渗流力学课后答案
第一章
１、有四口油井测压资料间表1、
表 题１得压力梯度数据
已知原油得相对密度0。8,原始油水界面得海拔为—95０m ,试分析在哪个井附近形成低压区。 解:
将４口井得压力折算成折算压力进行比较
=9。0×1０。、6+0。8×1０３×9.8×(9５0-940)=9.08MPa
=９.0×1０。、6+0、8×10３×９.８×(９５0－８７0)=9。4８MPa
=９.0×1０、6+0。8×103×９、8×(950—８5０)＝9.58MPa
＝9。０×10。。。6+０、8×１03×９、８×(９50-880)=９、45M Ｐa 由数值上可以瞧出在第一口井处容易形成低压区。
2。某油田有一口位于含油区得探井,实测油层中部得原始地层压力为8。8２2×１06Pa ,油层中部海拔为-1０00m 。位于含水区有一口探井,实测地层中部原始地层压力为11。4７×106 Ｐa ,地层中部海拔—130０ｍ。已知原油得相对密度为０、85,地层水得相对密度为1。求该油田油水界面得海拔高度。
解:由于未开采之前,油层中得油没有流动,所以两口探井得折算压力应相等,设为油水界面得海拔高度,则:
()10008.91085.010822.8361111-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ ()13008.91011047.11362222-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ
由可得:—１19８.6４ｍ
该油田油水界面得海拔高度为—119８。6４ m
3.某油田在开发初期钻了五口探井,实测油层中部原始地层压力资料见表2。
后来又钻了一口井,已知其油层中部海拔为－９８０m ,试根据已有资料推算此井油层中部原始地层压力、 解:
由表格中数据绘得海拔与油层中部得压力曲线,从图上查得当海拔为-9８０m 时,此井得油层中部原始地层压力为8.６ｍ。
-1120
-1100-1080-1060-1040-1020-1000-980-960-940-920-900-880-860-840-820-800△p (MPa )
h(m)
７、某实验室做测定岩芯渗透率实验。已知圆柱形岩芯半径为１cm ,长度为
５cm ,通过得液体粘度为1cp ,在２mi ｎ内测得通过岩芯得液体体积为15ｃm ３,从水银压差计上得出两端压力差为１57 mm Ｈg ,求此岩芯得渗透率实验。 解:
已知r =0.0１m,L ＝0．0５ｍ, =1×103 Pa·ｓ,ｔ=2×６0=12０s ,h =15７×10-3m,
Ｖ=15×１0-6ｍ3,求K
由密度与压差算得压差
=１3.6×1０3×9.8×157×1０－３＝20９24、9６P ａ 流量为
由达西公式可得
此岩芯得渗透率为9.5×1０-７ｍ2、
８。实验室内有一圆柱形地层模型、长为40cm,直径为2.5cm。模型得渗透率为２、５Ｄ,试验用得液体粘度为3。45cp。若使通过模型得流量达到每分钟4cm3,应该在模型两端建立多大压差？
解:
已知r=2、5×１0—2ｍ,L＝0．4m,K=2。5×10-１２ｍ2,＝3。４5×103Ｐａ·ｓ, ,求
由达西公式可知
＝1。８8×101０Pa
需要在模型两端建立1、88×1010Pa得压差。
第二章
１.在重力水压驱动方式下,某井供给边界半径为250m,井半径为１0cm,供给边界上压力为９MPa,井底流压为6ＭPa。井底流压为6ＭPａ,原始饱与压力为4。4MＰa,地层渗透率就是0。5×10-12m2,原油体积系数为1、15、相对密度为0.８5,粘度为９×10-3Pa·s,油层厚度为10ｍ。
(１) 求出距井中心０．2m,0．5m,1m,１0ｍ,５０m,1０0m,200m处压力值、
(２) 画出此井得压力分布曲线。
(3) 求该井日产量。
解:
已知:r e=25０m,r w＝0．1m,p e=9×１06Ｐa,p wf=6×1０6Ｐａ,p i=4。4×１06Pａ,K ＝０、5×１０-12m2,γ=0。8５,μ＝9×１0-３Pa·s,h=１０m。
由平面径向流压力公式可知
代入数据化简可得
p=０。38lnｒ+7
r(m) 0。2 0。5 1 １0 50 100 200
p(ＭP
6.3 6。7 6。8 7。77 8、38 ８。65 8。91
ａ)
6
6.57
7.58
8.5
99.5050100
150200250
p (M P a )
h(m)
由产量公式可得
()()s m 10134.01.0250
ln 109106910105.014.32ln 2323612---?=???-?????=-=w
e
wf e r r p p Kh q μπ
地面得产量
化为以质量表示得产量
=0、１1７×１０—２×0.85×１000＝０.9９kg ／ｓ=85.5ｔ／ｄ 日产量为85。5t 。
2。注出开发油田得井距为５0０m ,地层静止压力为１０、8ＭP ａ。油层厚度为15ｍ,渗透率为０、5×10—１2m ２。地下流体粘度为9mP ａ·ｓ,体积系数为１、1５。原油相对密度为0。8５,油层孔隙度为０。２,油井半径为10cm 、
(1) 若油井日产量为60t ,井底压力多大？ (2) 供油区范围内平均地层压力为多大?
(３) 距井250 m 处得原油流到井底需要多少时间? 解:
已知:ｒe =２50ｍ,r ｗ＝0．1m,p e =1０。8×１06Pa,p wf =6×1０６Pa,K ＝０。５×1０—12ｍ2,γ＝０、85,μ=9×1０-3P ａ·s,h =15m ,,B =1、１5。
质量流量:
地上得体积流量:
地下得体积流量:
①由平面径向流流量公式(裘比公式)可知
()()
m 1094.01.0250
ln 109108.1015105.014.32ln π2333612---?=??-??????=-=wf
w
e
wf e v p r r p p Kh q μ
从中解得p wf =9、4MPa ②由平均压力公式
=１0。7１M Ｐａ
③在距井250m 处取一个得微元,则此处得流量
?
?(1)
? ? ?(2)
由(1)(2)可得
代入数据分离变量积分
即 :
积分得t =１9.9年 或者
＝１9.9年
距井250m 处得原油流到井底需要1９。9年。
３.重力水压驱动油藏,油层厚度为10m ,渗透率为0、4×1０-12m 2,地下原油粘度为9ｍP ａ·s ,原油体积系数1.１5,地面原油相对密度为0。85、某井单井供油面积为0。3km 2,油井折算半径为10－2ｍ。油层静止压力为１0、５ＭP ａ,流动压力为7.5M Ｐa ,求此井日产油量、 解:
已知:r w =0。01ｍ,ｐｅ=10.5×106Ｐa ,p wf =7。5×１06P ａ,K ＝０。4×10－１２m 2,γ＝0、85,μ=9×1０－３P ａ·s ,h ＝10ｍ,B =1.15,供油面积为0．3k ｍ2
由供油面积可得油层得供油半径
πr e ２=0.3×１06m 2 供给半径为r ｅ=309m
由平面径向流流量公式可得原油得地下体积流量
()()
01.0309
ln 109105.7105.1010104.014.32ln
π236
612???-??????=
-=--w
e w
f e v r r p p Kh q μ ＝０。８09×10—３
地面原油得体积流量
=0。7０4×1０-3
质量流量为
=0、704×10-3×0、85×1０３＝0.5９9kg/s=５１。71t/ｄ 此井日产油量为５1。71吨。
4。油层与油井参数如题3,当油井以每天40t 得产量生产时,井底压力为多少? 解:
已知: r w =０.1m ,p e =10、5×1０６Pa ,K ＝0、4×10—12m 2,γ=0.８５,μ＝9×10—3Pa·s ,
ｈ=10m ,Ｂ＝1。1５,r ｅ=３09m ,ｑm ＝４0t/d=0.４6kg ／s
原油得地面体积流量
原油得地下体积流量
由平面径向流流量公式可得原油得地下体积流量
()()
s
m 10622.01.0309
ln 109105.1010104.014.32ln π2333612---?=??-??????=-=wf
w
e
wf e v p r r p p Kh q μ 解得井底流压
井底压力为、
5。实验室内有一渗透率突变得地层模型,如图1所示。若渗透率已知,写出此模型流量计算公式。
图 题6得示意图
解:
由于模型串联可知流过两模型得流量相等,即
整理可得
由与比定理可知将比例两边相加得到得比例仍然等于原比例,则
此模型得流量计算公式为
９。某井用１98mm 钻头钻开油层,油层部位深度从26４6．５m 到２6６0.5m ,油井就是射孔完成,射孔后进行了试油,试油结果见表3。
油嘴mm
日产量井口压力井底压力
油
t/d
气
1０３
m3/d
气油
比
ｍ3/t
油压
MPａ
套压
MPa
流动压
力
MＰa
原始地层
压力
ＭPa
6 9７、２24。3 250 10、３11。
7 26、6 29、0
5 80.０２0、0 25０11.２１2。２２7。2 ――
3 ４0。0 4、9 122 1２.3 １3、2 2８、0 ――
据岩芯分析含碳酸盐,并进行酸化。酸化后又进行第二次试油,其结果见表4,已知此井供油半径为３00m,油井半径为0.1m,原油体积系数为１、12,相对密度为0、８5。
(1) 画出两次试油指示曲线、
(2) 求出酸化前后地层流动系数、
(3) 分析增产措施就是否有效。
油嘴ｍm
日产量井口压力井底压力
油
t/d
气
10３
m3/d
气油
比
m3/ｔ
油压
ＭPa
套压
ＭＰ
ａ
流动压
力
ＭPａ
原始地层压
力
MPa
３５５、
1 6、1 １１
1
1２。
6
13。4 ２８。2 ２9、０
4 ９0 13.2 1４7 1２、
2
13。1 2７.7 ――
5 11５.7 19。7 1７0 11。
９
12.8 27、5 ――
6 １50、
2 ３６。
８
245 11、2 12、4 26。８――
7 16２。
1 58。7 3６
２
1
０.4
12、1 2６。５
５
――
解:
已知: h=266０、５—2646.5＝14ｍ,ｒe=300m,r w=0．１m,B=1、1２,γ=０.85。
ΔＰ(MPａ)2。４１、8 1
q(ｔ/d) 97.2 80。0 ４０。０
第二次试油压差与产量数据如下表:
由表格中数据画得试油指示曲线
由平面径向流流量公式
得到关于流动系数得计算公式
①在第一次试油指示曲线上任取一点得到压差与流量为
Δp=1、4ＭPa, q＝6０t／d 原油得地面体积流量
原油得地下体积流量
代入流动系数计算公式可得流动系数为
②在第二次试油指示曲线上任取一点得到压差与流量为
Δｐ=１.2MＰa, q=８0t／d 原油得地面体积流量
=1。1×10－３
原油得地下体积流量
代入流动系数计算公式可得流动系数为
酸化前底层流动系数为,酸化后底层流动系数为,从试油指示曲线可以瞧出,第二次试油指示曲线得斜率大于第一次试油指示曲线得斜率,所以增产措施有效、
11、某井距直线供给边界距为２5０m ,地层厚度为８m ,渗透率为0.3×10－
12
m 2,地下原油粘度为9×10３mPa·s ,生产压差为２M Ｐａ,油井半径为0。1ｍ。 (１) 求此井产量(地下值)。
(2) 若供给边界就是半径为250m 得圆时,此井产量为多少？与直线供给边
界情况下得产量有百分之几得差? 解:
已知: r ｗ=0.1m ,K =0。3×１０－1２m 2,μ=9×10-３Ｐa·s ,ｈ＝8ｍ,ｄ=25０m ,Δｐ=2×106Pa,
①由直线供给边界流量得计算公式
()m 1039.01.02502ln
1091028103.014.322ln π22ln π2333.6
121---?=?????????=?=-=w w wf e r d p Kh r d p p Kh q μμ ②当ｒe =250m 时,由平面径向流流量公式
()m 1043.01.0250
ln 1091028103.014.32ln π2ln π23336
122---?=????????=?=-=w
e
w e wf e r r P Kh r r p p Kh q μμ
直线供给边界时得产量为０、39×10—3m ３/s ,r e =250m 圆形供给边界得产量为0。４3×10-３ｍ3/s ,相差得百分比为10。２6%。
12。直线供给边界一侧有两口生产井,如图２所示。供给边界上得压力p ｅ为１０M Ｐa ,地层厚度h 为5m ,渗透率Ｋ为1μm 2。地下原油粘度2×10—3mP ａ·s 原油体积系数B 为1、2,地面原油相对密度为0。9,油井半径为0。1m 。当两口井各以50t/d 生产时,两井得井底压力各为多少？
图题1４得示意图
解:
已知:ｒw ＝０。1m ,p e =10×106P ａ,K =1×10－12m ２,γ=０。9,μ=2×１０
—3
Pa·s ,h =5m ,B ＝１.2,b =600m ,q m =5０ｔ/d=０。58ｋｇ／ｓ,d =４０0
根据镜像反映法,在直线供给边界得对称位置处反映出与生产井性质相同得井,如图、
原油得地下产量
由势得叠加原理,可得一号井得井底势值为
()C b d q d q r q r q h h e h w h wf ++--+=
2
22ln π
22ln π2ln π2ln π2φ (１)
边界上得势值为
?
??
(2)
对式(１)(２)联立求解,求得产量公式为
或
代入数据可得
解得
p ｗf =9。53M Ｐa
由于两口井得参数相同供给情况相同所以第二口井得井底压力也为p ｗf =9。53MPa 。
两井得井底压力均为9、５3MPa 。
13。直线断层一侧有两口生产井,如图３所示。已知地层边界上得压力为1０×106Pa ,供给边界半径为10km 、地层厚度为1０m ,渗透率为0、5×10—12m 2,地下原油粘度为9×10—3 P ａ·ｓ,原油体积系数为1、1５,地面原油相对密度为０.85。油井半径为1０ｃｍ,井底压力均为7。５×106Ｐa 。求出两口井得各自产量、
图题1５得示意图
解:
已知: r ｗ＝０。1m ,p ｅ=10×１06Pa ,Ｋ=0.5×10－１2m 2,γ=0、８５,μ=９×１0-3Pa·s ,h ＝10m ,Ｂ＝1、１5,ｒe =1０0０0ｍ, ｐw ｆ＝７。5×106Pa
根据镜像反映法,在断层得对称位置处反映出与生产井性质相同得井,设断层同侧得两口井得距离为,断层两侧得两口井得距离为,1号井距断层得距离为,２号井距断层得距离为,则:
由势得叠加原理得１号井得井底势值为:
?(1)
2号井得井底势值为:
? (2)
边界上得势值为
?(３)
对式(１)(2)(3)联立求解,求得产量公式为
代入数据
()
()s m 1041.01
.010025595.50210000
ln
109105.71010105.014.328ln
π2334
36123214
1---?=???????-?????=-=
w e
wf e r d d d r p p Kh q μ
()
()s m 1042.01
.015025595.50210000
ln
109105.71010105.014.328ln
π2334
361242142---?=???????-?????=-=
w
e
wf e r d d d r p p Kh q μ
折算成地面得产量
=0。303k ｇ／s=26、18t/d ＝0.31kg/s ＝26。82t/ｄ
两口井得产量分别为26.18t/d ,２６、８２ｔ/d 。
1４.两断层相交成１2０o角,在角分线上有一口生产井,如图4所示、地层与油井参数均同上题一样。求此井得日产量。
图题1６得示意图
解:
已知:r w =０.１m ,ｐｅ=1０×１06Ｐa ,K =0。５×１０-12ｍ２,γ=0、8５,μ=9×１0—3Ｐa·s ,h =１0m ,B ＝1。15,r e ＝1０000ｍ, p w ｆ＝7、5×1０6
Pa
根据镜像反映法,在两条断层得对称位置处反映出与生产井性质相同得井,则d =100m ,由势得叠加原理可得生产井出得势为:
若供给边界与各井得距离均为,则供给边界处得势为:
则
因为
所以井得产量为:
代入数据得
()
()m 1045.01
.010*******
ln
109105.71010105.014.324ln π23323
36122
3
---?=?????-?????=-=
w
e wf
e r d r p p Kh q μ 折算成地面得产量
日产量为。
15.两断层相交成直角,其中有一口生产井,如图5所示。写出此井产量计算公式。
图 题１7得示意图
解:
根据镜像反映法,在两条断层得对称位置处反映出与生产井性质相同得井,由势得叠加原则可得生产井得势值为:
??(1)
若供给边界与各井得距离均为,则供给边界处得势为:
????(2)
则
因为
所以井得产量为:
1６。带状油田中有三排生产井,一排注水井,如图6所示。已知:各排井井距均为5０0m , 井得半径均为0。1m ,注水井排到第一排生产井距离为L １＝１１00ｍ,生产井排间得排距L ２=L ３=600ｍ。油层厚度１６m 。渗透率为0、５×1０
—12
m 2。地下原油粘度9×１0-3Pa·s ,体积系数为１、1２,相对密度为0。8。注水
井井底压力为１9.5×１06Pa ,若各排生产井井底压力均为７、5×106Ｐa ,井数均为１6口,求各排井产量及每口井平均产量。
图 题１8得示意图
解:
已知:r w 1=r w 2=r w 3＝r w 4=0。1ｍ,p ｉwf =19、５×106Pa ,K =0.５×1０－12m 2,γ＝0、8,μ=９×１０—3P ａ·s ,h ＝16m ,p wf 1＝p w ｆ2=p wf ３=p ｗｆ4=7。5×106Pa,Ｂ=1、1２,L 1＝1100m ,L 2=L 3=６00m ,井距d =500m , ｎ1=n 2=n 3＝n 4=16
由井距与每排井数求出井排长度
渗流外阻:
6
12
3111069.154110016
105.08000109?=?????==--L WKh R u μ
渗流内阻:
6
12
3111110751
.014.3250ln 16105.014.3216109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
6
12
32222
10751
.014.3250ln 16105.014.3216109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
6
12
3333310751
.014.3250ln 16105.014.3216109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
612
34444
10751
.014.3250
ln 16105.014.3216109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
根据电路图与多支路得电学定律列出方程。
代入数据解得
()()616321661075107569.154105.7105.19??+?+?++=?-?Q Q Q Q
解得
,,
折算成地面得产量
d t 14.1697s kg 64.1912
.1108.00275.0311
==??==B Q Q m ρ
各排井得平均产量
每口井得平均产量
各排井得产量分别为1697。14ｔ/d 、6４8t/d 、３02、4t/d ,各排每口井得平均产量１06。07 t/d 、40、5 t/d 、18。9 t/d 。
17。若上题(１6题)中保持每排生产井得单井产量为50m 3/d 。各生产井排井底压力为多少? 解:
已知: r ｗ1=ｒw 2＝r w 3=０。1m ,p e =１9.５×１06Pa ,K =０。5×１0－１2m 2,γ=0。8,μ＝9×1０－3P ａ·ｓ,h =16ｍ, B ＝1.１２,Ｌ1＝1100m ,L ２＝L ３=６00m , n 。1＝n ２=n 3=16,q =5０m 3/d=０、57×１０-３m 3/s,Q 1、＝Q 2＝Ｑ3=qn =0。5７×1０-3×１6=
９.26×10－3m 3/s,ｐｉw ｆ=19、5×106Ｐa,井距d =５00m 。
由井距与每排井数求出井排长度
渗流外阻:
6
12
3111069.154110016
105.08000109?=?????==--L WKh R u μ
渗流内阻:
6
12
3111110751
.014.3250ln 16105.014.3216109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
6
12
32222
10751
.014.3250ln 16105.014.3216109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
612
3333310751
.014.3250
ln 16105.014.3216109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
6
12
34444
10751
.014.3250ln 16105.014.3216109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
? 根据电路图与多支路得电学定律列出方程。
代入数据解得
(
)()6
36
3
331
610
751026.910
7569.15410
26.91026.91026.9105.19???+?+??+?+?=-?----wf p
()6
36
3
3
6
3
2
110
751026.910
8410
26.91026.910751026.9???+???+?+???-=-----wf wf p p
6363633210751026.910841026.910751026.9???+???+???-=----wf wf p p 联立方程解得
,,
各生产井排井底压力分别为12、4２MPa 、10。86M Ｐａ、10、08MP ａ。 1８、圆形油藏半径ｒ1、r ２、r ３得圆上布置三排生产井,如图7所示。已知第一排井井数为１８口,第二排井井数为１１口,第三排井井数为4口。油井半径
均为１0ｃm ,供给边界半径r e ＝3km ,r 1=１5０0ｍ、r 2＝900m 、r 3=3０0m 、油层厚度１0m ,渗透率为0.５×１0—1２m 2、地下原油粘度为9×1０-3Ｐa·ｓ。供给边界上得压力为12×10６Pa ,各排井底压力均保持7。5×１06Ｐa 。原油体积系数为1。2,地面原油相对密度为0.８5,求各排井得产量及单井产量。
图 题20得示意图
解:
已知: r e =30０0m, r 1=1500m 、r 2=900m 、r 3=３00ｍ,ｐｅ=1２×106Pa ,K ＝０、５×10—12m 2,γ=0.8５,μ=９×１0—3P ａ·s ,h =１0m , Ｂ=１。2,p wf 1=p wf 2=ｐwf ３=7、５×106Pa ,r w 1=r w ２=r ｗ3=0。1m , n 。1=18,n 2＝１1,n 3=4。
井距分别为
则
d １=2６1.65m,d ２=256.9m,ｄ１=235.5ｍ
渗流外阻:
=1９8×106 =146×１06 =3１5×1０6
渗流内阻:
612
31111101071
.014.365
.261ln 10105.014.3218109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
6
12
32222
101751
.014.39.256ln 10105.014.3211109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
612
33333104741
.014.35
.235ln 10105.014.324109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
根据电路图与多支路得电学定律列出方程。
代入数据
()616321661010710198105.71012??+??++=?-?Q Q Q Q
解得:
,,
折算成地面得产量
各排井得平均产量
各排井得产量分别为734.4ｔ/d 、２２0。32t/ｄ、48。9６t ／d ,各排每口井得平均产量４0.8 t ／d 、20。03t/d 、12。24 ｔ/ｄ。
19.带状油藏两排注水井中间布三排生产井,如图8所示。已知各排井井距均为５00ｍ,油井半径为10cm,L 1=L ４＝110０m,L ２=Ｌ3＝600ｍ、各排井数均为2０口。油层厚度为20m,渗透率为０、5×10-１2 ｍ2,地下原油粘度为９mP ａ·ｓ,注水井井底压力为１9、5M Ｐa,油井井底压力为7、５MPa 。原油体积系数为1。２,地面原油相对密度为0.8５,求各排井得产量与各排井单井平均产量、
图 题21得示意图
解:
已知:r w 1=r ｗ2=r ｗ3=r w 4=r ｗ5=0。1ｍ,p iw ｆ=19、５×106Pa ,K =０。5×10-12m ２,γ＝０.85,μ＝9×１0－3Ｐａ·s ,ｈ=２０m ,p wf 1＝ｐｗf 2＝ｐｗｆ３=７.5×１０６P ａ,B =1、２,L 1=Ｌ4=11０0m ,L 2=L ３＝６00m ,井距ｄ=500m , ｎ1=n 2=n ３=n iw =20
由井距与每排井数求出井排长度
渗流外阻:
渗流内阻:
612
311111086.471
.014.3250
ln 20105.014.3220109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
6
12
32222
1086.471
.014.3250ln 20105.014.3220109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
6
12
333331086.471
.014.3250ln 20105.014.3220109πln π2?=???????==--w n r d Kh n R μ
6
12341086.471
.014.3250ln 20105.014.3220109πln π2?=???????==--w iw iw niw
r d Kh n R μ
根据电路图与多支路得电学定律列出方程。
代入数据:
()()61621661086.47109986.47105.7105.19??+?+?+=?-?Q Q Q
()62
262611086.4710541086.470??'++??+??-=Q Q Q Q ()636262
21086.4710541086.470??+??'-??'+-=Q Q Q Q ()()632632
63661086.4710991086.47105.19105.7??+'-??+'-??-=?-?Q Q Q Q Q 解得:
,,,
折算成地面得产量
t 64.3041s kg 2.352.11085.00497.0311
==??==B Q Q m ρ d t 16.1946s kg 5.222.11085.00318.0322
==??=''=B Q Q m ρ d t 64.3041s kg 2.352
.11085.00497.0333
==??==B Q Q m ρ 各排井得平均产量
各排井得产量分别为3０４1。64t ／d 、1946、16ｔ/ｄ、30４1、6４ｔ／d ,各排每口井得平均产量１５2.０８2t/d 、97。308t/ｄ、1５2、０８2t/ｄ。
２0.证明流函数与势函数满足拉普拉斯方程。
第四章
1.在弹性驱动方式下,某探井以30t/d 得产量投入生产,试求此井生产30d 时井底流动压力为多少?已知原始地层压力ｐi 为11ＭPa,原油体积系数为1.32,地下原油粘度μ为３ｍPa·s 、渗透率K 为０.5μm 2,地层厚度h 为10m,总压缩系数为Ｃt =为3×10-4１/ＭPa,油井半径r w 为０.1m,地面原油密ρｏ为８50kg/m ３,油层孔隙度为0.2、 解:
已知:q m =30t/d=０.35kg ／s,p ｉ=1１×106Ｐa,B =1、32,μ=3×１０-3 Pa·s,Ｋ＝０。５
×
１
－
12
m
2
,
ｈ=10m,C t =3×１0－４1／ＭPa=3×10—10１/Pa,r w =0。1ｍ,ρo =85０ kg/m 3,=0。2。
在弹性驱动下压力还没有传播到边界,可以瞧作就是无限大地层得一口井,其压力与时间得变化规律:
原油得地下产量
=0、5４×10-3m 3/s
导压系数
＝2．８m ２·Pa ／(Ｐａ·s)
代入数据
()2
6
12336
1.01059
2.28.225.2ln 10105.014.341031054.0301011??????????==-?---d t p wf
解得:
p w ｆ (t ＝3０d)=1０、45MPa
此井生产30d 时井底流动压力为１0、４5ＭＰa 。
２。由于压力表灵敏度得原因,只有当压力降超过０。2×1０5Pa 时才能在压力表上反应出来。如果距上题中得探井50０m 处有一口停产井,问需要多少时间才能在停产井中瞧到探井投产得影响,油层及油井参数同题26。 解:
已知:q m =3０ｔ/ｄ＝0.3５kg/s,p i =１1×1０６Pa,B =1.３２,μ＝3×10—3 P ａ·s,K =0、５×１０－１2m 2,
h ＝１０m,Ｃt =3×10－4１/MPa ＝３×1０-101／P ａ,r w =０。1m,ρｏ=８5０ ｋg/m 3,=０.2,Δp ＝0。2×105P ａ。
对于无界定产条件下有
则
其中
=2．８m 2·Pa/(Pa·s)
=０、５4×10-３m 3/s
代入数据
即:
查得
=0.37
解得
t =0。7d
需要0。7天才能在停产井中瞧到探井投产得影响。
５。某弹性驱动油藏有一口探井以２0t/d 投入生产,生产１5d 后距该井1０00m 处又有一新井以４0t/ｄ产量投入生产、问:当第一口井生产3０ｄ时井底压力降为多少?已知地层渗透率为０。２5μm ２,油层厚度为12m,总压缩系数为1、8×１０—41/MP ａ、地下原油粘度9mP ａ·s,体积系数1、１2,地面原油相对密度为０.８5,油井半径均为０．1m,孔隙度为0.2５。 解:
已知:q ｍ1=2０t/d=0.23kg/s,q ｍ2＝40t ／d=0。4６k ｇ/s,B =1。1２,μ=9×１0—３ Ｐa·s,K ＝0。2５×10-12m 2,h ＝12ｍ,C t =1.8×10－４１/ＭPa=１。８×1０－１０１/Ｐa,γ=0。８5 kg ／ｍ3,=0.25,r w =0。１ｍ,ｔ1=30d=2.5９２×１０６s,t 2=1５d=1.296×１06s 、
有叠加原理可知
其中:
=0．6２ｍ2·P ａ/(Ｐa·s)
计算=0、３１１查得=—0。８8１5
＝0.3×１0-3m 3/s =０、61×10－3m 3/ｓ 代入得
???
? ????+?????????=----32631231061.08815.01.010592.262.025.2ln 103.0121025.014.34109=1、54ＭPa
当第一口井生产30d 时井底压力降为1。54MP ａ
１0.某井控制得地质储量N 为１34×104ｔ,原始地层压力与饱与压力差为Δp 为4MPa,油层内含油饱与度S o 为０、8,束缚水饱与度S w 为0、２、原油压缩系数C o 为7×10－41/M Ｐa,束缚水压缩系数C ｗ为3×10—41/ＭPa,岩石压缩系数为Ｃf 为2×10-41/MPa,油层孔隙度为０.2,求该井弹性采收率。 解:
已知:N =134×104t,Δp ＝4×106Pa,S o =0。8,S w =０。2,C o =7×10—101／Ｐa,C w ＝3×10－101/Pa,C ｆ=2×10－１0
1/P ａ,=0、2。
渗流力学试题一
《渗流力学》试题一 一填空题（本大题20分，每空1分） 1 油气储集层。 2 油气储集层的特点、、和。 3 流体渗流中受到的力主要有、和。 4 单相液体稳定渗流的基本微分方程是，为型方程。 5 油井不完善类型有、和。 6 等产量两汇流场中等势线方程为。y轴是一条。平衡点是指。 7 油气两相渗流中拟压力函数H的表达式为：，其物理意义：。 8 气井稳定试井时，按二项式处理试井资料时，其流动方程为， 绝对无阻流量表达式。 二简答题（本大题30分，每小题3分） 1 试绘图说明有界地层中开井生产后井底压力传播可分为哪几个时期？ 2 试说明溶解气驱油藏气油比变化的特点。 3 渗流速度和真实渗流速度定义。给出两者之间的关系。 4 试绘图说明流变性只与剪切速率有关的纯粘性非牛顿流体的分类及其流变曲线形态。 5 什么是折算压力？其公式和实质分别是什么？ 6 写出导压系数的表达式。导压系数物理意义是什么？ 7 试绘图说明平面单向流和平面径向流的压力消耗特点。 8 说明井干扰现象及其实质。
9 什么是稳定试井？指示曲线的用途是什么？ 10 说明水驱油的活塞式和非活塞式驱动方式各自的特点。 三（本大题10分） 长为1 m的岩心，横截面积为4 cm2，渗透率为2.5×10-12 m2，通过液体的粘度为1 cp，流量为4 cm3/min，则需要在模型两端建立多大的压差？ 四（本大题10分） 某井在生产过程中产量变化如第四题图所示，试推导t2时刻井底压力公式。 五（本大题10分） 一均质地层中有一供给边界和一条断层相交成90°，中间为一口生产井，如第五题图所示。已知地层厚度为h，渗透率为k，液体的粘度为μ，井筒半径为r w，井底压力为p wf，供给边界压力为p e。试导出该井的产量公式。 (第四题图) (第五题图) 六（本大题10分） 根据生产气油比定义推导生产气油比公式。 七（本大题10分，每小题5分） 实验室有一地层模型，如第七题图所示。 1 导出其流量计算公式； 2 画出压力分布曲线示意图，并说明理由。
渗流力学练习题+答案
《渗流力学》练习题+答案 一、名词解释 1.渗流力学：研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。 2.采油指数：单位压差下的产油量。 3.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。 4.稳定渗流：运动要素（如速度、压力等）都是常数的渗流。 5.绝对无阻流量：气井井底压力为一个大气压时的气井产量。 6.渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。 7.多井干扰：多井同时工作时，地层各点的压降等于各井单独工作时的压力降的代数和。 8.稳定试井：通过认为地改变井的工作制度，并在各个工作制度稳定的条件下测量其压力及对应的产量等有关资料，以确定井的生产能力和合理的工作制度，以及推算地层的有关参数等。 二、填空 1.符合(流量和压差成正比)的渗流叫(线性渗流)。 2.油气储集层的特点(储容性)、(渗透性)、(比表面大)和(结构复杂)。 3.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)。 4.流体渗流中受到的力主要有(粘滞力)、(弹性力)和(毛细管压力)。 5.单相液体稳定渗流的基本微分方程是(02 =? p )，为(拉普拉斯型方程)。 6.单相液体不稳定渗流的基本微分方程是( 21p p t η??= ?)，为(热传导方程型方程)。 7.油井不完善类型有(打开程度不完善)、(打开性质不完善)和(双重不完善)。 8.等产量两汇流场中等势线方程为(r 1r 2=C 0)，y 轴是一条(分流线)，平衡点是指(流场中
流速为零的点)。 9.气井稳定试井时，按二项式处理试井资料时，其流动方程为(2 sc sc 2wf 2e Bq Aq p p +=-)， 绝对无阻流量表达式(B p p B A A q 2) (42 a 2e 2AOF -++-= )。 三、简答题 1.试绘图说明有界地层中开井生产后井底压力传播可分为哪几个时期？ 2.渗流速度和真实渗流速度定义。给出两者之间的关系。 渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量，A q v /=。真实渗流速度：流体通过单位孔隙渗流面积的体积流量，φφA q v /=。两者关系：φv v =?Φ 3.什么是折算压力？其公式和实质分别是什么？ 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分布情况，必须把地层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。公式：M M ZM D g p p ?+=ρ；实质：代表了该点流体所具有的总的机械能。 4.试绘图说明平面单向流压力消耗特点。 平面单向流：在沿程渗流过程中压力是均匀消耗的。 p p e p B L O 5.试绘图说明流变性只与剪切速率有关的纯粘性非牛顿流体的分类及其流变曲线形态。
油气层渗流力学答案
油气层渗流力学答案 1．有四口油井测压资料间表1。 表 题1的压力梯度数据 已知原油的相对密度0.8，原始油水界面的海拔为－950m ，试分析在哪个井 附近形成低压区。 解： 将4口井的压力折算成折算压力进行比较 =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－940)=9.08MPa =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－870)=9.48MPa =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－850)=9.58MPa =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－880)=9.45MPa 由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。 2．某油田有一口位于含油区的探井，实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa ，油层中部海拔为－1000m 。位于含水区有一口探井，实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa ，地层中部海拔－1300m 。已知原油的相对密度为0.85，地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。 解：由于未开采之前，油层中的油没有流动，所以两口探井的折算压力应相等，设h 为油水界面的海拔高度，则： 由21zm zm p p =可得：=h -1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m 3．某油田在开发初期钻了五口探井，实测油层中部原始地层压力资料见表2。 后来又钻了一口井，已知其油层中部海拔为－980m ，试根据已有资料推算此井
油层中部原始地层压力。 解： 由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线，从图上查得当海拔为-980m 时，此井的油层中部原始地层压力为8.6m 。 7．在重力水压驱动方式下，某井供给边界半径为250m ，井半径为10cm ，供给边界上压力为9MPa ，井底流压为6MPa 。井底流压为6MPa ，原始饱和压力为4.4MPa ，地层渗透率是0.5×10-12m 2，原油体积系数为1.15。相对密度为0.85，粘度为9×10-3Pa·s ，油层厚度为10m 。 (1) 求出距井中心0.2m ，0.5m ，1m ，10m ，50m ，100m ，200m 处压力值。 (2) 画出此井的压力分布曲线。 (3) 求该井日产量。 解： 已知：r e =250m ，r w =0.1m ，p e =9×106Pa ，p wf =6×106Pa ，p i =4.4×106Pa ，K =0.5×10-12m 2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s ，h =10m 。 由平面径向流压力公式可知 代入数据化简可得 p =0.38ln r +7 r (m) 0.2 0.5 1 10 50 100 200 p (MPa) 6.3 6.7 6.8 7.77 8.38 8.65 8.91 地面的产量 化为以质量表示的产量 ρ?=e m q q =0.117×10-2×0.85×1000=0.99kg/s=85.5t/d 日产量为85.5t 。 8．注出开发油田的井距为500m ，地层静止压力为10.8MPa 。油层厚度为15m ，渗透率为0.5×10-12m 2。地下流体粘度为9mPa·s ，体积系数为1.15。原油相对密度为0.85，油层孔隙度为0.2，油井半径为10cm 。 (1) 若油井日产量为60t ，井底压力多大？ (2) 供油区范围内平均地层压力为多大？ (3) 距井250 m 处的原油流到井底需要多少时间？ 解： 已知：r e =250m ，r w =0.1m ，p e =10.8×106Pa ，p wf =6×106Pa ，K =0.5×10-12m 2，γ=0.85，
渗流力学课后答案
第一章 1．有四口油井测压资料间表1。 表 题1的压力梯度数据 已知原油的相对密度0.8，原始油水界面的海拔为－950m ，试分析在哪个井附近形成低压区。 解： 将4口井的压力折算成折算压力进行比较 111m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－940)=9.08MPa 222m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－870)=9.48MPa 333m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－850)=9.58MPa 444m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－880)=9.45MPa 由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。 2．某油田有一口位于含油区的探井，实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa ，油层中部海拔为－1000m 。位于含水区有一口探井，实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa ，地层中部海拔－1300m 。已知原油的相对密度为0.85，地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。 解：由于未开采之前，油层中的油没有流动，所以两口探井的折算压力应相等，设h 为油水界面的海拔高度，则： ()10008.91085.010822.8361111-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ ()13008.91011047.11362222-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ 由21zm zm p p =可得：=h -1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m
流体力学课后习题答案(孔珑编)中国电力出版社
第一章 1-4 解： 系统内水的总体积38m V =，水的体积膨胀系数V 0.005α=1/℃。 水温升高50T ?=℃时，水的体积膨胀量 3V 80.005502m V V T α?=???=??=。 1-6解：油的运动粘度7214.2810m s ν--=??，密度3678kg m ρ-=?，则油的动力粘度74678 4.2810 2.910Pa s μρν--==??=??。 1-7解：水的动力粘度31.310Pa s μ-=??，密度3999.4kg m ρ-=?，则水的运 动粘度36211.310 1.310m s 999.4 μνρ---?===??。 1-9解：如图示：在锥体表面距离定点x 处取一宽度为d x 的微圆环，则在x 处的微圆环的半径sin r x α=。由牛顿粘性定律可得，微圆环所受到的摩擦阻力 22 2sin d d 2d U r F A rdx x x h ωπμωαμμπδδ =??=??=， 微圆环旋转时所需的微圆力矩为332sin d d d M r F x x πμωα δ =?== 所以锥体旋转时所需的总力矩 3 34 cos 3cos cos 0 2sin 2sin d d 4H H H x M M x x α ααπμωα πμωαδ δ?? === ????? ? 344342sin tan 4cos 2cos H H πμωα πμωα δ αδα = = 1-10解：设轴承内轴旋转角速度为ω ，所以由牛顿粘性定律可得，内
轴表面所受的摩擦阻力2 22D U b D F A Db h ωμπωμμπδδ ? ===， 内轴旋转的摩擦力矩3 24D b D M F μπωδ == 克服摩擦需要消耗的功率23 4b D P M μπωωδ == 所以内轴的圆周角速度19.37rad s ω-===? 所以内轴转速60609.372 89.50rpm 22 3.14 n ωπ?= ==? 1-13解：润滑油的动力粘度μρν=， 活塞表面所受的摩擦阻力2()2 U V dLV F A dL D d h D d πμμμπ=== --， 所以活塞运动所消耗的功率 22 22dLV dLV P FV D d D d πμπρν===-- 43223 2 3.149200.914410152.41030.48106 4.42KW (152.6152.4)10----?????????==-? 第二章 流体静力学 2-1解：在图中1－2等压面处列平衡方程： 1A P P =，2B Hg P P gh ρ=+， 因为12P P =， 所以A B Hg P P gh ρ=+， 所以 44A B 3 Hg 2.710( 2.910)0.420m 13.6109.81 P P h g ρ-?--?===??
石油大学(华东)渗流物理2001-2013
石油大学（华东） 2001年硕士研究生入学考试试题 考试科目：渗流力学和油层物理 一、填空（16分） 1.达西定律描述的是流体在中渗流时与成正比关系，与成反比关系。 2.镜像反映法主要用于研究与影响的问题，反映时要求保持不变。 3.压降叠加原理是指，主要用于解决。 4.贝克莱—列维尔特驱油理论的前提条件是，在确定的岩石系统中前缘含水饱和度的大小与有关。 5.溶解气驱油藏通常采用井网系统，其原因是。 6.综合压缩系数Ce= 。 7.泡点压力前后的地层油粘度同；高于泡点压力时，地层油粘度于泡点压力的地层油粘度。 二、圆形地层中心一口井，液体服从达西定律，已知Re=1000m，Rw=10cm 1.求距井多远处的压力恰好等于Pe和Pw的平均值？ 2.若K=1μm2，h=10m，μo=9mPa·s，Pe=15MPa，Pw=9MPa，B o=1.2, ρo=0.85。求油井产量为多少（吨/天）？（15分） 三、已知一无限大地层，K=1μm2，μo=10mPa·s，h=10m，?=5000cm2/s；若地层中有一口机动井A，Rw=0.1m，以Q1=200cm2/s(地下值)投产5天，然后关井，经3天后又以Q2=100m2/s （地下值）投产7天。试求距离机动井A100m处停产测压井B此时的压力降为多少MPa？（15分） 四、直线供给边缘附近一口生产井，井点距供给边界为a，单位地层厚度产量为q 1.写出平面渗流场的复势，势函数和流函数的表达式； 2.求井在直线供给边界上的垂点的渗流速度； 3.确定势函数Φ（x，y）=0的一条等势线和流函数Ψ（x，y）=0的一条流线。（15分） 五、一维水驱油情况下，地层长度L=1000m，渗流断面积A=5000m2，束缚水饱和度Swc=0.2，原油地下粘度μo=2.48mPa·s，地下水粘度μw=0.624mPa·s，孔隙度φ=0.18，前缘含水饱和度Swf=0.5，产量Q=560m3/天；其他数据如表： 数据表 参数数值 Sw 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 Fw（Sw）0 0.19 0.42 0.70 0.88 0.96 0.999 1 r (Sw)0 2.005 3.170 2.720 1.385 0.508 0.181 0 w 1.计算无水产油期；
2013年北京石油学院大学函授石油工程概论答案
中国石油大学（北京）期末考核 《石油工程概论》 一、综述题（共5小题，每小题20分，第1、2和3题选做两道，第4和第5题选做一道，共60分）（每道题目不少于500字。照抄知识点提示不得分。） 1. 阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。（20分） 知识点提示：井深结构的主要内容包括套管的层次、各层套管下入深度、相应的钻头直径、套管外水泥返高等，请详细列出各内容所包含的具体内容，并画出简单的井深结构图。 答：井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。包括井中套管的层数及各种套管的直径、下入深度和管外的水泥返深，以及相应各井段钻进所用钻头直径。井身结构是钻井施工设计的基础。 （一）井身结构的组成及作用 井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。 1.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。 2.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。 3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 4.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。 5.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离 （二）相关名词及术语 1.完钻井深：从转达盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。 2.套管深度：从转盘上平面到套管鞋的深度。 3.人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。其深度是从转盘
渗流力学复习资料
7．地层导压系数的物理意义？ 导压系数为储层渗透率与流体粘度、储层孔隙度和储层总压缩系数的商，它反映的是地层压力在储层中传播的快慢程度（包括了对流传播和弹性传播两部分）8．什么是折算压力？其公式和实质分别是什么？ 指测点相对于某基准面的压力，在数值上等于由测压点到折算基准面的水柱高度所产生的压力。公式：实质：代表该点流体所具有的总的机械能 9.简述封闭弹性驱油井定产量生产时压力变化规律。 答：在这种情况下，当开井生产时，断层内各点的压降曲线变化可以分为两个阶段：压力波传到边界之前称为压力波传播的第一阶段，传到边界之后称为压力波传播的第二阶段。 压力传播的第一阶段：从井底开始的压力降落曲线逐渐扩大和加深，此时油井的生产仅靠压降漏斗以内地层的弹性能量作为驱油动力，在压降漏斗边缘以外地区的液体，因为没有压差作用而不流动。但在压力波传播的第二阶段，由于边界是封闭的，无外来能量供给，故压力传到B0点后，边界B0处的压力就要不断下降。在开始时边缘上压力下降的幅度比井壁及地层内各点要小些，即B0B1 第一章 渗流的基本规律 【1-1】一圆柱岩样6cm D =，10cm L =，22m K μ=，0.2φ=，油样沿轴向流过岩样，04mPa s μ=?，密度为800kg/m 3，入口端压力为0.3MPa e p =，出口端压力为0.2MPa w p =。 求：(1) 每分钟渗过的液量？ (2) 求雷诺数e R 。 (3) 求粘度162mPa s w μ=?、密度3=1000kg/m ρ的水通过岩样是的雷诺数(其余条件不变)。 【解】(1) 由达西定律知 22126 33(610)210(0.30.2)106084.82cm /min 44100.1 ?πμ---????-?==?=??=??AK p Q qt t L (2) 4284.82/60510m /s 6/4 π-===??q v A e 00.009R === (3) 356e 3/2101000 1.210 6.8100.2162 R ---???==?? 【1-2】设液体通过直径10cm D =，长30cm L =的砂管，已知0.2φ=，00.65mPa s μ=?，0.7MPa p ?=，0.3wc S =，200.2m μ=K ，求产量Q 、渗流速度v 和真实渗流速度t v 。 【解】由达西定律知 产 量 212663330.10.2100.7105.610m /s 5.6c m /s 40.65100.3?πμ---????==?=?=??AK p Q L 渗流速度 126430.2100.7107.1910m /s 0.65100.3 K p v L ?μ---???===??? 真实渗流速度 43t 7.1910= 3.6010m /s 0.2φ--?==?v v 【1-3】砂层500m L =，宽100m B =，厚4m h =，20.3m μ=K ，孔隙度0.32φ=，0 3.2mPa s μ=?，315m /d Q =，0.17wc S =，求： (1)压差p ?，渗流速度V 和真实渗流速度t V 。 (2)若330m /d Q =，则p ?、v 和t v 又为多少？ (3)两种情况原油经过砂层所需的时间1T 和2T 等于多少？ 西南石油大学教案 课程名称油气层渗流力学 任课教师王怒涛 院(系) 石油工程学院 教研室石油工程教研室 2010年11月18日 课程表 《油气层渗流力学》教学大纲 一、课程基本信息 1、课程英文名称：The oil and Gas Flow through Porous Media 2、课程类别：专业课程基础 3、课程学时：总学时46，实验学时2。 4、学分：3 5、先修课程：大学数学、数学物理方程、油气田开发地质、油层物理 6、适用专业：石油工程、资源勘查工程 7、大纲执笔：石油工程教研室（李晓平） 8、大纲审批：石油工程学院学术委员会 9、制定（修订）时间：2005.11 二、课程的目的与任务 《油气层渗流力学》课程是石油工程专业的主干课程，是地质勘探专业的专业基础课。学习该课程的目的，是要把它作为认识油气藏、改造油气藏的工具，作为油气田开发设计、动态分析、油气井开采、增产工艺、反求地层参数、提高采收率等的理论基础。因此，它是石油工程专业的主干专业基础课程之一，是学好石油工程其它专业课如《油藏工程》、《油藏数值模拟》、《采油工程》、《试井分析》的关键课程之一，该门课的目的是让学生了解油气在储层中的渗流基本规律以及研究油气在储层中渗流的基本 方法。其任务是，掌握油气渗流的基本概念，认识油气储层的渗流规律，学会研究油气在储层中渗流的方法，为学好其它专业课程打好理论基础。 三、课程的基本要求 该课程在学习之前，要先学习有关石油地质、油层物理以及工程数学和微分方程等方面的知识理论。学习该课程后，要求掌握油气层渗流的基本概念、基本规律和基本方法与技巧，学会研究油气在储层中渗流的方法。重点是单相流体的流动，掌握单相稳定渗流时，各种情况下的水动力学场，井间干扰及叠加原理，单相不稳定渗流的压力传播规律、动态特征等，掌握气体渗流理论的特点及研究方法，掌握双重介质渗流的特点及 湖北省高自考考试大纲 课程名称：现代试井分析课程代码：06345（理论） 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 《现代试井分析》是从理论性和系统性较强的基础课向实践性很强的专业课过渡的一门综合性较强的课程，是油气渗流理论在油气田开发中的实际应用。它以基础地质知识和渗流力学理论为基础，以各种测试仪表为手段，通过对油井、气井或水井测试资料的分析解释，计算油（气）层及测试井的特性参数（渗透率、储量、压力等），结合其他资料来判断油（气）藏类型、测试井型和井底完善程度、测试井附近的边界情况、井间连通情况等，试井解释成果主要用于油藏评价与描述和油藏的生产管理。 二、课程目标与基本要求 通过本课程的学习使学生初步掌握试井资料解释的原理与方法，使学生获得利用现代试井解释方法对试井资料进行解释的基本技能，培养学生分析和解决问题的能力，在理论结合实践方面得到初步训练，为学生进一步学习专业课和今后从事试井解释、制定油气田开发方案和进行油气藏动态预测工作打下基础。要求学生掌握现代试井解释的基本原理、方法和步骤，不同类型的井和油藏的试井解释模型、所具有的流动阶段及各流动阶段的特征，并熟悉试井解释软件的操作和应用。 三、与本专业其他课程的关系 《现代试井分析》是石油工程专业本科的一门专业限选课。这门课在学完《石油地质》、《油气层渗流力学》、《油藏物理》等先修课程后开设的一门综合应用课程。其解释结果为油田开发方案的制定和动态预测服务，其后续课程为《油藏工程》。 第二部分考核内容与考核目标 第一章现代试井分析基础 一、学习目的与要求 通过本章的学习，使学生能够利用常规试井解释方法解释测试资料，能够识别各种不同流动阶段的曲线特征；要求学生掌握试井解释中一些重要的基本概念、试井解释的理论基础和常规试井解释方法，熟悉现代试井解释方法、压力导数曲线及其应用和测试数据的预处理方法。 二、考核知识点与考核目标 （一）重要的基本概念（重点） 识记：试井、试井解释、产能试井、不稳定试井、无量纲量、井筒储集效应和井筒储集系数、表皮效应和表皮系数、有效井筒半径、流动效率、调查半径、流动阶段理解：试井的目的、试井的组成部分、试井的分类、试井解释模型、各种油藏类型和井条件下的流动阶段（包括井筒储集阶段、线性流动阶段、双线性流动阶段、半球形流动阶段、球形流动阶段、径向流动阶段和不同外边界反映阶段）、各种流动阶段的特征和常规分析方法、各种流动阶段的导数曲线及其特征、常规试井分析方法的特点、现代试井分析方法的过 流体力学课后习题答 案 第一章习题答案 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ） （a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ） （a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ） （a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ） （a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ） （a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。 1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614G mg ==?=（N ） 答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ====（kg/m 3） 渗流力学 1、渗流的特点是什么？答：阻力大，流速慢。 2、什么是多孔介质,有哪些特点？答：由毛细管和微毛细管组成。特点为：储容性、渗透性、比表面性、结构 复杂。 3、写出渗流速度及真实渗流速度的定义，并说明它们之间的关系？ 答：渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量；真实渗流速度：流体通过单位真实渗流面积的体积流量， 关系为V=?·V ? 4、一般的渗流形式有哪些？答：平面单向流、平面径向流、球形径向流。 5、什么是原始地层压力？获得原始地层压力的方法有哪些？ 答：油藏在投入开发以前测得的地层压力称为原始地层压力，获得方法有：打第一批探井时测得的；通过压 力梯度曲线得到。 6、什么是折算压力？其物理意义是？答：油藏中任一点的实测压力均与其埋藏深度有关，为了确切地表示地下 的能量分布情况，必须把地层内各点的压力折算到同一水平面上，这个水平面称为折算平面，经折算后的压力称为折算压力。其物理意义为折算压力在实质上代表了该点流体所具有的总的机械能。 7、在渗流过程中一般受到哪些力的作用？主要作用力是什么？ 答：流体的重力、惯性力、粘滞力、岩石及流体的弹性力、毛细管压力。后三个为主要作用力。 8、油藏驱动类型一般有哪几种？答：弹性驱动、溶解气驱动、气压驱动、重力驱动、重力水驱动。 9、什么是达西定律？为什么说它是线性渗流定律？答：达西定律为q=KA?p/μL 因为流量q 与压差?p 呈线 性关系，故达西定律也是线性渗流定律。 10、达西定律中各物理量的单位是什么？答：K —渗透率—m 2；A —横截面积—m 2；?p —两个渗流截面间的压 差—Pa ；μ—粘度—Pa ·s ；L —两个渗流截面间的距离，m 。 11、在什么情况下会产生非线性渗流？答：高速非线性渗流：一般会出现在气井或裂缝性油井中；低速非线性 渗流：低渗，特低渗油藏或是稠油油藏中。 12解决渗流问题的一般思路是什么？答：第一步，建立比较理想的物理模型；第二步，对物理模型建立相应的 数学模型；第三步，对数学模型求解；第四步，将求得的理论结果应用到实际问题中。 13、渗流基本微分方程由哪几个方程组成？答：连续性方程；运动方程；状态方程；特征方程。。 14、什么是稳定渗流？答：是指运动要素（如速度、压力等）都是常数的渗流。 15、写出稳定渗流的基本微分方程，并说明其属于哪种数理方程？ 答：0z p y p x p 222222=??+??+?? 属于拉普拉斯方程。 16、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。 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。 17、写出平面单向流的流量计算公式。 答：L p -p h q B e μ）（KW = 18、写出平面径向流的流量公式，并说明提高油井产量一般有哪几种途径？ 答：() w e wf e r r ln p -p h 2q μπK = 途径：1酸化压裂，增加渗透率；2增大生产压差；3加入降粘剂，火烧油层；4补孔处理；5加密井。 19、什么是油井的完善性？表示不完善性有几个物理量？ P Pe P B O L P Pe Pwf rw re r 流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答：以当时，第2次B点量测数据（表1.1）为例，此时，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为。 3、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。 答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式，从而求得。 4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。常温（）的水，或，。水与玻璃的浸润角很小，可认为。于是有 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面？哪一部分液体是同 一等压面？ 答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面： （1）重力液体； （2）静止； （3）连通； （4）连通介质为同一均质液体； （5）同一水平面 而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？ 答：关闭各通气阀，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（）与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。 第二章 单相不可压缩液体的稳定渗流 【2-1】在圆形油藏中心有一口完善井，穿透四个K 、h 不同的小层（见表）。各层的孔隙度0.2φ=，2000m e r =，10cm w r =，9MPa e p =，8MPa w p =，03mPa s μ=?， 求：(1) 油井总产量Q 。 (2) 平均地层渗透率p K 。 (3) 绘制地层压力分布曲线，求从供给边线到井距10m 处和1000m 处的压力损失。 (4) 求液体从供给边线处运动到井底所需的时间。 表2.1 不同厚度的渗透率 厚度 m 渗透率 2m μ 1h 3.0 1K 0.1 2h 6.0 2K 0.4 3h 8.0 3K 0.6 4h 10.0 4K 1.0 【解】(1) 记四个小层的产量分别为1Q ，2Q ，3Q ，4Q ，则总产量为 4 12341 2()ln e w i i e w p p Q Q Q Q Q K h r r πμ-=+++=∑ 612332(98)10(30.160.480.610 1.0)10319.6m /d 2000 310ln 0.1 π---?=?+?+?+??=?? (2) 令 Q Q =虚拟实际 则有 112233442()2() ()ln ln p e w e w e e w w K h p p p p K h K h K h K h r r r r ππμμ--=+++ ∴ 112233441 ()p K K h K h K h K h h = +++ 230.160.480.610 1.00.6536810 μ?+?+?+?==+++m (3) 由达西公式有 ()1 2w w r p r r p Q dr dp Kh r μπ?=?? 图2.6 压力分布曲线 e p 中国石油大学（北京）远程教育学院 期末考试 《石油工程概论》 学习中心：_______ 姓名：________ 学号：_______ 一、综述题（共8小题，每小题15分，任选4小题，共60分）（综述题请根据知识点提示结合课件组织答案，每道题目不少于400字。照抄知识点提示不得分。） 选做题号： 1. 阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。 答：井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。包括井中套管的层数及各种套管的直径、下入深度和管外的水泥返深，以及相应各井段钻进所用钻头直径。 ⑴井身结构的组成及作用：井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。①.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。②.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。 ③.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 ④.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。⑤.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。 2.简述绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率的定义，影响绝对渗透率的影响因素？ 绝对渗透率:岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。 有效渗透率:多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的渗透率叫该项流体的有效渗透率，又叫相渗透率。 相对渗透率:多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体在该饱和度下的渗透系数与该介质的饱和渗透系数的比值叫相对渗透率，是无量纲量。 影响绝对渗透率的因素有：①岩石的颗粒大小；②孔隙截面形状和孔隙连通性的好坏：③胶结物的含量；④岩石中的裂缝。 3.阐述油藏的驱动能量及油藏驱动类型，并针对国内一油藏进行举例分析。 答：一般油藏驱动类型可以分为五类：1）弹性驱动：依靠油层岩石和流体的弹性膨胀能进行原油驱动的方式。2）溶解气驱：油层压力低于饱和压力时，溶解状态的气体分离出的气泡膨胀而将石油推向井底的驱动方式。3）水压驱动：当油藏有边水、底水时就会形成水压驱动，可以分为刚性水驱和弹性水驱。4）气 渗流力学课后答案 第一章 1．有四口油井测压资料间表1。 表 题1的压力梯度数据 已知原油的相对密度0.8，原始油水界面的海拔为－950m ，试分析在哪个井附近形成低压区。 解： 将4口井的压力折算成折算压力进行比较 111m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－940)=9.08MPa 222m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－870)=9.48MPa 333m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－850)=9.58MPa 444m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－880)=9.45MPa 由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。 2．某油田有一口位于含油区的探井，实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa ，油层中部海拔为－1000m 。位于含水区有一口探井，实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa ，地层中部海拔－1300m 。已知原油的相对密度为0.85，地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。 解：由于未开采之前，油层中的油没有流动，所以两口探井的折算压力应相等，设h 为油水界面的海拔高度，则： ()10008.91085.010822.8361111-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ ()13008.91011047.11362222-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ 由21zm zm p p =可得：=h -1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m 3．某油田在开发初期钻了五口探井，实测油层中部原始地层压力资料见表2。 后来又钻了一口井，已知其油层中部海拔为－980m ，试根据已有资料推算此井油层中部原始地层压力。 解： 由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线，从图上查得当海拔为-980m 时，此井的油层中部原始地层压力为8.6m 。 -1120 -1100-1080-1060-1040-1020-1000-980-960-940-920-900-880-860-840-820-800△p (MPa ) h(m) 7．某实验室做测定岩芯渗透率实验。已知圆柱形岩芯半径为1cm ，长度为 第一章习题答案 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ） （a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ） （a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ） （a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ） （a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ） （a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。 1.9 水的密度为10003 kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==?=（kg ） 29.80719.614G mg ==?=（N ） 答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。 1.10 体积为0.53 m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807 899.3580.5 m G g V V ρ= ===（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?，其密度为8503 /kg m ，试求其运动黏度。渗流力学课后习题答案 第一章
《油气层渗流力学》教案(王怒涛)
课程性质与特点-湖北教育考试院
流体力学 课后习题答案教学资料
渗流力学
流体力学 课后答案
渗流力学课后习题答案-第二章
石油工程概论 考试题及答案.doc
渗流力学课后答案复习过程
流体力学-课后习题答案