油藏工程计量单位及符号评议

    国际单位制 ( SI) 诞生40 余年来, 在推动国际间学术交流和单位统一方面发挥了积极的作用, 但迄今为止仍看不到全面统一的和谐局面。中国使用 SI 是从20 世纪 80 年代开始的, 短短 20 余年的时间, 可以说成绩斐然, 但仍存在一些问题。一些问题来自 SI 本身,而另外一些问题则来自对 SI 理解上的偏差。SI 不是死的教条, 而是一个不断发展、不断完善的单位体系。笔者仅就油藏工程中的单位及符号作一分析。

    1 SI

    SI 起源于法国, 是社会工业化的产物, 是国际间学术交流的共同语言。1960 年第 11 届国际计量大会( CGPM) 建立了 SI, 1971 年第 14 届 CGPM进一步完善了 SI, 此后, SI 的某些细节也不断得到完善[1]。例如, 第 11 届 CGPM( 1960) 将第 1 届 CGPM( 1889) 公布生效的国际铂铱原器的“米”定义, 改为用 Kr- 86 的辐射波长来定义, 第 17 届 CGPM( 1983) 又将定义改为“米等于光在真空中于 1/299 292 458 秒时间间隔内所经路径的长度”。时间单位“秒”最初定义为平太阳日的 1/86 400, 由于地球自转不够规则, 第 11 届CGPM改为以回归年为定义, 第 13 届 CGPM又将定义改为“秒是铯- 133 原子基态的两个超细能级间跃迁所对应辐射的 9 192 631 770 个周期的持续时间”。

    SI 是目前最为科学的单位体系, 它具有科学、简洁、实用、统一的特点。所谓科学, 是指每一个单位都具有严格的定义, 即具有可重复测量性; 所谓简洁, 是指 SI 单位制下的所有物理公式都不带有数值常数或单位换算系数, 公式只能具有物理常数, 公式的每一个参数都有明确的物理意义; 所谓实用, 是指单位方便使用, 不需要特别复杂的单位换算。所谓统一, 是各学科之间的单位具有统一性, 便于科学技术的交流。

    SI 由基本单位、导出单位和词头 3 部分构成。基本单位一共有 7 个, 分别与 7 个基本量相对应( 表 1) 。导出单位可以表示成 7 个基本单位的各种组合。在某些情况下, 导出单位可以用专门名词和符号来代替。例如, 牛顿为导出单位, 它可以表示成千克、米和秒的组合, 即 1N=1kg·m·s^-2.

    仅靠基本单位还不能满足所有科学研究的需要,因为基本单位对一些领域来说显得太小, 而对另外一些领域来说又显得太大, 使用起来很不方便。例如, 用米来计量宇宙的尺度就显得太小, 而用米来计量原子的大小又显得太大。为此, SI 规定了一系列的词头, 词头表示了单位的放大或缩小倍数。词头与单位合用,就成为放大和缩小了的 SI 单位, 例如, 1 km=1 000 m,1 μm=1×10^-6m. SI 常用词头见表 2, 表 2 中的 SI 词头以 10³为一个进级。

    SI 的 7 个基本单位中, kg 实际上不是基本单位,而是倍数单位。但是, 由于历史的原因, kg 已不能更改, 因而被当作了基本单位。若更改 kg, 将会使整个计量体系产生混乱。