第一部分課程性質與目標

一、課程性質與特點

《油層物理》是石油工程類專業(yè)的專業(yè)基礎課，是石油工程類專業(yè)大學生在大學學習期間所接觸到的最重要的基礎課程。本課程教給學生石油工程類專業(yè)的基本理論與研究方法，為學習后續(xù)課程和相關課程打下基礎。本課程內容主要分為油氣藏流體的化學組成與性質、油氣藏烴類的相態(tài)、儲層流體的高壓物性、儲層多孔介質的孔隙特性、儲層巖石的流體滲透性、儲層巖石中的界面現象與潤濕性、儲層多孔介質中的毛細管壓力及毛細管壓力曲線、孔隙介質中多相滲流特性與相對滲透率曲線等幾個重要組成部分。

二、課程目的與基本要求

本課程為海洋油氣工程、石油工程、油氣儲運工程、地質工程等石油工程類專業(yè)基礎課程。旨在通過學習和實驗，掌握油層物理學基礎理論、基本知識及石油工程所涉及的最基本的技能。通過本課程的學習，使學生在油氣鉆井工程、采油工程、油藏工程、儲層評價等方面具備一定的理論基礎與基本知識，為學習專業(yè)課程打下必要的基礎。

三、本課程與其他學科及相關課程的關系

對于石油工程類的其他學科，如地質工程、油田化學、油氣儲運工程、海洋油氣工程等，油層物理學基礎知識是必要的研究基礎和前提。無論是石油地質工作者，還是油藏開發(fā)工作者，都必須具備扎實油層物理學知識，學會地下油氣的性質特征才能保證工作順利進行，保證成果和方案的準確性和可靠性。因此，油層物理學基礎知識是構筑各相關專業(yè)知識的基石，是做好本專業(yè)工作的保證。

《油層物理學》課程內容主要涉及儲層流體的物化性質（油氣藏流體的化學組成與性質、天然氣的高壓物理性質、油氣藏烴類的相態(tài)和汽液平衡、儲層流體的高壓物性），儲層巖石的物理特性（儲層多孔介質的孔隙特性、儲層巖石的流體滲透性），儲層中多相流體的滲流機理（儲層巖石中的界面現象與潤濕性、儲層多孔介質中的毛細管壓力及毛細管壓力曲線、孔隙介質中多相滲流特性與相對滲透率曲線）。因此，該課程是后續(xù)相關專業(yè)基礎課的先導課程。在完成該課程的學習基礎上，可以相繼深入學習滲流力學、油藏工程、鉆井工程、采油工程、提高采收率原理、油藏數值模擬等石油工程專業(yè)的主干課程。

第二部分考核內容與考核目標

緒論

一、學習目的與要求

油層物理學概念、研究對象、研究內容，油層物理學發(fā)展簡史，油層物理學的研究意義以及與其它相關學科的關系，《油層物理》課程的特點和要求。

識記：油層物理學概念、研究對象和研究內容。

理解：油層物理學發(fā)展簡史，油層物理學的研究意義以及與其它相關學科的關系。

應用：油層物理學的方法。

油氣藏流體的化學組成與性質一、學習目的與要求

石油的化學組成(石油的元素組成、化合物組成、原油的分子量、含蠟量及膠質、瀝青質含量)。原油的物性與分類（原油的顏色、密度、相對密度、原油的粘度，原油的分類）。天然氣的化學組成、油氣藏分類、地層水的化學組成與分類（化學組成、地層水的水型分類）。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：1石油的化學組成

2原油的物性與分類

3地層水的化學組成與分類

記識：石油的元素組成、化合物組成、原油的顏色、密度、相對密度；地層水的水型、礦化度。

理解：原油的分類（根據地面脫氣原油相對密度分類、根據地層原油粘度分類）。

應用：根據地層水型、礦化度判斷注入水指標。

（二）次重點：天然氣的化學組成

記識：天然氣的化學組成（烴類氣體+非烴類氣體）

理解：非烴類氣體的含量及其影響

應用：通過非烴類氣體含量及其影響，指導現場處理。

（三）一般了解：油氣藏的分類

天然氣的高壓物理性質一、學習目的與要求

天然氣的視分子量和密度（天然氣的分子量、天然氣的密度和相對密度）。天然氣的狀態(tài)方程和對比狀態(tài)原理（理想氣體的狀態(tài)方程、真實氣體的狀態(tài)方程、對比狀態(tài)定律）。天然氣的高壓物性（天然氣的地層體積系數、天然氣的等溫壓縮率、天然氣的粘度）。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：1．天然氣的狀態(tài)方程和對比狀態(tài)原理

2．天然氣的高壓物性

記識：壓縮因子Z的物理意義及其求取過程；天然氣的地層體積系數、天然氣的等溫壓縮率。

理解：對比狀態(tài)定律、天然氣粘度的影響因素。

應用：學會壓縮因子的求??；地層體積系數、等溫壓縮率、原油粘度的求取。

（二）次重點：天然氣的視分子量和密度

記識：天然氣的相對密度。

理解：天然氣的視分子量

應用：天然氣視分子量的求取。

（三）一般了解：油氣藏的分類

油氣藏烴類的相態(tài)和汽液平衡一、學習目的與要求

油氣藏烴類的相態(tài)特征（相態(tài)及其表示法、單、雙組份體系的相態(tài)特征、多組分系統(tǒng)的相態(tài)特征、典型油氣藏的相圖特征）。油氣體系中氣體的溶解與分離（天然氣從原油中的分離、天然氣向原油中的溶解）。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：油氣藏烴類的相態(tài)特征

記識：泡點壓力、露點壓力、

理解：單、雙組份體系的相態(tài)特征、多組分系統(tǒng)的相態(tài)特征、典型油氣藏的相圖征

應用：學會利用P-T相圖判斷油氣藏類型

（二）次重點：油氣體系中氣體的溶解與分離

記識：溶解度、溶解系數；一次脫氣、多級脫氣

理解：一次脫氣與多次脫氣的特點及其結果

應用：根據脫氣方式的特點，指導現場脫氣方式。

（三）一般了解：相態(tài)及其表示法

儲層流體的高壓物性一、學習目的與要求

地層油的高壓物性（地層油的密度和相對密度、地層原油的溶解氣油比、地層原油的體積系數、地層原油的壓縮系數、地層原油的粘度）。地層水的高壓物性、流體高壓物性參數應用示例（油氣藏物質平衡方程）。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：地層油的高壓物性。

記識：地層原油的溶解氣油比、地層原油的體積系數、地層原油的壓縮系數。

理解：地層原油的溶解氣油比隨壓力變化的關系曲線、地層原油的體積系數隨壓力變化的關系曲線、地層原油的壓縮系數隨壓力變化的關系。

應用：學會利用原油體積系數對地下、地面原油體積進行換算。

（二）次重點：地層水的高壓物性

記識：天然氣在地層水中的溶解度、地層水的壓縮系數、地層水的體積系數。

理解：天然氣在地層水中的溶解隨壓力、溫度變化的關系曲線；地層水的壓縮系數隨壓力、溫度變化的關系曲線；地層水的體積系數隨壓力、溫度變化的關系曲線。

應用：學會利用地層水的體積系數對地下、地面水的體積進行換算。

（三）一般了解：流體高壓物性參數應用示例（油氣藏物質平衡方程）。

儲層多孔介質的孔隙特性一、學習目的與要求

砂巖的構成（砂巖的粒度組成、巖石的比面、砂巖的膠結物及膠結類型）。儲層巖石的孔隙性（儲層巖石的孔隙及其類型、孔隙大小及其分選性、孔隙結構）。儲層巖石的孔隙度（孔隙度的定義、儲層按孔隙度分級、雙重介質巖石孔隙度、巖石孔隙度的測量、影響孔隙度大小的因素）。儲層巖石的壓縮性（巖石壓縮系數、綜合彈性壓縮系數）。儲層巖石流體飽和度（流體飽和度的定義、測定油、氣、水飽和度的方法）。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：1．砂巖的構成（砂巖粒度組成、巖石的比面）。

2．儲層巖石的孔隙度（孔隙度的定義、巖石孔隙度的測量、影響孔隙度大小的因素）。

3．儲層巖石的壓縮性。

4．儲層巖石流體飽和度。

記識：粒度組成、比面、孔隙度、巖石壓縮系數、綜合彈性壓縮系數、流體飽和度的定義。

理解：粒度組成的表示方法（粒度組成分布曲線、粒度組成累積分布曲線）、巖石比面的測算、巖石孔隙度的測量、測定油、氣、水飽和度的方法）。

應用：利用粒度組成分布曲線判定砂巖粒度組成的均勻程度。學會巖石的比面、孔隙度的實驗室測定。

（二）次重點： 儲層巖石的孔隙性

記識：儲層巖石孔隙的類型。

理解： 孔隙大小及分選型評價（孔隙大小分布曲線、孔隙大小累積分布曲線）、孔隙結構參數。

應用： 利用孔隙大小分布曲線判定孔隙組成及孔隙大小分選性。

（三）一般了解：砂巖的膠結物及膠結類型、儲層按孔隙度的分級、雙重介質巖石孔隙度。

儲層巖石的流體滲透性一、學習目的與要求

達西定律及巖石絕對滲透率（達西定律、巖石絕對滲透率的確定、達西定律的適用條件）。氣測滲透率及氣體滑脫效應（氣測滲透率時的計算公式、氣體滑脫效應）。影響巖石滲透率的因素（沉積作用、成巖作用、構造作用與其他作用）。巖石滲透率的測定與計算，裂縫性、溶孔性巖石的滲透率，巖石結構的理想模型及應用，砂巖儲層巖石的敏感性。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：1．達西定律及巖石絕對滲透率。

2．氣測滲透率及氣體滑脫效應。

記識：達西定律（實驗裝置、公式、單位）、巖石絕對滲透率K的物理意義，利用達西定律測定巖石絕對滲透率必須滿足的三個條件，滑脫現象。

理解：滑脫現象的影響因素、測定巖石絕對滲透率的原理及步驟。

應用：學會巖石絕對滲透率的實驗室測定。

（二）次重點：1．影響巖石滲透率的因素。

2．砂巖儲層巖石的敏感性。

記識：儲層巖石敏感性的五敏（速敏、水敏、酸敏、鹽敏、堿敏）。

理解：巖石孔隙度、比面對滲透率的影響。

應用：根據儲層敏感性分析，指導現場開采。

（三）一般了解：巖石滲透率的測定與計算，裂縫性、溶孔性巖石的滲透率，巖石結構的理想模型及應用。

儲層巖石中的界面現象與潤濕性一、學習目的與要求

儲層流體的相間界面張力（兩相界面的自由界面能、比界面能和界面張力、界面張力的影響因素、油藏流體間的界面張力）。界面吸附現象（吸附的概念、氣—液界面的吸附、氣—固界面的吸附）。儲層巖石的潤濕性（巖石潤濕性的基本概念、潤濕性反轉現象、潤濕滯后現象、儲層巖石的潤濕性及其影響因素、油水在巖石孔隙中的分布、油藏巖石潤濕性的測定）。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：1．儲層流體的相間界面張力

2．儲層巖石的潤濕性

記識：自由界面能、比界面能、界面張力、界面張力的影響因素、吸附、潤濕性的基本概念、潤濕反轉、潤濕滯后。

理解：油藏流體間的界面張力、儲層巖石的潤濕性及其影響因素、油水在巖石孔隙中的分布、油藏巖石潤濕性的測定。

應用：學會吸入法判定巖石的潤濕性、油水在巖石孔隙中的分布規(guī)律。

（二）次重點： 界面吸附現象（吸附的概念）

記識：吸附的概念

理解：吸附規(guī)律

應用：學會石油在巖石中的吸附程度主要遵循“極性相近原則”

（三）一般了解：氣—液界面的吸附、氣—固界面的吸附

第八章儲層多孔介質中的毛細管壓力及毛細管壓力曲線

一、學習目的與要求

毛細管壓力的概念（毛細管中液體的上升、各種曲面附加壓力、孔道中的毛細管效應附加阻力）。巖石毛細管壓力曲線的測定與換算（半滲透隔板法、壓汞法、離心法、不同測定方法的毛管壓力的換算）。巖石毛細管壓力曲線的基本特征（毛管壓力曲線的定性特征、毛管壓力曲線的定量特征、毛管壓力曲線特征的影響因素）。毛細管壓力曲線的應用（確定儲層巖石的潤濕性、確定油層的平均毛管壓力J（Sw）函數、確定油（水）飽和度隨油水過渡帶高度之間的變化關系、用毛管壓力回線法研究采收率、計算巖石的絕對滲透率、評定工作液對儲層的損害程度）。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：1．毛細管壓力的概念（毛細管中液體的上升、孔道中的毛細管效應附加阻力）

2．巖石毛細管壓力曲線的測定與換算（半滲透隔板法、壓汞法）

3．巖石毛細管壓力曲線的基本特征

記識：毛管壓力的定義、賈敏效應、毛管壓力曲線的定義、閾壓、

理解：毛細管中液體的上升、孔道中的毛細管效應附加阻力、半滲透隔板法、壓汞法、巖石毛細管壓力曲線的基本特征、

應用：利用毛細管壓力曲線判定巖石孔隙結構及巖石物性。

（二）次重點：毛細管壓力曲線的應用

記識：確定油（水）飽和度隨油水過渡帶高度之間的變化關系的公式。

理解： 確定儲層巖石的潤濕性、確定油層的平均毛管壓力J（Sw）函數、確定油（水）飽和度隨油水過渡帶高度之間的變化關系、用毛管壓力回線法研究采收率、計算巖石的絕對滲透率、評定工作液對儲層的損害程度。

應用：確定儲層巖石的潤濕性、確定油層的平均毛管壓力J（Sw）函數、確定油（水）飽和度隨油水過渡帶高度之間的變化關系、用毛管壓力回線法研究、采收率、計算巖石的絕對滲透率、評定工作液對儲層的損害程度。

（三）一般了解：各種曲面附加壓力、離心法、

第九章孔隙介質中多相滲流特性與相對滲透率曲線

一、學習目的與要求

多孔介質中的多相滲流特性（水驅油的非活塞性）。兩相滲流的相對滲透率（相對滲透率的概念、相對滲透率曲線特征、影響相對滲透率的因素）。相對滲透率曲線的應用（計算油井產量、水油比和流度比、利用相對滲透率曲線分析油井產水規(guī)律、確定油水在儲層中的垂向分布、確定自由水面、計算驅油效率和油藏水驅采收率）。

二、考核知識點與考核目標

（一）重點：兩相滲流的相對滲透率

記識：絕對滲透率、有效滲透率、相對滲透率、相對滲透率曲線。

理解：相對滲透率曲線的特征、影響相對滲透率曲線的因素。

應用：利用影響相對滲透率曲線的因素判定巖石孔隙結構、潤濕性。

（二）次重點：相對滲透率曲線的應用

記識：流度、流度比、自由水面、100%產水的水面。

理解：計算油井產量、水油比和流度比、利用相對滲透率曲線分析油井產水規(guī)律、確定油水在儲層中的垂向分布、確定自由水面、計算驅油效率和油藏水驅采收率。

應用：計算油井產量、水油比和流度比、利用相對滲透率曲線分析油井產水規(guī)律、確定油水在儲層中的垂向分布、確定自由水面、計算驅油效率和油藏水驅采收率。

（三）一般了解：多孔介質中的多相滲流特性（水驅油的非活塞性）。

第三部分有關說明與實施要求

一、考核的能力層次表述

本大綱在考核目標中，按照“識記”、“理解”、“應用”三個能力層次規(guī)定其應達到的能力層次要求。各能力層次為遞進等級關系，后者必須建立在前者的基礎上，其含義是：

識記：能知道有關的名詞、概念、知識的含義，并能正確認識和表述，是低層次的要求。

理解：在識記的基礎上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。

應用：在理解的基礎上，能運用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學過的多個知識點分析和解決有關的理論問題和實際問題，是最高層次的要求。

二、教材

1.指定教材：楊勝來，魏俊之.油層物理學[M].北京:石油工業(yè)出版社,2004.

2.主要參考書目：何更生.油層物理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1994.

三、自學方法指導

本課程以教材基本內容為教學主線，以教學大綱中所提出的重點學習內容為教學主體內容，以教師課程指導作引導，學生借助教材和網絡進行自主學習為主，要求對課程的基本知識進行理解和初步分析。在后期學習過程，學生以各章節(jié)練習作業(yè)為學習重點，可以借助網絡教學資源等現代化輔助教學手段進行相關學習。

1、在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關這一章的考核知識點及對知識點的能力層次要求和考核目標，以便在閱讀教材時做到心中有數，有的放矢。

2、閱讀教材時，要逐段細讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點，對基本概念必須深刻理解，對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。

3、在自學過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對問題的認知、理解和記憶，以利于突出重點，并涵蓋整個內容，可以不斷提高自學能力。

4、完成書后作業(yè)和適當的輔導練習是理解、消化和鞏固所學知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習之前，應認真閱讀教材，按考核目標所要求的不同層次，掌握教材內容，在練習過程中對所學知識進行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關知識點進行層次（步驟）分明的論述或推導，明確各層次（步驟）間的邏輯關系。

四、對社會助學的要求

1、應熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點。

2、應掌握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核目標。

3、輔導時，應以考試大綱為依據，指定的教材為基礎，不要隨意增刪內容，以免與大綱脫節(jié)。

4、輔導時，應對學習方法進行指導，宜提倡"認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學通"的方法。

5、輔導時，要注意突出重點，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導。

6、注意對應考者能力的培養(yǎng)，特別是自學能力的培養(yǎng)，要引導考生逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。

7、要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難度的試題。

8、助學學時：本課程共5學分，建議總課時90學時，其中助學課時分配如下：

五、關于命題考試的若干規(guī)定

1、本大綱各章所提到的內容和考核目標都是考試內容。試題覆蓋到章，適當突出重點。

2、試卷中對不同能力層次的試題比例大致是："識記"為50%、"理解"為30％、"應用"為20％。

3、試題難易程度應合理：易、較易、較難、難比例為2：3：3：2。

4、每份試卷中，各類考核點所占比例約為：重點占65%，次重點占30%，一般占5%。

5、試題的題型有：名詞解釋、單項選擇題、簡答題、看圖回答問題、計算等題型。

6、考試采用閉卷筆試，考試時間120分鐘，采用百分制評分，60分合格。

六、題型示例

（一）名詞解釋

1．毛細管壓力

（二）單項選擇題

1．巖石比面越大，則其顆粒粒徑越( ),吸附力越（ ）。

A．大，大 B．大，小C．小，大D．小，小

（三）簡答題

1．寫出達西公式及各個物理量的單位，并說明用達西公式測巖石的絕對滲透率需要滿足哪些條件？

（四）計算題

巖樣長7cm，橫截面積為14cm2。先用粘度為1 mPa.S的鹽水單相飽和并通過,在流動壓差為0.05 MPa時測得鹽水流量為0.2cm3/s，在保持含水35%和含油65%的條件下讓油水穩(wěn)定通過該巖樣，當巖樣兩端壓差為0.05MPa時分別測得水流量為0.14 cm3/s，油流量為0.02 cm3/s。已知水的粘度為1 mPa.S，油的粘度為2 mPa.S。試算：

（1）巖石的絕對滲透率為；

（2）油和水的有效滲透率；

（3）油和水的相對滲透率；

（4）產水率fww；