孔隙流体的密度

岩石孔隙度、密度的测定~

用地震方法来确定岩层的孔隙度，密度时，要密切结合测井资料。
1.孔隙度的测定
根据声波测井资料，可以求出岩石的孔隙度φ。由时间平均方程可写出下式:

地震勘探


地震勘探

当岩石骨架成分和孔隙流体的性质已知时，Δtf和Δtm为常量，孔隙度就可求得。
在有井控制的情况下，利用已知井的孔隙度的资料，对层速度进行标定，便可依据层速度与孔隙度的关系来确定井以外地震资料中的孔隙度。
2.密度的测定
通过地震岩性模拟可以反演地震波的层速度和密度。当然，通过密度测井也可以求得密度资料。
Gardner等在不考虑孔隙充填物影响的情况下，统计了大多数岩石的速度与密度的关系，结果发现两者有相似性的关系，得出了密度与纵波速度的经验公式:

地震勘探

其中密度的单位为g/cm3，速度单位为m/s。

流体的重度与4℃的纯水的重度的比值叫比重，任何流体的比重要在数值上和流体的重度相等，但没有单位。
流体的比重是随温度的变化而不同的，温度越高，其比重就越小。
将饱和土作为二相介质，考虑土骨架和孔隙流体之间的摩阻力，建立了饱和土中一维压缩波传播的二相动力分析控制微分方程，采用有限差分法求解
针对饱和土固结问题，利用可变形多孔介质中流体渗流的流固耦合有限元数值模型，对该问题进行了数值模拟。

孔隙流体主要由地层水、天然气和石油中的一种或多种组成。因此，在讨论一般孔隙流体的密度之前，我们将首先讨论地层水、石油和天然气的密度。

1.地层水的密度

地层水是最常见的孔隙流体，其密度受温度、压力以及矿化度的影响。当矿化度很低时，地层水的密度与纯水相差无几。当矿化度升高时，地层水的密度也要升高。对于纯水，其密度可以利用下列非线性回归公式进行计算：

ρ_w=1.0+10⁶（-80t-3.3t²+0.00175t³+489p-2tp+0.016t²p-1.3×10^-5t³p-0.333p²-0.002tp²） （3-2-1）

式中：ρ_w为纯水的密度，g/cm³；t为温度，℃；p为压力，MPa。

地层水的密度ρ_b和ρ_w的关系为：

ρ_b=ρ_w+0.668S+0.44S²+10^-6S[300p-2400pS+t（80+3t-3300S-13p+47pS）] （3-2-2）

式中：S为以10^-6为单位的矿化度。

图3-2-1给出了作为压力和温度的函数的地层水密度曲线。

图3-2-1 地层水的密度随温度和压力的变化

图中的实心圆点取自Zarembo he Fedorov（1995）的数据；实线和虚线代表回归分析的结果；S代表氯化钠浓度，其单位10^-6

2.石油的密度

石油是一种由多种有机化合物混合而成的复杂混合物。在天然原油中，既有密度很小的轻油，又有密度大于水的沥青。在一定的压力下，轻油可以吸收大量的天然气，使其密度大大地降低。在室内条件下，原油的密度值在0.5～1.0g/cm³之间，常见值在0.7～0.8g/cm³之间。

对于一种给定的原油，在其组成成分保持不变的条件下，其密度随温度和压力的变化是相互独立的。换句话说，这时可以分别考虑压力和温度对密度的影响。如果用_p代表作为压力的函数的原油密度，则

ρ_p=ρ₀+（0.00277p-1.71×10^-7p³）（ρ₀-1.15）²+3.49×10^-4p（3-2-3）

式中：ρ₀为在1个大气压力（1.01×10⁵Pa）下，温度为15.6℃时测得的密度。

从上式可以看出，压力变化对原油的密度影响很小。与此相反，温度的变化对原油的密度影响很大。在现场条件下，温度对原油密度的影响经常利用下式计算：

ρ=ρ_p/［0.972+3.81×10^-4（t+17.78）^1.175］ （3-2-4）

图3-2-2给出了根据这个公式所计算出的结果。

图3-2-2 石油的密度随温度和压力的变化

当原油中含有天然气时，其密度由下列公式计算：

ρ_G=（ρ₀+0.0012GR_G）/B₀ （3-2-5）

式中：G为天然气的密度和空气的密度在15.6℃时的比值；R_G是温度在15.6℃时的最大溶解气油比：

岩石物理学基础

B₀是体积因子：

岩石物理学基础

3.天然气的密度

天然气的密度公式可以通过对理想气体密度公式的修正而得到。设

是理想气体的摩尔体积，则

和气体常数R、绝对温度T_a（T_a=t（℃）+273.15）之间的关系由下列状态方程给出：

岩石物理学基础

如果令M_r代表气体的相对分子质量，则有

岩石物理学基础

与理想气体相比，天然气是一种可压缩的气体。因此，在理想气体的摩尔体积公式中必须加上可压缩因子Z，即

岩石物理学基础

利用这个公式可以得到天然气密度的近似公式：

岩石物理学基础

式中：

岩石物理学基础

岩石物理学基础

p_pr=p/（4.892-0.4048G） （3-2-14）

T_pr=T_a/（94.72+170.75G） （3-2-15）

式中：p_pr和T_pr分别代表拟归一化（pseudoreduced）的压力和温度。

图3-2-3给出了天然气的密度随温度和压力的变化。

图3-2-3 天然气密度随温度和压力的变化

在压力为0.1 MPa时G=0.6和G=1.2时的曲线重合在一起

4.孔隙流体的密度

在利用上面各节中给出的有关公式计算出了地层水、石油和天然气的密度后，则可以利用第六节中的公式（3-3-1）计算孔隙流体（多相流体）的密度。下面给出一个实际计算的例子。设孔隙流体为地层水和天然气的混合物，则孔隙流体的密度ρ_l为：

ρ_l=S_gρ_g+（1-S_g）ρ_w （3-2-16）

式中：S_g为含气饱和度。

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东安区18619488571： 1m3自然状态下的某种材料其质量为2400kg,其孔隙体积占25%,它的密度是多少? - ？
登盆弥可： 该材料(物体)整体密度为:2400kg/1000dm³=2.4kg/dm³ 去掉孔隙实际体积为:1m³*(1-25%)=1m³*0.75=0.75m³ 实际密度为:2400kg/750dm³=3.2kg/dm³

东安区18619488571： 一立方米自然状态下的某种材料,质量是2400kg ,孔隙体积占25%,试求其密度. - ？
登盆弥可： 由质量=密度*体积,可知,(空气质量忽略不计), 整体密度=2400KG/m^3=2400KG/m^3 实际密度=2400KG/0.75m^3=3200KG/m^3

东安区18619488571： 流体的密度与哪些因素有关? - ？
登盆弥可： 液体的密度随压力的变化甚小(极高压力下除外),可忽略不计,故常称液体为不可压缩的流体,但其随温度稍有改变.气体的密度随压力和温度的变化较大,当压力不太高、温度不太低时,气体的密度可近似地按理想气体状态.在气体压力较高、温度较低时,气体的密度需要采用真实气体状态方程式计算.

东安区18619488571： 初始孔隙压力不应指定的模型没有孔隙压力元件或静水流体元件 什么意思 - ？
登盆弥可： 建议考虑. flac3d流固耦合 1流体-固体耦合与单相渗流;1.1介绍;FLAC模拟了流体流过可渗透的介质,例如土体;本程序可以不仅可以解决完全饱和土体中的渗流,也可;渗流分析中有如下的特征:;1.对应于渗流各向同性和各向异性材料采...

东安区18619488571： 当材料孔隙中含有水分时,体积密度一般减小是否正确,说明原因 - ？
登盆弥可： 当材料孔隙中含有水分时, 体积密度一般应当是增加, 因为除了材料本身的质量, 还增加了水的质量.

东安区18619488571： 缝洞密度的概念 - ？
登盆弥可： 依据缝洞型碳酸盐岩油藏的开发特点, “缝洞单元”是指周围被相对致密的隔档层体遮挡, 由裂缝网络相互串通、由溶孔、溶洞组合而成的多个孤立或孔隙连通的流体流动水动力流动单元.每个单元都具有相对独立的压力系统或相对一致的压力变化规律􀀁压力连通关系以及相似的流体性质, 在生产中可作为一个相对独立的流体运动单元和油气开采的基本单位.流动单元的概念强调了缝洞储集体内流体的连续性, 与地质研究的地层对比和地震横向预测所得到的储集体连通性有着质的区别.平面、剖面上连续的地展异常区储集体实质上可能是具有多个压力体系的缝洞单元体的集合响应.

东安区18619488571： 多孔载体的表观密度,湿密度,真密度,堆积密度分别怎么测 - ？
登盆弥可： 就是真密度测定啊.只不过测试条件不同.现在应该是用氮吸附的方法来测定,你如果有材料.我公司可按你的要求测试

东安区18619488571： 土木工程材料学中的各种密度定义,还有开口孔隙、闭口孔隙的定义? - ？
登盆弥可： 开口孔就是与外界相连的,浸入水中是能进水! 闭口孔是封闭的,不进水! 上学期学的了!

东安区18619488571： 岩、矿石密度 - ？
登盆弥可： 岩、矿石的密度差异是布置重力测量工作的前提条件.如果地球由一系列横向密度均 匀的壳层组成,则不管密度的垂向变化如何,也不会引起重力的水平变化.任何导致密度 横向变化的地质条件都将引起重力的水平变化,即重力异常.图2-4中...