天然气的高压物理性质(4 学时) 教学内容 (1)天然气的视分子量和密度 要求程度 理解天然气的组成,掌握天然气的分子量,天然气密度和相对密度。 了解天然气的状态方程。掌握理想气体的状态方程,真实气体状态方程,对比状态定律。 掌握天然气的地层体积系数,天然气的等温压缩率,天然气的粘度。 了解天然气中水蒸气含量,天然气水合物。 (2)天然气的状态方程和对比状态原理 (3)天然气的高压物性 (4)湿天然气和天然气水合物 3 油气藏烃类的相态和汽液平衡(6 学时) 教学内容 (1)油气藏烃类的相态特征 要求程度 掌握相态及其表示方法,重点掌握单、双组分体系及多组分系统的相态特征,典型的油气藏相图特征。 了解理想溶液,实际汽—液体系的相态方程,平衡比K的求取。 理解天然气从原油中的分离,天然气向原油中的溶解。 (2)汽-液相平衡 (3)油气体系中气体的溶解与分离 4 储层流体的高压物性(2 学时) 教学内容 (1)地层油的高压物性 (2)地层水的高压物性 要求程度 掌握地层原油的密度和相对密度,溶解气油比,体积系数,压缩系数,粘度,凝固点。 了解地层水的高压物性。 5 储层多孔介质的孔隙特性(4 学时) 教学内容 (1)砂岩的构成
要求程度 理解砂岩的粒度组成,砂岩的胶结物及胶结类型,掌握2
岩石的比面。 (2)储层岩石的孔隙性 掌握储层岩石的孔隙及其类型,孔隙大小及其分选性,孔隙结构。 掌握孔隙度的定义,双重介质岩石的孔隙度,影响孔隙度大小的因素,重点掌握孔隙度的测量。 掌握岩石压缩系数,综合弹性压缩系数。 掌握流体饱和度的定义,测定油、气、水饱和度的方法。 6 储层岩石的流体渗透性(6 学时) 教学内容 (1)达西定律及岩石绝对渗透率 (2)气测渗透率及气体滑动效应 (3)影响岩石渗透率的因素 (4)岩石渗透率的测定与计算 要求程度 掌握达西定律及适用条件,岩石绝对渗透率的确定。 重点掌握气测渗透率时的计算公式,气体滑脱效应。 了解沉积作用,成岩作用,构造作用于其他作用。 了解利用测井资料估算渗透率,理解室内测定岩心渗透率,平均渗透率的计算方法。 了解纯裂缝岩石的渗透率,裂缝-孔隙双重介质岩石的渗透率,溶孔的渗透率。 了解毛细管束模型,网络模型。 理解砂岩胶结物中的各种敏感矿物,储层敏感性的评价方法。 7 储层岩石的其它物理性质(2 学时) 教学内容 要求程度 了解物质的导电性与电阻率,岩石电阻率与地层水性质(1)含流体岩石的导电特性 的关系,含水岩石电阻率与孔隙度的关系,含油岩石电阻率与含油气饱和度关系,电阻率的测定。 (2)储层岩石的热学性质 (3)储层岩石的声学特性 了解油层热容量,岩石的比热容量,导热系数,热扩散系数。 了解储层岩石的声学特性。 (3)储层岩石的孔隙度 (4)储层岩石的压缩性 (5)储层岩石流体饱和度 (5)裂缝性、溶孔性岩石的渗透率 (6)岩石结构的理想模型及应用 (7)储层岩石的敏感性 8 储层岩石中的界面现象与岩石的润湿性(2 学时) 教学内容 要求程度 理解两相界面的自由界面能,比界面能和界面张力,界(1)储层流体的相间界面张力 面张力的影响因素,油藏流体间的界面张力,表面张力的测定。 (2)界面吸附现象 (3)储层岩石的润湿性
了解吸附的概念,气-液界面(表面)的吸附,气-固界面上的吸附,液-固界面上的吸附。 了解油水在岩石孔隙中的分布,岩石润湿性的测定,掌3
握岩石润湿性的基本概念,表面活性剂物质对润湿性的影响,润湿滞后现象,储层岩石的润湿性及其影响因素。 9 储层岩石中的毛管压力及其曲线(6 学时) 教学内容 (1)毛管压力的概念 要求程度 理解毛细管中液体的上升,各种曲面附加压力,孔道中毛细管效应附加阻力,毛管滞后现象。 了解不同测定方法的毛管压力的换算,重点掌握半渗透隔板法,压汞法,离心法。 理解毛管压力曲线的定性特征,毛管压力曲线的定量特征,毛管压力曲线特征的影响因素。 了解确定储层岩石的润湿性,掌握确定油层的平均毛管(4)毛管压力曲线的应用 压力J(SW)函数,确定油(水)饱和度随油水过渡带高度之间的变化关系,计算岩石的绝对渗透率。 10 孔隙介质中多相流动与相对渗透率曲线(6学时) 教学内容 要求程度 了解互不联通的毛细管孔道,单相液流、两相液流,不(1)孔隙介质中的多相流特性 等径并联孔道,两相液流,毛细管孔道的混合液流淤塞效应,掌握水驱油的非活塞性。 (2)两相渗流的相对渗透率 重点掌握相对渗透率的概念,相对渗透率曲线特征,影响相对渗透率的因素。 了解油水相对渗透率测定的几个问题,用毛管力曲线计算相对渗透率曲线,掌握稳态法,非稳态法。 掌握计算油井产量、水油比和流度比,利用相对渗透率(4)相对渗透率曲线的应用 曲线分析油井产水规律,确定自由水面,计算驱油效率和油藏水驱采收率。 (2)岩石毛管压力曲线的测定和换算 (3)岩石毛管压力曲线的基本特征 (3)相对渗透率曲线的测定和计算 四、实验教学内容与要求
教学内容 1 气体孔隙度测定实验(2学时) 要求程度 掌握气测孔隙度的原理及方法,培养学生动手操作能力和实验数据处理能力。 掌握气测渗透率的原理及方法,培养学生动手操作能力和实验数据处理能力。 掌握碳酸盐含量测定方法及原理,分析影响实验结果的因素,培养动手操作能力和实验数据处理能力。 掌握采用气测岩石比表面的原理,分析实验结果的精度4
2 气体渗透率测定实验(2学时) 3 碳酸盐含量测定实验(2学时) 4 岩石比表面测定实验(2学时)
及影响因素。培养学生实验数据处理能力。 五、考核方式
采用期末考试、平时考核和实验相结合的考核方式。总成绩为100分,其中期末考试成绩占总成绩的70%,平时成绩(包括作业、出勤、课堂小测验等)占总成绩的20%,实验成绩占总成绩的10%。
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