渗流力学综合复习资料

1、«渗流力学?综合复习资料一、填空题1 .完整的渗流数学模型必须包括根本微分方程式组与初始条件和边界条件.二Jk-2 .地层导压系数的表达式为画;物理意义是单位时间内地层压力传播的地层面积.3 .渗流速度v是指流体通过单位渗流面积的体积流量,流体质点的真实平均速度u是指流体通过单位孔隙渗流面积的体积流量一两者的关系为匕上.4 .综合压缩系数Ct的物理意义是单位地层体积当压力下降单位压力时、由于液体膨胀和岩石孔隙体积的收缩依靠特性能量所驱动的液体体积.假设地层中饱和油水两相流体时Ct的表达式为Ct=Cf+CLS.5 .等值渗流阻力法根据水电相似原理建立的,主要解决多井同时工作的问题.&#

2、171;渗流力学?综合复习资料参考答案二、简做题1 .简述推导渗流根本微分方程式组的根本思路.答：根据给定的海流问题列出描述各个侧面间速的方程,如运动方程、状态方程和连续性方程,假设是爱杂问题还需写出描述具他物理化学现象的方程.一般以连纵性方程为主线,将其他各个侧面的方程代入到连接性方程中.好整理简化.那么得到根本微分方程式或微分方程组.2 .简述线性达西定律的适用条件,并写出非线性渗流时指数式、二项式渗流速度表达式.适用条件：流体为牛顿流体；渗流速度在适当范围内,不考虑惯性阻力,不考虑其他物理化学作用.指数式dpdLj式中c一与岩石和流体性质有关的系数;目一渗流指数.二项式式中A,B与岩石和

3、流体性质有关的系数.3 .简述井间干扰现象及势的叠加原理在油层中当许多井同时工作时,其中任意一口井工作制度的改变,如新井投产；事故停产或更换油嘴等等,必然会引起其他井的产量或井底压力发生变化,这种现象称为井干扰现象.叠加原理：当渗流服从线性定律,在无限平面地层中同时存在假设干源汇时,合成流动的势就等于每个源汇单独存在所引起的势的代数和.4 .绘图说明非活塞式水驱油时含水饱和度分布及随时间的变化规律.在油水两相区中含水饱和度和含油饱和度是随时间变化的；当原始油水界面垂直于流线,含油区束缚水饱和度为常数时,两相区中含水饱和度和含油饱和度分布规律如下图.看出在两相区的前缘上含水饱和度忽然下降,这种变

4、化称为“跃变,由于水继续渗入,两相区不断扩大,除了两相区范围扩大外,原来两相区范围内的油又被洗出一局部,因此两相区中含水饱和度逐渐增加,含油饱和度那么逐渐减小,且油水前缘上含水饱和度Swf基本保持不变.由于水继续渗入,两相区不断扩大,除了两相区范围扩大外,原来两相区范围内的油又被洗出一局部,因此两相区中含水饱和度逐渐增加,含油饱和度那么逐渐减小.5 .写出柯西-黎曼条件,并简述用它来求势函数流函数的思路.P105-106公式3-8-12:x；y:y二.:y；:x为柯西黎曼条件对两式分别对y和x积分并由渗流速度得微分表达式联立即可求失势函数和流函数.6 .简述水驱油时非活塞性的主要影响因素及其原

5、因.主要影响因素有：毛管力油水重率差油水粘度差.影响机理是：毛管力-岩石亲油,Pc为水驱油阻力,由于毛管力和毛管半径成反比,水先进入大孔道；岩石亲水,那么Pc为动力,小孔道毛管力越大,动力越大,水优先进入小孔道.这样油水两相区就形成了.重率差-一般情况下水比油重,在重率差的作用下形成上油下水的油水两相共存区.粘度差-油和水的粘度差一般是很大的,在外来压差的作用下,大孔道断面大,阻力小,水优先进入大孔道,而水的粘度远比油的粘度小,故使得大孔道的阻力越来越小,大孔道中的水窜会越来越快,从而形成严重的指进现象.从宏观角度来看起主要作用的是油水粘度差.7 .简述水压弹性驱动油井等产量生产时压力传播规律

6、.答；当体集层外用n白,大的含水区,健充分地向地层讣全他温时,称为“水压弹性驱动二当油井W定产量Q投入生产,稻.从井底川始的口,力降冷曲税煌渐犷人和加深.此时油井的生产仅弄压降漏斗以内地后的弹件能量作为麻(油动力.在国片福寸边缘以外地区的液体.由于没有任垄作用而不流动.当降编WF那么传列拉VAIH.H内所产出的g油仍是靠边界以内地层的弹性他St*动.随后.边雅以外有.徒显求卜充进朱.当外向+卜充的液量谩刖椁十并咕产量EH.那么地层内的必降曲线变化岫末融小.从理论上讲需控经过无限!可后地层各点LL为下降速度格-I-一致.达条曲线相当十稳定潦沛日的对数曲线.当外边界fj充分的佳哥优给时.&

7、经过很长的田间后.不稳定治流始于稔定济流.此时边界外流入到地原内的灌盘安于从地隹内流人到井内的液8,简述油井不稳定试井的根本原理及能解决的问题利用油井以某一产量进行生产(或生产一定时间后关井)测得的井底压力随时间变化的资料来反求各种地层参数的方法称为不稳定试井方法,是在生产过程中研究储层静态和动态的一种方法,根本原理是不稳定渗流规律及叠加原理.可以解决的问题：(1)确定井底附近或两井之间的地层参数,如导压系数,流动系数kh/仙等；(2)推算地层压力；(3)判断油井完善程度,估算油井增产举措的效果；(4)发现油层中可能存在的各类边界(如断层、尖灭、油水界面等)；(5)估算泄油区内的原油储量.9

8、.画图并说明非活塞式水驱油过程中并排见水前含水饱和度的变化规律.其特点为：前缘上含水饱和度忽然下降,即出现“跃变；随水驱进行,两相区不断扩大,含水饱和度逐渐增加；油水前缘上含水饱和度根本稳定不变；同一岩层,油水粘度比越大,油水前缘上含水饱和度越小.10 .简述造成非线性渗流的主要原因有哪些.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.11 .油气渗流数学模型包含的根本内容是什么答:确定建立模型的目的和要求；研究各物理量的条件和情况；确定未知数和其它物理量之间的关系；写出数学模型所需的综合微分方程(组h根据量纲分析原那么检查所建立

9、的数学模型毋纲是否一致；确定数学模型的适定性；给出问题的边界条件和初始条件12 .简述油井不完善性引起产量变化的原因及表示方法.翻开程度不完善、翻开性质不完善、双重不完善.不完善油井的渗流面积发生改变,井底附近的流线发生弯曲或密集,导致渗流阻力改变,导致最终所计算的产量不符合实际)里.表示方法：表皮因子,折算半径.13 .简述建立油气渗流数学模型的根本步骤答：确定建立模型的目的和要求；妙究各物理量的条件和情况：确定未知数和K它物理量之间的关系；写出数学模型所需的综合微分方程(组於根据量纲分析原那么检查所建立的数学模型研纲是否一致；确定数学模型的适定性；给出问题的边界条件和初始条件14 .油水两

10、相渗流时,造成非活塞式驱替的主要因素是什么它们的影响机理又是什么答:毛管力用响.至率差的影响.枯度工的用响C)毛管力二者右亲油*匕为水驱油阻力,外束压差下.水先进,人孔道.亲水.那么水靠匕可出入小4L沮,返+羊造咕/网相X的虺成.?2)汕水帝度差的影响厚油建中能成卜泊卜水+心成油水两相I乂?3)油水粘度警二油水枯度：皿警别较入.外来LK寿F,人孔祖用力小,水先进入大孔道心而水的枯度比油的低*住共中巴1力越来越小.水国愈来愈快.严重指进口黏度差越入,小活水性就越严肃“去观1一训,影响让活塞式水映油的主要作用足油水粘感犀.15 .镜像反映法的作用是什么在复杂边界油藏中应用的根本原那么是什么镜像反映

11、法的作用是借助于镜像反映可以把位于过界附近井的问题转化为无限地层多井同时作用的问题,然后用势的叠加原理求解.在复杂边界油藏中应用的根本原那么是对称性原那么,过界性质不变原那么.三、计算答复1、距离直线不渗透边界附近a处有一口生产井,其单位地层厚度的产量为q,井半径为rw,油层厚度为h,渗透率为k,井底势为中w,供应区半径为Re(Re>>a),其上的势为中e,试推导油井的产量公式.见P65推导出:Q=2兀Kh(Pe-Pw)/叱In(Re2/2a.Rw)2、推导非活塞式水驱油时见水前两相区平均含水饱和度计算公式,并说明如何用该公式求平均含水饱和度的方法计算公式推导：从两相区开始形成到t

12、时渗入两项区(xfx0)范围内的总水量使该范围内各处含水饱txfQdt=.ASw(x,t)-Swcdx和度相应增加,根据物质平衡原理有：0出(1)tQdtdx=f''w(Sw)dSw对(1)式微分可得：AtQdtSwfASw(x,t)-SwcSwmaxtQdt0f'w(Sw)dSwA式中相应的积分上下限为：x=x°SwSwmaxx=XfSw=SwfSwf1=Sw(x,t)-Swcf整理上式得：Swmaxw(Sw)dsudv=uv-：vdu运用分部积分法那么进行处理变换相应的积分上下限,可得：0令.S(x,t)-Swc=ufw(Sw)ds=dv贝卜du=dSwv

13、=fw(Sw)1=Sw(X,t)Swcf(Sw)Swtfw(Sw)dSwmax得至上fw(Swmax)=1f/w(Swmax)=0得至上1=Swf-Swcfw(Swf)-fw(Swmax)1fw(Swt)fw(Swf)=-整理得：Swf-Swc求Sw的方法：在含水率与含水饱和度曲线,通过束缚水饱和度Swc点对fwSw曲线作切线,得到切点B,该切点所对应的含水饱和度即为水驱油前缘含水饱和度Swf.1.0f(Swf)Swf&3、圆形水平等厚地层中央一口井,流体渗流处于稳定径向流状态,流体粘度为po,油层厚度为h,沿径向由两个区域构成,渗透率分别为ks和k,渗透率突变处半径为R,在供应边界R

14、e处压力为Pe,在井壁Rw处压力为Pw,试求地层中任一点的压力表达式.错误！未找到引用源.得：错误！未找到引用源.对错误！未找到引用源.1对错误！未找到引用源.2由1和2得：错误！未找到引用源.对于错误！未找到引用源.对于错误！未找到引用源.4、假设油藏等厚水平无限大、均质且各向同性、单相液体微可压缩,有一探井以40t/d产量投产,生产30天后,改为以30t/d产量生产,同时距该井100m处又有一口新井以20t/d产量投产,试问第一口井在投产130天后的井底压降为多少MPa：k=1250x10-3mi,h=21mG=1.8X10-4/10-1MPa=9mPa.s,Bo=1.12,po=0.85

15、g/cm3地面原油密度,Rw=10cm.解：A井生产过程如右图所示.应用单井变产量的压降叠加原理,可求距该井100m处的压力降.设Qi产生压降APi,-Qi产生压降AP2,Q2产生压降AP3；QQ1Q2t1t2t3P;旧P2P3QFr2=-Ei+-E4kh?t3,4khQ2生产时间最短,且-Q2-Ei4?鱼f)4二kh1(1)R24?(t342)1000045000786400:二0.01那么1是中各项可用近似公式表示:P=.旧.P2鸟Qi2.25?t32.25?(t3-ti)12.25?(ta-t2)二inz-inz-inz4二khr2r22r2QiNtax1,2.25?(ta-t2)lin

16、in24nkh(ta-ti)2r20010152.255000786400=in0.6in243.1411000_10100002二.63694*0.405465+2.532=1.8710-1MPa5、某油田有一探井以40t/d产量投产,生产30d后,距该井100m处又有一口新井以20t/d产量投产,试问第一口井在投产130天后的井底压降为多少MPa?：k=1250X10-im2,h=21m,Ct=1.8X10-4/10-1MPa,仙=9mPa.sBo=1.12,p=0.85g/cm3,Rw=10cm.答：错误！未找到引用源.QiID640Q'=常口丽=085*112*36400&qu

17、ot;G.""错误！未找到引用源.错误！未找到引用源.,因此,错误！未找到引用源.可用近似公式,错误！未找到引用源.,因此,错误！未找到引用源.也可用近似公式.2.25dBLQnU2.25毋白AP=AP1+AP2=f-inT+苦玩4rrkft直4nkh呢错误！未找到引用源.错误！未找到引用源.6、推导非活塞式水驱油时两相区平均含水饱和度计算公式,油水不可压缩且符合达西直线渗流定律,不考虑油水密度差和毛管力作用.计算公式推导：从两相区开始形成到t时渗入两项区xfx0范围内的总水量使该范围内各处含水饱和度相应增加,根据物质平衡原理有：tQdtdx=f对1式微分可得：AtQdt0w(Sw)dSwtQdt二变换相应的积分上下限,可得：0Xf=.ASw(x,t)-SwcdxXSwf,ASw(x,t)-SwcSwmaxx=xS=S式中相应的积分上下限为：x