渗流力学复习总结Word文件下载.docx

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4．封闭边界：

岩层为孤立体，周界为断层或岩性边界所圈闭，并且没有边水供给。

定压边界：

岩层较稳定，一直延伸到地表，并且有边水供给区，在边界上又保持恒定的压头。

第二节

1.多孔介质：

由大量毛细管或微毛细管结构组成的固体介质。

多孔介质是渗流赖以存在的条件。

多孔介质的特点：

孔隙性、渗透性、比表面积大、孔隙结构复杂。

2.储容性：

孔隙具有储集和容纳流体的性质。

3.绝对孔隙度：

岩石总孔隙体积与岩石视体积之比。

有效孔隙度：

岩石有效孔隙体积与岩石视体积之比，表征流体可以通过的有效空隙空间的大小。

4.渗透性：

多孔介质允许流体通过的能力。

渗透性的大小用渗透率表示。

5.渗透率单位的物理意义：

粘度为1mPa·

s的流体，在压力降为1×

105Pa的条件下，通过截面积为1cm2、长度为1cm的岩样，当流量为1cm3/s时，岩样渗透率为1μm2。

渗透率的大小只与岩石的性质有关，它取决于岩石的孔隙结构和孔隙大小，与通过的流体的性质无关。

6.绝对渗透率：

当岩石孔隙中的流体为一相时，岩石允许流体通过的能力。

绝对渗透率是与岩石本身性质有关的一种属性。

有效渗透率：

当岩石中有两种以上流体存在时，岩石对其中一相的通过能力叫做该相的有效渗透率。

相对渗透率：

岩石的有效渗透率与绝对渗透率的比值。

7.比面：

单位体积岩石所有岩石颗粒的总表面积或孔隙内表面积，叫做岩石的比表面积。

8.多孔介质孔隙结构分类：

三种介质：

单纯介质、双重介质、三重介质。

五种结构：

粒间孔隙结构、纯裂缝结构、裂缝—孔隙结构、溶洞—孔隙结构、溶洞—裂缝—孔隙结构。

9.连续流体：

把流体中的质点抽象为一个很小体积中包含着很多分子的集合体，质点中流体的性质与周围质点中的流体性质成连续函数关系。

连续多孔介质：

把多孔介质中的质点抽象为一个很小体积单元，该体积单元的介质性质与周围体积单元中的介质性质成连续函数关系。

连续介质场：

理想的连续多孔介质及其所包含的连续流体的整体系统。

第三节

1.油、气、水之所以能在岩石孔隙中渗流是由于各种力作用的结果。

主要有重力、惯性力、粘滞力、弹性力、毛管力，后三者为主要作用力。

2.流体的重力和重力势能：

重力有时是动力，有时是阻力。

重力势能图里M点向下运动表现为动力，向上运动表现为阻力。

3.流体的质量和惯性力：

流体由于具有质量，因此也具有惯性。

当流体运动时，惯性使其总要维持原状，因而惯性力在渗流过程中多表现为阻力。

4.流体的粘度及粘性力：

牛顿内摩擦定律F=μAdv/dy。

粘滞力为阻力，且动力消耗主要用于克服渗流时流体的粘滞阻力。

5.岩石及流体的压缩性和弹性力：

岩石的压缩性常用压缩系数表示。

岩石的压缩系数表示油层压力没降低单位压力时，单位体积岩石中孔隙体积的缩小量。

6.毛管力：

毛管力既可表现为动力，也可表现为阻力。

在驱替压力不大时，若油藏岩石亲水，则水驱油时毛管力为动力；

若油藏岩石亲油，则水驱油时毛管力为阻力。

7.原始地层压力po：

油藏开发前流体所受的压力。

实测的原始地层压力一般是在油田所钻的第一批探井中测得的，或通过压力梯度曲线得到。

Pi，目前地层压力p（静压）。

供给压力pe：

当油藏中存在液源供给区时，在供给边缘上的压力。

在人工注水条件下，水井井底压力即为供给压力。

井底压力pw：

油井正常生产时，在生产井井底所测得的压力。

井底压力也称为井底流压，简称流压。

折算压力pr：

表示油层中各点流体所具有的总能量，即油藏中某点折算到某一基准面时的压力。

8.压力梯度曲线：

在直角坐标系中，根据最初的探井所测得的油藏埋藏深度（油层中部位置）H和实测压力p所绘制的关系曲线。

在油藏投入开发以后，油藏原始状态被破坏，此时所钻的井就不可能再直接测得其原始地层压力，只能根据该井的油层中部深度，在压力梯度曲线上推算其原始地层压力。

9.驱油（天然）能量主要来自：

边水的压能、岩石和液体的弹性能、气顶中压缩气体的弹性能，原油中溶解气体的弹性能和原油本身的重力。

驱动类型：

重力（刚性）水压驱动、弹性驱动、气压驱动、溶解气驱动、重力驱动

第四节

1.达西定律：

流量Q与折算压差∆pr和岩心截面积A成正比，与液体粘度μ和测压管两截面距离∆L成反比，其比例常数与填砂粒径有关。

砂粒粒径越大，流量越大，反之流量越小。

公式：

Q=kA∆pr/μ∆L

单位：

Q—通过砂岩的流量，cm3/s；

K—渗透率—μm2；

A—渗流截面积—cm2；

∆L—两渗流截面间的距离，cm；

μ—液体粘度—mPa·

s；

∆pr—两渗流截面间的折算压差，105Pa（即大气压）

1D=103mD1μm2=1.0132D≈1D1m2=1012μm2

达西定律变形：

渗流量的大小取决于动力大小与阻力大小之比，即两端压差越大，神流量越大，且成线性关系；

阻力越大，渗流量越小。

阻力的大小与液体粘度、渗流段长度成正比，与岩石渗透率和渗流截面积成反比。

2.渗流速度v:

渗流量与渗流截面积之比v=Q/A真实速度

u：

渗流量与渗流截面的孔隙面积之比，称为液体在多孔介质中的真实平均运动速度，也称真实速度u=Q/Ap

两者关系：

v=φu

达西定律可表示为：

v=k∆p/μ∆L

第五节

1.线性渗流:

压差与流量呈线性关系。

Re≤0.25

非线性渗流:

压差与流量不成线性关系。

达西定律不适用。

Re>

0.25

Re=vρ√k/17.50μφ3/2

2.非线性渗流产生原因：

渗流速度过高，流量过大；

分子效应；

离子效应；

非牛顿流体渗流时，由于非牛顿流体的流变性，产生偏离达西渗流的情况。

3.非线性渗流规律的表达方式：

指数式：

C—与岩石性质有关的系数。

n—渗流指数，值在1—0.5之间。

当n=1时,满足线性渗流定律，此式即为达西公式。

二项式：

，A，B—与岩石和流体性质有关的系数。

第六节

低速下的渗流规律，附加一个压力梯度

第七节

两相渗流时，毛管力，贾敏效应产生的阻力

第二章

1.油气渗流的数学模型：

用数学语言综合表达油气渗流过程中全部力学现象和物理化学现象的内在联系和运动规律的方程式（或方程组）。

2.一个完整的数学模型包括两部分：

渗流综合微分方程及边界条件和初始条件。

1.油气渗流数学模型的一般结构：

运动方程（必要）、状态方程、质量守恒（连续性）方程（必要）、能量方程、其他附加的特征方程、有关的边界条件和初始条件（必要）。

2.建立数学模型的步骤：

确定建立数学模型的目的和要求；

研究各物理量的条件和情况；

确定未知量（因变量）和其他物理量之间的关系；

推导数学模型所需的综合微分方程组；

根据量纲分析原则检查所建立的数学模型的量纲是否一致；

确定数学模型的适定性；

给出问题的边界条件和初始条件。

1.渗流数学模型的基本组成部分是运动方程、状态方程、连续性方程。

2.当渗流服从线性渗流时，：

1.状态方程：

描述液体、气体、岩石的状态参数随压力变化规律的数学方程。

2.液体的状态方程：

C1=—dV1/V1dp

弹性液体的状态方程：

ρ=ρ0[1+C1（p-p0）]

3.气体的状态方程：

pV=nRTpV=nZRT

4.岩石的状态方程：

φ=φ0+Cf（p-p0）

1.质量守恒定律：

在地层中任取一微小的单元体，在单元体内若没有源和汇存在，则包含在微元体封闭表面内的液体质量变化应等于同一时间间隔内液体的流入质量与流出质量之差。

质量守恒（连续性）方程：

用质量守恒定律建立起来的方程。

2.连续性方程的表现形式：

给出运动要素（速度、密度、饱和度、浓度）随时间和坐标的变化关系。

3.单相渗流的连续性方程：

（三维）

1.单相不可压缩液体稳定渗流的基本微分方程：

，即▽2p=0

2.弹性多孔介质单相微可压缩液体不稳定渗流：

，即▽2p

3.综合压缩系数C：

单位岩石体积在降低单位压力时，由孔隙收缩和液体膨胀而依靠弹性能排挤出来的液体体积。

4.导压系数：

æ

=k/μC，表征地层压力波传导的速度。

当渗透率k的单位为μm2时，液体粘度μ的单位为mPa·

s，综合压缩系数C的单位为（105Pa）-1时，导压系数æ

的单位为cm2/s，其物理意义为单位时间内压力波传播的地层面积。

第三章

1.单相渗流：

地层中只有一种流体在流动。

两相或多相渗流：

两种或两种以上的流体同时流动。

2.均质液体：

液体中任意点的密度、粘度等物理参数都是常数，不随坐标发生变化。

非均质液体：

液体中任意点的密度、粘度等物理参数随坐标而变化。

3.稳定渗流：

在渗流过程中，各运动要素（压力及流速等）不随时间变化[即p=p（x,y,z），v=v（x,y,z）]。

不稳定渗流：

各运动要素与时间有关。

封闭边界，多井干扰。

1.单向流：

压力分布：

p=pe-（pe-pw）x/L

压力梯度：

dp/dx=-（pe-pw）/L

速度公式：

v=Q/A=k（pe-pw）/μL

产量公式：

Q=Av=Bkh（pe-pw）/μL

2.水动力学场图：

由等压线与流线组成的图形，简称渗流场图。

绘制规则：

任意两条相邻的等压线间的压差必须相等；

任意两条流线间的流量必须相等。

3.平面径向流：

或

K--μm2；

h—cm；

Pe、Pw—10-1MPa；

μ—mPa.S;

Re、Rw—cm；

Q—cm3/s

4.平面径向流的增产途径：

增加压差，增加供给压力pe或降低井底压力pw；

提高地层流动系数kh/μ的值，通过各种增产措施提高地层的渗透率k，或降低原油的粘度μ。

5.平均地层压力：

反映了全地层平均能量的大小。

可近似认为p≈p，表明地层平均压力近似等于供给边缘上的压力，这是因为压力主要消耗在井底附近很小的面积内，所以用面积加权求得的平均压力非常接近供给边缘上的压力。

可互替。

6.渗透率突变地层中的平面径向流：

对于外圆环来说可以把R1看做是Rw；

对于内圆环来说可以把R1看做是Re;

稳定渗流，各圆柱面上的流量Q相等。

产量推出

时

7.绘制平面单向流和平面径向流的压力分布曲线，说明其压力消耗特点。

rwrer

平面单向流：

沿程渗流过程中压力是均匀下降的。

平面径向流：

压力主要消耗在井底附近，这是因为越靠近井底渗流面积越小而渗流阻力越大的缘故。

1.水动力学不完善井：

在实际情况下，有的井不一定钻穿全部油层厚度，且一般都