油层物理教学大纲(杜建芬)-西南石油大学油气田油气井考研内部题库

《油层物理》教学大纲

一、课程基本信息

1、课程英文名称：Petrophysics

2、课程类别：专业基础课程

3、课程学时：总学时48，实验学时8

4、学分：3

5、先修课程：石油地质、物理化学、工程流体力学

6、适用专业：石油工程、资源勘查工程及相关专业

7、大纲执笔：石油工程教研室杜建芬

8、大纲审批：石油工程学院学术委员会

9、制定(修订)时间：2006.10

二、课程的目的与任务：

《油层物理》是石油工程、资源勘查工程等专业必修的一门重要的专业基础课，是一门建立在实验基础上的、实践性很强的课程，是学好其它后续专业课程如渗流力学、油藏工程、油藏数值模拟、采油工程、试井分析、保护储层技术、天然气工程、提高采收率等的非常关键的课程。其主要目的与任务是培养学生的实验动手能力，掌握有关储层岩石和储层流体的基本物理性质以及多相流体在储层岩石中的基本渗流机理。

三、课程的基本要求：

1、要求学生能准确理解、牢固掌握、正确运用本课程涉及到的基本概念、基本理论和基本方法。

2、要求学生掌握油层物理相应的实验技能，包括各种物性参数的实验测定原理，实验数据的处理方法等。

四、教学内容、要求及学时分配：

(一)理论教学（42学时）

绪论（2学时）

教学内容：

一、学科发展概况

二、研究对象

三、研究内容

四、研究目的

五、研究方法

六、课程的特点和要求

七、参考书

●教学要求：了解油层物理的学科发展、研究对象、内容和方法，明确学习目和方法。第一章储层岩石的物理特性（14学时）

●教学内容及学时分配：

第一节储层岩石的骨架性质（3学时）

一、岩石的粒度组成

二、岩石的比面

第二节储层岩石的孔隙结构及孔隙性（4学时）

一、储层岩石的孔隙结构

二、岩石的孔隙度

三、影响岩石孔隙度大小的因素

四、岩石孔隙度的测定方法

五、孔隙度与表征体积单元

六、储层岩石的压缩性

第三节储层岩石的流体饱和度（1学时）

一、流体饱和度的概念

二、几个重要的饱和度

三、流体饱和度的测定方法

第四节储层岩石的渗透性（3学时）

一、达西定律及岩石的绝对渗透率

二、岩石绝对渗透率的测定原理

三、岩石渗透率的实验室测定

四、影响岩石渗透率的因素

五、岩石渗透率的估算

第五节储层岩性参数的平均值处理方法（1学时）

一、岩石物性参数的算术平均法

二、岩石物性参数的加权平均法

三、岩石物性参数的渗流方程平均法

第六节储层岩石的其它物理性质（自学）

一、储层岩石的热学性质

二、储层岩石的导电性

三、储层岩石的声学特性

四、储层岩石的放射性

第七节储层岩石的敏感性（2学时）

一、胶结物及胶结类型

二、胶结物中的敏感性矿物

三、储层敏感性评价方法

●教学要求：明确储层岩石的骨架结构和孔隙结构的复杂性；掌握各种岩石物性参数

的基本定义、影响因素及测定方法；明确储层伤害机理及评价方法。

●重点：岩石粒度组成、比面、孔隙度、绝对渗透率、流体饱和度的基本定义及测定

方法；储层敏感性评价方法；达西定律。

●难点：粒度分布曲线分析；表征体积单元的含义；气测渗透率计算公式推导；气体

滑脱效应分析；胶结物敏感机理分析。

第二章储层流体的物理特性（12学时）

●教学内容及学时分配：

第一节油气藏烃类的相态特征（4学时）

一、油气烃类体系的化学组成及分类

二、油藏烃类的相态表示方法

三、单、双、多组分体系的相态特征

四、几种典型的油气藏相图

第二节油气体系中气体的分离与溶解（3学时）

一、天然气从原油中的分离

二、天然气向原油中的溶解

三、相态方程的建立

四、相态方程的应用

第三节天然气的高压物性（3学时）

一、天然气的常规物性

二、天然气的状态方程和对应状态原理

三、天然气的体积系数

四、天然气的压缩系数

五、天然气的粘度

第四节地层原油的高压物性（2学时）

一、原油的化学组成和分类

二、地层原油的溶解油气比

三、地层原油的体积系数

四、地层原油的压缩系数

五、地层原油的粘度

第五节地层水的高压物性（1学时）

一、地层水的化学组成及描述方法

二、水型的分类及判断

三、天然气在地层水中的溶解度

四、地层水的体积系数

五、地层水的压缩系数

六、地层水的粘度

第六节地层油、气高压物性参数的获取和应用（1学时）

一、流体高压物性实验流程及流体样品准备

二、流体高压物性参数的测定方法

三、流体高压物性参数的图版查取方法

四、油气藏物质平衡方程

●教学要求：明确储层流体化学组成的复杂性和多变形；掌握储层烃类物质的相态变

化的基本特征和描述方法；掌握储层烃类物质的组成变化的基本规律和描述方法；

掌握储层流体各种物性参数的基本定义，影响因素及确定途径；了解油藏物质平衡方程的基本概念。

●重点：掌握储层烃类物质的相态表示方法和基本特征；掌握储层烃类物质在溶解与

分离过程中的组成变化规律及描述方法；掌握储层流体各种物性参数的基本定义，影响因素及确定途径。

●难点：反凝析现象的分析；相态方程的建立和应用；天然气偏差系数的物理意义的

分析及其确定方法；地层油两相体积系数的定义及其计算公式推导；地层水水型的判断方法。

第三章多相流体的渗流机理（14学时）

●教学内容及学时分配：

第一节储层岩石中的各种界面现象的回顾（2学时）

一、储层流体的相间界面张力

二、界面吸附现象

第二节储层岩石的润湿性（3学时）

一、润湿的相关基本概念

二、储层岩石的润湿性及其影响因素

三、润湿滞后

四、岩石润湿性与水驱油的相互影响

五、油藏岩石润湿性的测定

第三节储层岩石的毛管压力曲线（4学时）

一、毛管压力概念综述

二、毛管压力曲线的测定和换算

三、毛管压力曲线的基本特征

四、毛管压力曲线的应用

第四节储层岩石驱油过程中的阻力效应（2学时）

一、水驱油的非活塞性

二、毛管孔道中的各种阻力效应

三、简化岩石孔道中的渗流

第五节储层岩石的有效渗透率和相对渗透率曲线（3学时）

一、有效渗透率和相对渗透率的概念

二、相对渗透率曲线的特征及影响因素

三、相对渗透率曲线的获取

四、相对渗透率曲线的应用

●教学要求：了解储层岩石中的各种表面现象；掌握储层岩石润湿性的基本概念、产

生原因、影响因素、度量标准、测量方法以及对地层流体分布的影响规律；掌握毛管力的基本概念和任意曲面毛管力的计算方法；掌握毛管力曲线的测定方法、基本特征和主要用途；明确水驱油过程的各种阻力效应以及微观孔道中的渗流机理；掌握各种渗透率和流度的基本概念；掌握相对渗透率曲线的测定方法、基本特征、影响因素和主要用途。

●重点：岩石润湿性的基本概念、度量标准以及对地层流体分布的影响规律；毛管力

的基本概念和毛管力曲线的测定方法、基本特征和主要应用；各种渗透率和流度的基本概念以及相对渗透率曲线的测定方法、基本特征、影响因素和主要应用。

●难点：油藏流体间的表面张力的影响因素分析；润湿程度的定量描述方法；任意曲

面毛管力的计算方法；毛管力曲线的应用；各种阻力效应的分析；相对渗透率曲线的影响因素及其应用。

(二)实验教学：

1、实验课的目的和要求

使学生了解储层岩石与流体的各种物性参数测试仪器、装置名称、流程、测试操作方法、注意事项；掌握各物性参数实验测定原理、测试、计量、数据处理、分析的基本方法。

2、实验内容和占用学时的具体分配

（1）岩石孔隙度测定2学时验证型

1）实验目的要求：用游标卡尺直接测量岩样外表体积。用气测孔隙仪测量岩样的固相颗粒体积和孔隙体积，将所测参数直接代入孔隙度计算公式，验证岩石孔隙度定义。掌握气测孔隙度仪工作原来及其测固相颗粒体积和孔隙体积的方法；岩样准备程序及注意事项。

2）实验仪器设备：气测孔隙度仪、氮气瓶、减压阀、人造岩心、游标卡尺、空盒气压表。

（2）岩石渗透率测定2学时验证型

1）实验目的要求：用气测孔隙度仪测量岩心入口端压力，岩心出口端的气体体积

流量Q0

，按实测数据绘制Q0～P

关系曲线，取直线段数据计算气测渗透率Kg，然后绘

制Kg～1/p关系曲线外推求岩心的克氏渗透率。掌握气测渗透率实验原理；气测渗透率仪结构、流程及工作原理；浮子流量计选择原则及校正方法。了解岩样制备方法。

2）实验仪器设备：气测渗透率仪、人造岩心、高压氮气瓶、减压阀、游标卡尺、空盒气压表。

（3）岩石比面测定2学时验证型

1）实验目的要求：了解比面定义，用岩石比面测定仪测量岩心两端压差H和通过岩心的气体体积流量，直接代入高才尼——卡尔曼方程验证岩石比面定义。掌握实验原理及岩石比面测定仪结构、流程及工作原理，明确用岩石比面测定仪所测比面的定义。

2）实验仪器设备：岩石比面测定仪、秒表、量筒、烧杯、微流量测定仪。

（4）岩石饱和度测定2学时综合型

①实验目的要求：了解岩石含流体饱和度的常规测试方法、实验原理。掌握常压干馏法测定岩样饱和度的实验装置、操作方法和数据处理及分析。写出实验报告。

②实验仪器设备：岩心饱和度干馏仪、电子天平、抽空饱和装置、流量测定仪。

（5）选开实验：

1）岩石毛管压力曲线测定4学时综合型

①实验目的要求：了解岩石毛管压力曲线常用的测试方法及其优缺点，熟悉半渗透隔板仪装置流程。掌握半渗透隔板法的实验原理、操作方法和数据处理，写出实验报告。

②实验仪器设备：高压半渗透隔板仪、平流泵、电子天平、半渗透隔板、中间容器、氮气瓶、精密压力表、岩心夹持器。

2）油水相对渗透率曲线测定 4学时综合型

①实验目的要求：了解岩石相对渗透率的概念和各种测定方法。掌握非稳态法的测定原理、装置流程、操作和数据处理方法。写出用非稳态法测定的油水相对渗透率曲线的实验报告。

②实验仪器设备：油水相对渗透率测定仪、抽空饱和流体装置、旋转粘度计、微量高压平流泵和流量测定仪。

3、实验课的考核办法

以实验报告考核。

4、实验教材

孙文涛等编. 油层物理实验指导书（自编），西南石油大学自印，2006

五、考试考核办法：

该课程考试成绩由三部分组成：平时成绩占10%、实验成绩占10%、期末考试成绩占80%。

1、平时成绩包括：

（1）每次课后布置习题或思考题，即平时作业。

（2）上课回答问题。

（3）不定期课堂测验。

（4）实验报告成绩。

2、期末闭卷考试：实行闭卷考试，按学校规定提供A 卷和B 卷。

六、教材及参考书：

(一)教材：

何更生编，油层物理，北京：石油工业出版社，1994.11第1版（ISBN7-5021-1094-1）

(二)参考书：

1、洪世铎主编，油藏物理基础，北京：石油工业出版社，1997.8

2、罗蜇潭主编，油层物理，北京：地质出版社，1985

3、张博全主编，油气层物理，北京：中国地质大学出版社，1989

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