东北石油大学渗流力学总结

1、渗流力学：研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。多孔介质：含有大量任意分布的彼此连通且形状各异、大小不一的孔隙的固体介质。油气储集层：油气储集的场所和油气运移的通道。油气储集层按内部空间结构特点分类：单纯介质、双重介质、多重介质。油气储集层按空间形态特点分类：层状油藏和块状油藏。若背斜构造中同时存在油、气、水，则它们将按重力分异原则分布，即天然气在顶部，油在其下部， 而水则在构造的侧翼（称为边水）或在构造底部（称为底水）。油水（气）分界面：油和水（气）的接触面。油水（气）边界：油水（气）分界面在平面上的投影。供给边界：若油藏有露头，且露头外有水源供应，则露头在平面上的投影称为供给边界。封闭边

2、界：若油藏的边界是封闭的，则油藏边界在平面上的投影称为封闭边界。油气储集层特点:储容性、渗透性、比表面大、结构复杂。储容性：油气储集层储存和容纳流体的能力。（由孔隙度和岩石压缩系数表征）多孔介质渗流特点：渗流速度慢，渗流阻力大。（由比表面大、结构复杂决定）渗流的三种基本几何形式有平面单向流、平面径向流、球形径向流。平面单向流渗流特点：流线相互平行，垂直于渗流方向的截面上各点的渗流速度相等。平面径向流渗流特点：流线呈放射状，越靠近井底其渗流面积越小而渗流速度越大，越 远离井底其渗流面积越大而渗流速度越小。球面径向流渗流特点：渗流面积成球面形，流动呈现三维流动。渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积

3、流量。（标量，高压指向低压）真实渗流面积：流体所流过的孔道的横截面的面积。真实渗流速度：流体通过单位孔道面积的体积流量。原始地层压力：油藏投入开发前测得的地层压力。（第一批探井或者压力梯度曲线反演）压力梯度曲线：以第一批探井的原始地层压力与对应地层深度作出的曲线（一般为直线）目前地层压力：油藏开发过程中，不同时期的地层压力。边界压力：油藏边界处的压力。若边界处存在供源，则此压力称为供给边界压力；若边界是封闭的， 则称此压力为封闭边界压力。井底压力：正常生产状态下，在生产井井底所测得的压力。一般指位于油层中部的压力。折算压力：油藏中任一点的实测压力均与油藏埋藏深度有关，为了确切的表示地下的能量的

4、分布情况， 必须把地层内各点的压力折算到同一水平面上，经折算后的压力称为折算压力。折算压力公式：Pzm= Pm + P8气；折算压力实质：代表了该点流体所具有的总的机械能。渗流过程中所受力：重力、惯性力、弹性力、毛管力、粘滞力（弹毛粘为主要作用力）。油藏的驱动方式：重力水压驱动、弹性驱动、溶解气驱动、气压驱动、重力驱动。重力水压驱动：以与外界连通的水头压力或人工注水的压力作为主要驱动力的驱油方式弹性驱动：以岩石及流体本身的弹性力作为主要驱动力的驱油方式。溶解气驱动：以从石油中不断分离出来的溶解气的弹性能作为主要驱动力的驱动方式。气压驱动：若油藏存在气顶，且主要依靠气顶压缩气体的弹性力作为主要驱

5、动力的驱油方式。重力驱动：以流体的重力作为主要驱动力的驱油方式。（其他能量均枯竭且油藏具有明显倾角）。线性渗流：符合Darcy定律，即流量与压差呈线性关系的渗流。渗流过程是消耗能量克服阻力获得流量的过程。Darcy定律适用条件：流体为牛顿流体、渗流速度必须在适当的范围。非线性渗流：偏离Darcy定律的渗流。高速非线性渗流：岩石中的流道弯弯曲曲，加之渗流速度较高，因而产生较大的惯性力，以至达到与 粘性力相比不可不略的程度。常发生在：气井、裂缝性油井、砂岩油田油井井底附近。稳定渗流：运动要素（速度、压力、密度等）都是常数的渗流。数学模型：用数学语言综合地表达油气渗流过程中全部力学现象和物理化学现象

6、的内在联系和一般运 动规律的方程（或方程组），包括基本微分方程式、定解条件。平面单向流压力消耗特点：沿程渗流过程中压力是均匀下降的。平面径向流压力消耗特点：压力主要消耗在井底附近，是因为越靠近井底渗流面积越小渗流阻力越大流场图：由一组等压线和一组流线按一定规则构成的图形。等压线：流场中压力相同点的连线；水力学完善井：油层全部钻穿，且裸眼完井的井。打开程度不完善：油层未全部钻开，但已钻开部分是裸眼完井的。（打开程度衡量）。打开性质不完善：油层全部钻开，但采用下套管射孔的方式完井。（孔数、孔径）。双重不完善：油层未全部钻开，且采用下套管射孔的方式完井。折算半径：把不完善井假想成具有某一井径的完善井

7、，其产量与实际产量相等，该假象的完善井的井 径即为折算半径。试井：通过对井生产动态的分析来研究油层各种物理参数及油井生产能力的一种测试方法。稳定试井：稳定试井又称系统试井。通过人为地改变井的工作制度，在各个井工作制度稳定的情况下， 测定压力与其对应的产量等资料，以确定油井生产能力，确定合理的工作制度，推算地层有关参数， 判断增产措施效果。IPR曲线应用：确定油井生产能力，确定合理的工作制度，推算地层有关参数，判断增产措施效果。IPR曲线分类：I （合理）、II （正常）、III型（不正常）。采油指数：单位压差下的采油量。其物理意义是反应油井生产能力。井干扰现象：在油层中有许多井同时工作时，任意

8、一口井的工作制度发生改变，如新井投产、事故停 产、更换油嘴等，必然会引起其他井的产量及井底压力发生变化，这种现象称为井干扰现象。井干扰现象实质：地层能量的重新平衡。压降叠加原理：多井同时工作时，地层内各点的压降等于各井单独工作时在该点产生的压降的代数和。势叠加原理：多井同时工作时，地层内各点的势等于各井单独工作时在该点产生的势的代数和。汇源反应法：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，把问题转变成无限大地层存在等产量一 源一汇的求解。汇点反应法：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

9、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。等产量一源一汇：等势线：r1/r2=C0 y轴也是一条等势线。等势线和流线都是一组偏心圆。舌进现象：当液体质点从注水井沿x方向己达到生产井时，沿其他流线运动的质点还未达到生产井，这就形成了舌进现象。（注水井生产井相互交错开）等产量两汇：等势线：r1xr2=C0 y轴是分流线存在死油区。平衡点：等产量两口生产井连线上流速为零的点。等值渗流阻力法：根据水电相似原理，用电路图描述渗流过程，然后按照有关电学原理来求产量或压 力的解决问题方法。平衡井：为了使断层保持分流线性质所虚拟的井。点汇：平面

10、上存在一点，流体流向这一点，并在此消失，这个点称为点汇。压力降落传到边界之前，称为压力波传播第一阶段，传到边界之后称为第二阶段。如果边界处有充足 的边水供应，则弹性驱动可以逐渐转化成刚性驱动；如果边界是封闭的，当地层压力降到低于饱和压 力后，由于气体从原油中逐渐分离出来，而开始转化为溶解气驱动。拟稳定期：压降漏斗传到边界，经过一段时间后，地层各点的压力下降相对稳定，在任一点下降速度 均相同，这个时期称为拟稳定期。导压系数物理意义：反映岩石及其中流体对压力传播快慢的影响。不稳定试井：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。不稳定试井应

11、用：（1）确定井底附近或两井之间的地层参数，如导压系数、流动系数等（2）推算地层压力（3）判断油井完善程度，估算油井增产措施的效果（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。实测压力恢复曲线与理论压力恢复曲线出现偏差的原因：续流效应、表皮影响、存在边界。利用压力恢复曲线推算目前地层压力（平均压力）：时间外推法、松I法。压力降落试井法：利用油井以固定产量生产时，井底压力随时间不断降落的资料确定油层参数的方法。压力恢复试井法：利用关井后井底压力随时间不断恢复的实测资料，确定油层参数的方法。探边测试：探测井周围遇到的断层、尖灭、油水（气）边界等边界。

12、方法：利用压力恢复曲线确定断 层、Y函数法。续流现象：当油井开井或关井时，由于原油具有压缩性等多种原因，地面产量和地下产量并不相等。 这是由于井筒储存效应引起的。井筒有一定体积，可以储存具有压缩性的液体。井筒储存效应分为：纯井筒储存阶段、井筒储存效应过渡期。井筒储存系数：井筒内单位压力变化引起的井筒内流体体积的变化值。表皮效应：在井筒附近的一个小的环形区域，由于钻井液的侵入、射开不完善、酸化压裂见效等种种 原因，这个小环形区域的渗透率与油层不同。因此，流体从地层流入井筒时，在这个小环形区域会产 生一个附加压降。表皮因子：用来表示一口井表皮效应的性质和严重程度的一个无因次的附加阻力。活塞式水驱油

13、：把水驱油的过程视为活塞式的推进，油水接触面垂直于流线方向均匀地向井排移动。 油区和水区是截然分开的。这种驱动方式称为活塞式水驱油。非活塞式水驱油：由于粘度差、重率差、毛管力、地层非均质性等因素影响，水渗入到油区后会形成 一个油水同时混合流动的两相渗流区。指进现象：在外压差作用下，由于大毛管孔径大，渗流阻力小，水首先渗入大毛管空隙。由于油粘度 远大于水粘度，故有水渗入的毛管中，渗流阻力越来越小，水窜越来越严重，形成严重的指进现象。等饱和度平面移动方程应用：确定前缘含水饱和度、确定平均含水饱和度、确定井排见水时间。GOR曲线：曲线分为三个阶段。在第I阶段时，生产油气比缓慢下降，在这一阶段，地层压

14、力刚开始 低于饱和压力，分离出的自由气很少，呈单个气泡状态分散在地层内，气体未形成连续的流动，故自 由气的膨胀所释放的能量主要用于驱油。在第II阶段中，气油比急剧上升。因为此时分离出来的自由 气的数量较多，逐渐形成一股连续的气流，因此油气同时流动，但气体的粘度远比油的粘度小，故气 体流动很快，但油却流得很慢。在这阶段中气体驱油效率较低。在第II阶段中，生产油气比迅速下降， 这时已经进入开采后期，油藏中的气量已经很少，能量已近枯竭。赫氏函数的物理意义：当油气同时从油藏内流入到井底时，油藏内共消耗能量为ZP=Pe-Pwf的值，而 其中消耗于使油渗流的能量为H=He-Hwf的值。标准状况：20C，760mmHg （0.101MPa）。偏差因子（压缩因子）的物理意义：在相同条件下真实气体与理想气体之间的偏差程度。是压力和温 度的函数。绝对无阻流量：井底压力等于一个绝对大气压时气井的产量。气井实测压力恢复曲线的应用