两种单位制的对比、变换与应用

    1980年之前,我国在油气田开发和油气藏工程方面的各种计算均采用达西单位制,又称为达西米制单位制。1982年后,随着《国际单位制及其应用》国家标准(GB3100-82)[1]的颁布与实施,我国油气专业标准化委员会对国际单位制(SI)进行了大力的宣贯与推行。然而,从公开出版的油气方面的书刊中可以看出,许多作者对SI单位制和达西单位制的构成并不熟悉,常常将二者混淆;尤其是,由于搞不清楚两种单位制都有基础单位和矿场单位以及它们之间的换算问题,常会把属于基础单位表示的理论公式用矿场单位表示。这是亟待解决的问题,否则不但影响到SI单位制的正确使用,而且会导致理论计算结果的错误。这正是笔者撰写本文的初衷所在。

    1　两种单位制的对比及主要变换关系

    1·1　两种单位制的对比

    应当说明,在国际上将SI单位制也称为SI米制单位^[1-2]。为了便于说明SI单位制和达西单位制之间的差异,在表1中列出了油气藏工程中常用物理量的基础单位(base units)和矿场单位(field u-nits),还列出了由SI基础单位或达西基础单位变换为英制矿场单位后,物理量的英制单位。

    由表1可以看出, SI基础单位和达西基础单位明显不同,尤其是流量、密度、粘度、压力和渗透率的单位更为明显。应当特别指出,任何油气藏工程专业的理论推导及其公式,都是以SI基础单位或达西单位为基础,经过单位变换之后,才能分别得到SI矿场单位、达西矿场单位和英制矿场单位表示的不同公式。

    1·2　不同单位制之间的单位换算关系

    以油藏工程中的产量(流量)计算为例,示出SI制与英制、达西制与英制主要参数的单位变换关系。

    (1) SI制与英制的单位变换关系　　1MPa=10⁶Pa=145·04psi;1mPa·s=10^-3Pa·s=1cP;1kg=10³g=2·205lbm(质量磅);1m=3·28ft;1m²=10·76ft²;1m3=35·315ft³=6·29bbl(桶;1bbl=5·615ft³);1g/cm³=1 000kg/m³=62·4lbm/ft³;1m³/d=6·29bbl/d=31·315ft³/d;1mD(毫达西)=0·9869×10^-15m²;1d=86 400s。

   (2)达西制与英制的单位变换关系　　1atm=14·696psi;1kg=2·205lbm;1m=3·28ft;1ft=30·48cm;1m³=35·315ft³=6·29bb(1bbl=5·615ft³);1g/cm³=62·4lbm/ft³;1d=86 400s。

    2　渗透率单位导出及单位命名问题

    渗透率在油气田开发与评价中是一个重要参数,表示流体通过介质的能力,其单位是个导出单位。下面根据SI基础单位和达西基础单位,导出渗透率的单位,并讨论渗透率的命名问题。

    2·1　渗透率单位的导出