《渗流力学》复习题及答案

1、中国石油大学（北京）远程教育学院渗流力学期末复习题一、概念题（可由文字或公式表示，本类型题目也可以以填空题的形式出现）1、压力梯度曲线2、非线性渗流的二项式3、采油指数4、不完善并折算半径5、势的叠加6、平面径向稳定流的渗流阻力7、稳定试井8、折算压力9、活塞式水驱油10、渗流速度11、达西定律12、汇点反映13、综合弹性压缩系数14、导压系数15、等饱和度面移动方程二、简答及概念题（本类型题目有的可以以填空题的形式出现）16、按照储集层的空间形态，油藏可以分成为哪两种类型？17、简述油藏开发中的几种天然能量对应驱油方式。18、简述油藏流体渗流时流体质点真实平均速度的概念，及其与渗流速度的关系

2、。19、简述多口生产井同时生产时存在死油区的原因，并给出2种以上动用死油区的方法。20、写出不稳定试井的概念。21、写出单相不可压缩流体单向渗流时的产量表达式。22、根据镜像原理，作出图中两条断层相夹油井的“镜像”：120等等类型，复习备注：此题可以扩展为两条平行断层、两条断层呈直角、两条断层呈 的时候应该要注意。23、什么是压力的叠加原理？（可由公式或文字表达）24、简述油水两相渗流区形成的原因是什么，其中哪一个更重要？25、作出单相液体封闭边界，油井定产时地层的压力波传播示意图，并说明压力传播的阶 段及其特点。（此题还需要注意和它相似的另外三种情况：封边外边界、油井定压；定压外边界、油井定

3、产；定压外边界、油井定压）26、什么是汇源反映法？汇点反映？ 三、在由一条断层和一条直线供给边界构成的水平、均质、等厚油藏中有一口生产井，如图所示，供给边界的压力为 pe,井到水平边界距离为 a, 到垂直边界的距离为 b,地层渗透率 K,原油粘 度科，孔隙度。，油层厚度h,油井半径Rw,在 稳定渗流的情况下，试写出该井井底流压的表达 式。（本题15分）考虑：如果是不稳定渗流时井底流压的表达式又 是什么四、推导考虑重力与毛管力作用下的含水率公式。1K fw1 记 一(_ . ipSin -i)VtEx二 K1 2.Ko。Kw另外请考虑其它三种情况：（1）毛管力和重力都不考虑、（3）考虑重力，不考

4、虑毛管力。,Pw,Rw断 b 守层aPe Pe题三图（本题共10分）（2）不考虑重力，只考虑毛管力、五、已知地层被直线供给边界（边界压力为pe）分割成为半无限大地层，边界附近一口生产井以定压 pw生产（如右图），井距边界距离为a,oa地层厚度为h,渗透率为K,孔隙度为。，流体粘度为 科，生产井井底半径为rw ,综合弹性压缩系数为 Ct,请建立此情况下地层不稳定渗流的数学模型（或者稳定渗流时的数学模型），并求地层压力分布、或者生产井的产量表达式。（备注：这一类型的题目一般要注意告诉的是什么条件.稳定渗流或者不稳定渗流.牛产井定压还是定产）dA2d六、直线供给边缘附近有两口井 A、B,其中供给边缘

5、上的 压力为pe, A井产量Qi, B井产量Q2, A井距断层为d, B井 距断层为2d （见图），地层厚度h,原油粘度科，渗透率K, 导压系数为Y,井半径均为Rw,求A、B两井同时生产Ti 时间后的A井及B井井底压力（6分）？假如Ti时刻之后A 关井，再继续生产 丁2时间后A井井底压力变化又如何（4分）？（本题10分）考虑：（1）如果把直线供给边界换做断层呢？（2）如果此时的渗流是稳定渗流，A井的井底压力如何表示?八、推导一维水驱油等饱和度面移动方程。X-Xo-fwiSd Q(t)dt0/It、(本题15分)中国石油大学（北京）远程教育学院渗流力学期末复习题答案一、概念题（可由文字或公式表示

6、）（每小题2分，共计30分）1、压力梯度曲线答案：pi=a+bH ； b为压力系数、pi为原始地层压力、H为油层中部深度； 压力系数b1.2 属于异常高压油藏、压力系数b0.7为异常低压油藏，b在0.71.2之间的是常规油藏。2、非线性渗流的二项式答案： 空 =aQ + bQ2;其中纵流体流量、Ap/L为压力梯度、a和b为与岩石是流 L体性质有关的系数;注：这里要主要和非线性渗流的指数式区分其中Q为流体流量、A p/L为压力梯度、C为渗流系数、n为渗流指数 3、采油指数答案：J =_G,单位生产压差时油井的日产油量。标志油井生产能力的大小，它的 p物理意义是压差为1个单位压力时油井的产量4、不

7、完善并折算半径答案：由于井底不完善，导致流线集中而引起的附加压力降落 ，把实际不完善井用一个 产量与之相当的假想完善井来代替，这个假想完善井的井半径称为实际不完善并折算半径r wr o备注：一般井的不完善性可以分为三类：打开性质不完善，打开程度不完善和双重不 完善；除了用井的折算半径表示之外，还可以用表皮系数来表示由于井的不完善性而出现 的井底附加阻力。5、势的叠加NN答案：主要是指势函数白叠加，=工 i = i-qLln r. +C, I1,无限大地层中有Ni 1y .2二口井稳定生产时，地层中任意一点的势函数等于这些井单独生产时在该点的势函数的和。6、平面径向稳定流的渗流阻力答案：r =

8、L In re2 Khrw7、稳定试井答案：稳定试井是通过人为的改变油井工作制度，待生产稳定之后，测量出各不同工作制度下油井的产量、生产压差、产气量、含沙量和含水量等资料，以便弄清油井的生产特征和产能大小，从而确定油井合理的工作制度。8、折算压力答案：pr = p + ?Z ,表示油层中各点流体所具有的总能量9、活塞式水驱油答案：假设水驱油时，油水接触面将垂直于流线均匀地向井排流动，含水区和含油区 截然分开，这称为活塞式水驱油。10、渗流速度答案：v二Q,即流体通过多孔介质时，假设单位时间内流体通过整个岩石截面对应A的流体速度。11-达西定律一一答案：Q =KA3或者Q =KA也 J ：LJ

9、L流体通过多孔介质时，流量和多孔介质两边的压差呈线性关系；12、汇点反映答案：以断层面为界面，一口生产井镜像反映得到同样的性质的井，称为汇点反映。注意：汇点反映的特点是映像井和原井以断层对称，性质相同且强度相同。13-综合弹性压缩系数一一答案：Ct =Cf十Cl ,单位体积的地层岩石，在压力下降一个单位的时候，由于岩石体积压缩和流体体积膨胀而从岩石中排挤出来的流体总体积；14-导压系数一一答案： 上，表示压力波在地层中传播速度的快慢量，物理意义为单位时间内压力波在地层内传过的面积。15-等饱和度面移动方程一一答案：x-xo =fw(Sw2 q(t)dt0A 016、按照储集层的空间形态，油藏可

10、以分成为哪两种类型？答案：层状油藏和块状油藏17、简述油藏开发中的几种天然能量对应的驱油方式。答案：水驱、气顶气驱、溶解气驱、弹性驱、重力驱18、简述油藏流体渗流时流体质点真实平均速度的概念，及其与渗流速度的关系。答案：流体在砂层中只是在其中的孔隙通道内流动，因此流体通过砂层截面上孔隙面积的速度平均值u反映了该砂层截面上流体流动真实速度的平均值。u = 丫19、简述多口生产井同时生产时存在死油区的原因，并给出2种以上动用死油区的方法。答案：几口生产井同时生产时，由于渗流速度叠加，会出现渗流速度为零的区域，该区域即形成死油区。处理方法包括：(1)其中某几口油井转注；(2)交替变化油井产量;(3)

11、补充新井20、写出不稳定试井的概念。答案：当油井的工作制度发生改变，在其改变的同时测量井的井底流压变化，从而获 得地层参数的地层测试方法称为不稳定试井。包括压力恢复试井、压力降落试井等。（如渗透率）、地层压力和压力恢复试井是指在油气井关井停产后，引起油气层压力重新分布的这个不稳定过程 中，测得井底压力随时间变化的资料，根据曲线形状来分析油气层性质求得油气层各种资 料。压力降落试井是指生产井在定产量生产的条件下，测量并绘制出井底压力随时间的恢 复曲线，利用它的直线段斜率可以推算出生产层的水动力学参数 井的完善系数。21、写出单相不可压缩流体单向渗流时的产量表达式。答案：Q=w（备注：这个地方应该

12、联想一下平面径向渗流的产量表达式，即裘比公式）答案:22、根据镜像原理，作出图中两条断层相夹油井的“镜像”。如果是平行断层，则平行断层中一口生产井映射之后出现一个直线无限井排，示意图 如下:23、什么是压力的叠加原理？（可由公式或文字表达）n答案：压力叠加主要是指压力函数的叠加，即p（x,y） = 2 R（x,y）。i 124、简述油水两相渗流区形成的原因是什么，其中哪一个更重要?答案：粘度差（粘滞力）、重度差和毛管力。其中粘度差更重要。25、作出单相液体封闭边界，油井定产时地层的压力波传播示意图，并说明压力传播的阶 段及其特点。答案：该压力波传播应分为二个阶段（本应为三个阶段，但其中的过渡流

13、阶段可以忽 略），这二个阶段分别是：第一个阶段，压力没有传到边界之前，压力在地层内的传导类似于无限大地层压力传 导过程；第二个阶段是压力传到边界，且经过一段时间之后，地层中每一个地方的压力下 降的速度都一致，即出现了拟稳定渗流阶段。压力恃酗界之前,钮传至边界，出巡 猿定海说（备注：此题还需要注意和它相似的另外三种情况：封边外边界、油井定压；定压外边界、油井定产；定压外边界、油井定压，此处略，一定要相关内容） 26、什么是汇源反映法？汇点反映？答案：在求解直线供给边界附近存在一口生产井的渗流问题时，以直线供给边界为对 称轴，在其另一侧与生产井对称的位置上，虚设一口等产量的注入井，把问题转变成无限

14、 大地层存在等产量一源一汇的求解。在求解断层边界附近存在一口生产井的渗流问题时，以断层为对称轴，在其另一侧与 生产井对称的位置上，虚设一口等产量的生产井，把问题转变成无限大地层存在等产量两 汇的求解。三、在由一条断层和一条直线供给边界构成的水平、均质、等厚油藏中有一口生产井， 如图所示, 供给边界的压力为 pe,井到水平边界距离为 a, 到垂直边界的距离为 b,地层渗透率 K,原油粘Pw,RwPePe度科，孔隙度。，油层厚度h,油井半径Rw,在稳定渗流的情况下，试写出该井井底流压 的表达式。（本题15分）考虑：如果是不稳定渗流时井底流压的表达式又是什么（答案略）？答案：(1)根据镜像反映原理，

15、作出映像井及其位置:(2)写出任意一 口井在地层中势的分布:i 2 二(3)四口井形成的势进行叠加：=-qln2 二12找特殊点把积分常数消去，可知 C =：，e(5)因此可知中=-qln2 二(6)因此可知井底流压公式为:2 二 KhQ、一lnPe - Pw日b12aJa2 +b2备注：请思考此题如果是不稳定渗流的时候，是什么样的情况?四、推导考虑重力与毛管力作用下的含水率公式。（本题共10分）Ko 1 ：Pc1 丁 丁(-:gSin：)o Vt ex.w Ko1 % Kw另外请考虑其它三种情况：（1）毛管力和重力都不考虑、（2）不考虑重力，只考虑毛管力、（3）考虑重力，不考虑毛管力。（这三

16、种情况的答案这里不写，但同学们应该要会）答:任意一个渗流界面上，含水率为：fwVwVwVo运动方程为：voKo无 一3一89小卜vw o三xK 二 P会w-：gsin ： 口w . fx由运动方程可得:o 一vKoPoPogSinct , xKwP 一-PwgSina （3 分） x两式相减得：口 wKwovKo/FPw-（二 x（Pw- Po gSin又由Pc=Po-Pw,其中:Pc为毛管力，则:-Pw:xjxjx令 AP = （PwPo）, Vt=Vw+Vo,则:vw同除以vt整理得:w .oKwKoJoKovw voovw +vo KwKo；Ko=-g sin -；xP 一1=（- g

17、sin：）vt2k J （也一 ；：Dg sin ：.）vwKo vt 二 xvoKw Ko则：fwKoo1: P1 （ c 一 ： gSin：）.x0 Kw五、已知地层被直线供给边界（边界压力为pe）分割成为半无限大地层，边界附近一口生产井以定压 pw生产（如右图），井距边界距离为a,地层厚度为h,渗透率为K,孔隙度为。，流体粘度为 科，生产井井底半径为rw,综合弹性压缩系数为Ct,请建立此情况下地层不稳定渗流的数学模型（或者稳定渗流时的数学模型），并求地层压力分布、或者生产井的产量表达式。（具体每题的问法可能不一样：因此做题时需要认真读题）答:（1）稳定渗流的数学模型先进行映射，并找到坐标

18、系-Q坐标原点选择在供给边界上，则控制方程为:x2内边界条件:(定压)P x，y 乂2=rwPw,外边界条件:P x,y x 卫二Pe如果叩(定产)r crr-r2 二 Khw外边界条件:P x,y x 卫二Pe(2)不稳定渗流的数学模型坐标原点选择在供给边界上，则:-2-2控制方程为:P 1 ；：Pft内边界条件:(定压)如果Q:r外边界条件：P(x,y晨=Pe：P(x, yP Pe初始条件：P x, y,t t=e = Pe(3)稳定渗流的产量与压力分布表达式:首先将该半无限大地层一 口生产井的问题，通过镜像反映转换为无限大地层两口井 的问题，由于是直线供给边界，因此转换后变为无限大地层一

19、源一汇的问题，然后再通过2 二 Kh Pe Pw产量公式：Q =叠加原理推导的得到稳定渗流的产量表达式。2aInrw压力分布：p = p +0_lnrL （其中，ri和r2分别是地层中任意一点到生产井和 e 2 二 Khr2虚拟注入井的距离）（4）不稳定渗流的压力分布表达式：首先将该半无限大地层一 口生产井的问题，通过镜像反映转换为无限大地层两口井 的问题，由于是直线供给边界，因此转换后变为无限大地层一源一汇的问题，然后再通过 叠加原理推导的得到稳定渗流的压力表达式。压力分布公式:2222(x_a)+ y I QN !1 (x + a)十 y |4tjj 4nKh4tjj六、直线供给边缘附近有两口井 A、B,其中供给边缘上的 压力为pe, A井产量Qi, B井产量Q2, A井距断层为d, B井2d距断层为2d （见图），地层厚度h,原油粘度科，渗透率K, 导压系数为Y,井半径均为Rw,求A、B两井同时生产Ti 时间后的A井及B井井底压力（6分）？假如Ti时刻之后A关井，再继续生产 T2时间后A井井底压力变化又如何（4 分）？（本题10分）考虑：（1）如果把直线供给边界换做断