油层物理

2016年硕士研究生入学考试大纲

考试科目名称：渗流物理 考试时间：180分钟，满分：150分 一、考试要求：

要求掌握油层物理及渗流力学的基本概念、特点、基本理论和方法，并能够熟练运用所学的知识解决生产实际问题。试卷结构一般如下：

a. 基本概念题；b. 填空判断；c. 分析简答题（包括绘简图）；d. 推导计算题。

二、考试内容：

（一）油层物理要求的主要内容

第一章 储层流体的物理性质

第一节 储层烃类的组成及分类

石油的化学组成及分类、天然气的化学组成及分类。

第二节 储层烃类的相态特征

有关相态的基本概念；单、双、多组分体系的相态特征、相图的应用；典型油气藏相态特征。

第三节 油气系统的溶解与分离

亨利定律、天然气在原油中的溶解特点及其影响因素；相态方程的推导及其应用；平衡常数定义及确定方法，理想溶液平衡常数及应用；油气分离方式、特点及多级分离计算。

第四节 天然气的高压物性

天然气的基本物性参数（组成、视分子量,相对密度,压缩系数,体积系数,压缩因子,天然气粘度）定义、特点及其应用；天然气状态方程（理想气体状态方程、压缩因子状态方程）及其应用；对应状态定律、天然气压缩因子图版的应用。

第五节 地层油的高压物性

地层油基本物性参数(溶解汽油比、体积系数、两相体积系数，密度及相对密度、压缩系数、粘度)的定义、随压力的变化及其应用；地层油PVT测试中闪蒸脱气、微分脱气、多级脱气原理及主要测试参数；凝析气PVT测试中定质量、定体积测试的原理及主要测试参数。

第六节 地层水的高压物性

地层水矿化度和硬度定义，地层水分类方法。 第二章 储层岩石的物理性质

第一节 岩石的骨架性质

粒度组成定义、测试及表示方法，不均匀系数、分选系数定义；比面。

第二节 储层岩石的孔隙度

储层岩石的孔隙结构（孔隙、喉道、孔喉比、配位数、迂曲度等）相关参数定义；储层岩石孔隙度定义、计算、影响因素及测定方法；储层岩石的压缩性。

第三节 储层岩石的渗透性

达西定律、达西公式的推广；气测渗透率原理、计算及特点；常规岩心气体渗透率的

实验测试方法；非均质储层岩石渗透率计算。

第四节 储层流体饱和度

流体饱和度的定义、测试方法及原理。

第五节 岩石的胶结物及其胶结类型

常见粘土矿物结构，不同粘土矿物对储层的潜在影响；灰质及硫酸盐胶结特点；岩石的胶结类型；储层敏感性的基本定义。

第六节 毛管渗流模型及其应用

泊谡叶(Poseuille)公式推导；岩石渗透率、比面与平均毛管半径的关系推导及应用。 第三章 饱和多相流体的油藏岩石的渗流特性

第一节 油藏流体的界面张力

界面能定义及影响因素；界面张力定义、影响因素、测定方法及主要原理；吸附概念、气液界面吸附特点。

第二节 油藏岩石的润湿性及油水分布

润湿的概念、衡量标准、规律；润湿反转概念及特点；储层岩石的润湿性及其影响因

素；润湿滞后；岩石润湿性的测定方法及其基本原理；岩石孔隙中流体分布特点，吸吮过程、驱替过程概念。

第三节 油藏岩石的毛管力

毛管力定义、毛管中气-液界面、液-液界面毛管压力公式推导及其应用；任意曲面的附加压力公式、贾敏效应；毛管力曲线测定原理、曲线特征及特征参数；毛管力曲线的应用。

第四节 储层岩石的相对渗透率

绝对、有效、相对渗透率；两相相对渗透率曲线特征；影响相对渗透率曲线的因素；相对渗透率曲线的应用。

第四章 提高原油采收率机理及应用

第一节 采收率及其影响因素

天然驱动方式、驱油能量及采收率预测及对比；波及系数、洗油效率概念及其与采收率的关系，影响采收率的因素。

第二节 提高采收率方法简介

各种提高原油采收率方法的机理。

（二）渗流力学部分要求的主要内容

第一章 渗流的基本概念和基本规律 第一节 油气藏及其简化

油气藏定义及类型；油气藏在渗流力学中的简化。 第二节 多孔介质及连续介质场

多孔介质的概念、孔隙结构分类和基本特点；连续多孔介质及介质场。 第三节 渗流过程中的力学分析及驱动类型

力学分析、与油藏有关的压力概念。 第四节 渗流的基本规律和渗流方式

渗流的基本规律；渗流速度、真实速度的定义及二者关系；基本的渗流方式。 第五节 非线性渗流规律

非线性渗流；非线性渗流的判断方法；非线性渗流规律的表达方式。 第六节 在低速下的渗流规律

吸附膜和水化膜对渗流的影响；气体滑脱效应对渗流的影响。 第二章 油气渗流的数学模型

第一节 建立油气渗流数学模型的原则

建立油气渗流数学模型的基础；油气渗流数学模型的一般结构；建立油气渗流数学模型的步骤。

第二节 运动方程

线性渗流时运动方程的表达方式。 第三节 状态方程

液体、气体、岩石的状态方程。 第四节 质量守恒方程

质量守恒原理；单相渗流的连续性方程及推导；两相渗流的连续性方程。 第五节 典型油气渗流微分方程的推导

单相不可压缩液体稳定渗流、弹性多孔介质单相微可压缩液体不稳定渗流的基本微分方程推导及适用条件；油水两相渗流的基本微分方程推导及适用条件。 第六节 数学模型的边界条件和初始条件

数学模型的边界条件和初始条件；三类边界条件的定义；要求能够写出典型的完整渗流数学模型。

第三章 单相液体稳定渗流理论

相关的基本概念。

第一节 单相液体稳定渗流基本方程的解及其应用

单向流、平面径向流及球面向心流的压力和产量公式推导；流线、等压线及渗流场图；平均地层压力公式的推导；渗透率突变情况下的产量及压力公式推导。

第二节 井的不完善性及对渗流的影响

完善井与不完善井的概念；不完善井类型；评价不完善性对产量影响的方法。

第三节 油井的不稳定试井

稳定试井的概念及用途；采油指数的概念；采油指示曲线的常见类型及原因。 第四节 势的叠加和多井干扰理论

多井干扰现象及压降叠加原理；势的叠加原理；渗流速度的合成原则。 第五节 势的叠加原理的典型应用

势的叠加原理在等产量一源一汇、等产量两汇及多井情况下的应用。 第六节 考虑边界效应的镜像反映法

边界效应，汇源反映法、汇点反映法的原理及方法；镜像反映法的原则及其应用。 第七节 复势理论在平面渗流问题中的应用

势函数、流函数、复势的概念及三者之间的关系和互求；复势叠加原理及其应用。 第八节 平面渗流场的保角变换方法

保角变换原理；已知特殊渗流情况的变换函数，求解其渗流规律。 第九节 等值渗流阻力法

水电相似原理；等值渗流阻力法在多井排上的应用（步骤及阻力计算）。 第四章 弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论 第一节 弹性不稳定渗流的物理过程

水压弹性驱动和封闭弹性驱动两种情况下压力传播的阶段划分、各阶段特点及能量来源；拟稳态的概念及特征。

第二节 弹性不稳定渗流无限大地层典型解

无限大地层典型解的求解思路；无限大地层典型解的形式、适用条件、简化条件及简化形式。

第三节 弹性不稳定渗流有界地层典型解

弹性不稳定渗流有界地层典型解的求解思路。 第四节 弹性不稳定渗流的叠加和映射

弹性不稳定渗流的叠加和映射原理及其应用。

第五节 圆形封闭地层中心一口井拟稳态时的近似解

拟稳态的近似求解方法；要求能够写出拟稳态的产量公式。

第七节 油井的不稳定试井

不稳定试井的概念及用途；不稳定试井分析方法的分类；开井压力降落试井的概念、原理及可求解的参数；关井压力恢复试井的概念、原理及可求解的参数；影响实测压力恢复曲线形状的因素。 第五章 气体渗流理论

（只要求基本概念及理论） 第一节 气体渗流的数学模型

气体渗流数学模型的假设条件和形式。 第二节 气体的稳定渗流

气体稳定渗流单向流和平面径向流解的应用。 第三节 气井的稳定试井

气井的二项式和指数式公式及应用；绝对无阻流量的定义。 第四节 气体不稳定渗流微分方程的典型解

无限大地层定产量解、圆形封闭地层中心井定产量解、定压外边界圆形地层中心井定产量解的应用。

第五节 气井的不稳定试井

压力降落试井、压力恢复试井的原理及可求解的参数。 第六章 油水两相渗流理论

第一节 油水两相渗流的基本微分方程

考虑毛管力、不考虑毛管力及考虑重力三种条件下的基本微分方程及各自的适用条件。 第二节 活塞式水驱油

活塞式水驱油的定义；单向流和平面径向流两种情况的产量公式和油水界面移动到任意点的时间公式。

第三节 非活塞式水驱油

水驱油的非活塞性及其影响因素；油水两相水驱油理论及其应用；油水两相区的渗流阻力及产量变化规律。 第七章 油气两相渗流理论

（只要求基本概念及理论） 第一节 油气两相渗流的物理过程

油气两相渗流的阶段划分；各阶段特征及原因。 第二节 油气两相渗流的数学模型

油气两相渗流数学模型的假设条件及形式。 第三节 油气两相稳定渗流

油气两相稳定渗流的生产气油比的特点；H函数的定义及意义；油气两相稳定渗流产量公式的应用。

第四节 油气两相不稳定渗流

马斯凯特法的基本假设；含油饱和度和地层压力的变化规律；稳态逐次替换法的求解思路。

三、参考书目

1、李爱芬.油层物理学[M].中国石油大学出版社，2011年10月.(主要参考) 2、秦积舜,李爱芬. 油层物理学[M].中国石油大学出版社，2003年或2006年12月. 3、张建国,杜殿发,侯健等.油气渗流力学[M]. 中国石油大学出版社，2010年5月. (主要参考)

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