渗流力学
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
答：完善井，即油层全部钻穿，且裸眼完井。物理量：油层厚度h 、油层打开部分的厚度b 、射孔数、射孔
子弹的直径、射入深度、折算半径、表皮因子。
20、什么是稳定试井？用途是什么？
答：稳定试井是通过人为的改变井的工作制度，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
有关资料，以确定井的产生能力和合理的工作制度，以及推算地层的有关参数等。用途：确定油井合理的工作制度；确定油井的生产能力；判断增产措施的效果；推算地层的有关参数。
21、什么是采油指数？物理意义？
答：采油指数等于消耗单位压差采出的流量，物理意义是表示油井生产能力的一个重要参数。
22、什么叫多井干扰？
答：在油层中当许多油井同时工作时，其中任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，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。
23、在多井干扰情况下确定地层中压力重新分布的原则是什么？
答：实质是地层中能量重新平衡，能量大小由压力表示，最终表现为地层中压力重新分布，按压降叠加的
原则。
24、写出势的叠加原则的数学表达式。 答：C +±=Φ∑=i n 1i hi lnr 2
q π 25、等产量的一源一汇和等产量的两汇各自存在的特殊现象是什么？
答：一源一汇的特殊现象是舌进现象，是因为注采井间流体流动的最快。两汇的特殊现象是死油区，由于流
场的对称性，可知在坐标原点的流速为零，此点称为平衡点，在平衡点附近将形成死油区。
26、什么是镜像反映法？遵循的原则是什么？
答：镜像反映法分为汇源反映法和汇点反映法。汇源反映法是在研究直线供给边界附近一口井的问题时，
可以想象它是一源一汇中的点汇部分，这样就可把直线供给边界附近一口生产井的问题归结为无限大地层中存在等产量的一源一汇的情况，这种方法称为汇源反映法；汇点反映法是在讨论半无限大地层内距直线断层处有一口生产井，断层相当于一条分流线，断层左侧的流体被阻挡而不能流入井中，可见直线断层附近一口井的流场相当于无限大地层中等产量的两汇的流场的一半，于是把断层附近的一口井看作为无限大地层中存在两汇的问题来解决。 遵循的原则：反映法原则，不渗透边界是“同号”等产量反映两汇（两源），反映后不渗透边界保持为分流线；供给边界是“异号”等产量反映（汇源）。
27、什么是水电相似原理？答：液流与电流的相似性即所谓的水电相似原则。
28、什么是等值渗流阻力法？答：根据水电相似原则，用电路图描述渗流过程，然后按照电路有关的定律来求
解。
29、分别写出等值渗流阻力法中内阻和外阻的物理含义及表达式。
答：直线井排流体渗流中：外阻是平面单向流阻力；内阻是平面径向流的阻力。在圆形井排中：外阻是从
圆形供给边界到生产井排附近的平面径向流；内阻是由生产井排附近到生产井井底克服的径向流阻力。
30、什么是不稳定渗流？在什么情况下发生？答：运动要素与运动时间有关的为不稳定渗流，发生条件：（1）封闭边界（2）多井干扰。
31、在不稳定渗流条件下，压力波是如何传播的？答：压力在传播到边界之前，地层压力随开发时间的增长逐
渐下降，这一阶段为不稳定渗流；压力传播到边界之后，流体主要为拟稳定渗流或稳定渗流，稳定渗流发生在定压边界油藏，拟稳定渗流发生在封闭边界油藏，对于封闭边界油藏驱动方式由初期的弹性驱动转化为后期的溶解气驱动。
32、不稳定渗流的渗流基本微分方程是什么？属于哪一类数理方程？
答：t p z p y p x p 222222t
??=???? ????+??+??C K φμ
，属于热传导型方程、扩散方程。 33、什么是导压系数？其物理意义是？答：导压系数即t C K φμη=，其物理意义为单位时间内压力传播的面积。 34、什么是压缩系数和综合压缩系数？物理意义？答：液体的压缩系数：单位压差下，单位液体体积的变化率，
物理意义是衡量液体的可压缩性；岩石的压缩系数：单位压差下，单位岩石体积的变化率，物理意义是衡量岩石的可压缩性；综合的压缩系数：单位压差下，单位液体和岩石体积的变化率，C t =C l +C f 。物理意义是衡量综合的可压缩性。 35、写出无界地层中定产条件下的井底压力计算公式。
答：()2w
wf i r t 25.2ln h 4q t p p ηπμK =-
36、什么是不稳定试井？
答：不稳定试井是利用油井以某一产量进行生产时（或在以某一产量生产一段时间后关井时）所实测的井底压力随时间变化的资料，用以反求各种底层参数。
37、常规不稳定试井分析包括哪几种方法？
答：（1）压力恢复试井法（2）压力降落试井法。
38、实测压力恢复曲线与理论曲线产生偏差的原因是什么？
答：原因：（1）续流和表皮系数的影响（2）外边界影响
39、常规不稳定试井可进行哪些探边测试？
答：（1）确定断层（2）确定油气和油水边界
40、什么是活塞式驱动和非活塞式驱动？答：活塞式驱动：油水接触面将垂直于流线均匀地向并排移动，含水
区和含油区是截然分开的；非活塞式驱动：由于油水粘度差、毛细管现象、油水重率差以及底层本身非均质性等因素的影响，水渗入到油区后，不可能把全部的石油都置换出去，而会出现一个油水同时混合流动的两相渗透区，这种驱动方式称为非活塞式的水驱油。
41、影响水驱油非活塞性因素：（1）毛细管压力的影响（2）重率差的影响（3）粘度差的影响
42、常用哪些定量表达式来描述高速非线性渗流？
答：（1）指数式：q=C(△p)n C—取决于岩石和流体性质的常数n—渗流指数，一般1/2 (2)二项式：△p=Aq+Bq2 A、B—取决于岩石及流体性质的常数 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、不完善井折算半径 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。 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”： 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120°等等类型，复习的时候应该要注意。 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、油井定产；定压外边界、油井定压） 26、什么是汇源反映法？汇点反映？ 27、可压缩流体在弹性介质中油水两相的连续性方程的一般形式。 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μ，孔隙度φ，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。 （本题共10分） w o w c t o o w K K gSin x P V K f ?+?-??? += 01)(11μμαρμ 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。 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φ，流体粘度为μ，生产井井底半径为rw ，综合弹性压缩系数为C t ，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，生产井定压还是定产) 断 层 题三图 e P 一、雷诺实验 雷诺揭示了重要的流体流动机理,即根据流速的大小,流体有两中不同的形 态.当流体流速较小时,流体质点只沿流动方向作一维的运动,与其周围的流体 间无宏观的混合即分层流动这种流动形态称层流或滞流.流体流速增大大某个值 后,流体质点除流动方向上的流动外,还向其它方向作随机的运动,即存在流体 质点的不规则的脉动,这种流体形态称湍流. 雷诺将一些影响流体流动形态的因素用 Re 表示. Vc=Rec*μ/ρd Rec=Vcρd/μ=Vcd/v 二、尼古拉兹实验（内容意义） 什么是尼古拉兹实验: 尼古拉兹通过人工粗糙管流实验，确定出沿程阻力系数与雷诺数、相对粗糙度之间的关系，实验曲线被划分为5个区域，即1．层流区 2．临界过渡区3．紊流光滑区4．紊流过渡区5．紊流粗糙区（阻力平方区）。 意义：尼古拉兹实验比较完整地反映了沿程阻力系数λ的变化规律，揭露了影响λ变化的主要因素，它对λ和断面流速分布的测定，推导湍流的半经验公式提供了可靠的依据。 三、静止流体中应力特性描述说明 应力的方向沿作用面的内法线方向 2.静压强的大小与作用面方位无关 四、元流伯努利方程的物理意义和几何意义， 1.物理意义：式Z+Ρ/ρg+U2/2g=C中的前 两项z p的物理意义说明分别是单位 重量流体，具有的位能和压能，z+Ρ/ ρg，是单位重量流体具有的总势能， u2/2g这是单位重量流体具有的动能。3 项之和z+Ρ/ρg+U2/2g，是单位重量流 体具有的机械能，式Z+Ρ/ρg+U2/2g=C，则表示无黏性流体的恒定流动，沿同一 元，流单位重量流体的机械能守恒，伯 努利方程又称为能量方程。 2.几何意义，式Z+Ρ/ρg+U2/2g=C各项的 几何意义是不同的几何高度，z是位置 高度又称高度水头或位置水头，Ρ/ρg 是测压管高度又称压强水头，两项之和 Hp=Z+Ρ/ρg是测压管水头，U2/2g是流 速高度又称速度水头，速度水头也能够 直接测量，3项之和H=Z+Ρ/ρg+U2/2g， 称为总水头，式Z+Ρ/ρg+U2/2g=C则表 示无黏性流体的恒定流动，沿同一元流 各断面的总水头相等，总水头线是水平 线。五、总流伯努利方程的物理和几何意 义，同元流伯努利方程类似不需详述， 需注意的是方程的平均意义。 z—总流过流断面上某点，（所取计算点），单位重量流体的位能，位置高度或高度 水头 Ρ/ρg--总流过流断面上某点（所取计 算点）单位重量流体的压能，测压管高 度或压强水头。 αv2/2g—总流过流断面上单位重量流 体的平均动能，平均流速高度或速度水 头。 Hw--总流两断面间单位重量流体平均的 机械能损失。 因为索取过流断面是渐变流断面，面上 各点的势能相等，即Z+Ρ/ρg是过流断 面上单位重量流体的平均势能。而αv2 /2g是过流断面上单位重量流体的平均 动能故3项之和Z+Ρ/ρg+αv2/2g是过 流断面上单位重量流体的平均机械能， 是4-19是能量守恒原理的总流表达式 六、雷诺数的物理意义：关于雷诺数的 物理意义如第五章，5.3所述，是以宏 观特征量表征的、质点所受惯性力与黏 性力之比。当Re 油气渗流力学复习资料（成教高起专） 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. 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。 渗流——流体通过多孔介质的流动。 3. 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。 4. 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。 5. 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。 6.“点源”：向四周发散流线的点。“点汇”：汇集流线的点。 7. 汇源反映法：对于直线供给边缘以镜像等产量“异号像井”的作用来代替直线供给边缘的作用的解题方法。 8. 汇点反映法：以等产量，对称“同号镜像井”的作用代替封闭断层作用的解题方法。 9. 拟稳定流：油井以定产量生产，当压力波传播到封闭边缘以后，供给边缘压力下降速度与井底及地层内各点的压力下降速度相等，且为一常数的一种流动状态。 10. 活塞式水驱油：就是假定水驱油过程中存在一个明显的油水分界面，前油后水，中间不存在油水过渡（或混相）区油水分界面像活塞端面一样向前移动。 11. 非活塞式水驱油：实际水驱油过程，不存在明显的油水分界面，而是一个“两相区”；同时水区有残余油，油区有束缚水。 12. 溶解气驱：当井底压力或平均地层压力低于饱和压力时，油流入井主要是依靠地下油分离出的天然气的弹性作用的一种开采方式。 13. 原始溶解油气比（Rsi）：单位体积（重量）的地面标准状态下的原油在原始地层压力下，所溶解的天然气在标准状态下的体积。 14. 生产油气比（R）：油井生产时，在地面标准状态下，每采出1吨（m3）原油时，伴随采出的天然气量。 15.采油指数：单位压差下的产油量。 16.舌进现象：当液体质点从注水井沿x方向（主流线）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。 17. 稳定渗流：运动要素（如速度、压力等）都是常数的渗流。 18. 渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。 19. 多井干扰：多井同时工作时，地层内各点的压降等于各井单独工作时的压力降的代数和。 20. 稳定试井：通过人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的方法。 21. 折算压力：假想油藏为静止状态，油藏内任意一点的实测压力与该点相对于选定海拔平面的液柱压力之和。 22. 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。 《渗流力学》课程教学大纲 课程编号：02041002 课程名称：渗流力学 英文名称：Fluid Flow Through Porous Media 课程类型：必修课 课程性质：专业基础课 总学时：56 讲课学时：48 实验学时：8 学分： 4 适用对象：石油工程专业、海洋油气工程、资源勘查工程 先修课程：油层物理 一、编写说明 （一）制定大纲的依据 根据《渗流力学》专业本科生培养计划要求制定本教学大纲。 （二）课程简介 “渗流力学”是流体力学的一个分支，是研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。本课程讲述的内容是“渗流力学”中的一个分支——地下渗流部分。专门研究地下油气水及其混合物在地层中的流动规律。 （三）课程的地位和作用 本课程是油气田开发与开采的理论基础，是石油工程专业和海洋油气工程专业的主干课程，同时也是资源勘查工程专业的选修课。明确渗流理论是油气田开发，提高油田采收率等理论的基础，为学好专业课和解决有关地下油、气、水的渗流问题打好基础。 （四）课程性质、目的和任务 本课程是石油工程专业和海洋油气工程专业本科学生的一门专业基础课，目的是通过各个教学环节使学生掌握油、气、水在地下流动规律，以及研究流体渗流规律的基本方法。 本课程的任务是使学生能掌握渗流力学基础概念、基本理论及解决渗流问题的基本技能。 （1）使学生掌握油、气、水渗流的基本规律及建立方程的基本方法； （2）培养学生用所学的渗流力学理论分析和解决渗流问题能力； （3）通过实验课培养学生严谨作风及动手能力。 （五）与其他课程的联系 由于渗流力学是一门专业基础课，所以是其他专业课的基础，为学好其他专业课打下牢固的基础。 （六）对先修课的要求 1.渗流力学是研究流体在多孔介质中的运动形态和运动规律的科学。 2.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。 3.渗流—流体通过多孔介质的流动。 5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。 6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。 7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。 8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：1. 重力；2. 惯性力3. 粘滞力4 . 弹性力5. 毛管力 9流体压力的表示式：PZ =10-3ρg z ≈0.01 γz 10当渗流由一种流体驱替另一种流体时，在两相界面上会产生压力跳跃，它的大小取决于分界面的弯曲率（曲度），这个压力的跳跃就称为毛管压力，用PC 表示。r P C θ σcos 2= 11折算压力：假想油藏为静止状态，油藏内任意一点的实测压力与该点相对于选定海拔平面的液柱压力之和。P=P0+0.01·γ·Z 12油藏的（天然）能量主要有：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：1.重力水压驱动；2.弹性驱动；3.气压驱动；4.溶解气驱；5.重力驱动。 13达西定律变形阻力动力 .........A L K P Q ??= μ 14渗流为非线性渗流时渗流速度的表示式： 1指数式：n ）dL dP C （v -=C —与岩石性质有关的系数。n —渗流指数，=1—0.5，n=1, 与满足线性渗流定律。 2二项式：2Bv Av dL dP +=- A 、 B 为与岩石及流体性质有关的系数 15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。 单相渗流的连续性方程： t z v y v x v z y x ??- =??+??+??) ()()()(ρφρρρ（三维） 1、流体运动粘度的国际单位为m^2/s 。 2、流体流动中的机械能损失分为沿程损失和局部损失两大类。 3、当压力体与液体在曲面的同侧时，为实压力体。 4、静水压力的压力中心总是在受压平面形心的下方。 5、圆管层流流动中，其断面上切应力分布与管子半径 的关系为线性关系。 6、当流动处于紊流光滑区时，其沿程水头损失与断面 平均流速的1.75 次方成正比。 7、当流动处于湍流粗糙区时，其沿程水头损失 与断面平均流速的2 次方成正比。 8、圆管层流流动中，其断面平均流速与最大流速的比值为1/2 。 9、水击压强与管道内流动速度成正比关系。 10、减轻有压管路中水击危害的措施一般有：延长阀门关闭时间, 采用过载保护，可能时减低馆内流速。 11、圆管层流流动中，其断面上流速分布与管子半径的关系为二次抛物线。 12、采用欧拉法描述流体流动时，流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成。 13流体微团的运动可以分解为： 平移运动、线变形运动、角变形运动、旋转运动。 14、教材中介绍的基本平面势流分别为：点源、点汇、点涡、均匀直线流。 15、螺旋流是由点涡和点汇两种基本势流 所组成。 16、绕圆柱体无环量流动是由偶极流和 平面均匀流两种势流所组成。 17、流动阻力分为压差阻力和摩擦阻力。 18、层流底层的厚度与雷诺数成反比。 19、水击波分为直接水击波和间接水击波。 20、描述流体运动的两种方法为 欧拉法和拉格朗日法。 21、尼古拉兹试验曲线在对数坐标中的图像分为5个区域，它们依次为： 层流层、层流到紊流过渡区、紊流区、 紊流水力粗糙管过渡区、紊流水力粗糙管平方阻力区。 22、绕流物体的阻力由和两 部分组成。 二、名词解释 1、流体：在任何微小剪力的持续作用下能够连续不断变形的物质 2、牛顿流体：把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 3、等压面：在流体中，压强相等的各点所组成的面称为等压面。 4、流线：流线是某一瞬时在流场中所作的一条曲线，在这条曲线上的各流体的速度方向都与该曲线相切。 5、流管：过流管横截面上各点作流线，则得到充满流管的医术流线簇 6、迹线：流场中某一质点的运动轨迹。 浅谈非牛顿流体的渗流理论 一．基本概念 服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿流体，所有气体和大多数液体都属于这一类。水，酒精等大多数纯液体，轻质油，低分子化合物溶液以及低速流动的气体均是牛顿流体。高分子聚合物的浓溶液和悬浮液一般是非牛顿流体。从流体力学的角度，凡是服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，否则称为非牛顿流体。所谓服从牛顿内摩擦定律是指在温度不变的情况下，随着流体梯度的变化， 值始终保持是常数。 度量液体粘滞性大小的物理量，简称为粘度。物理意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。早在人类出现之前，非牛顿流体就已存在，因为绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体，而且非牛顿流体在化工方面宜属常见。 牛顿粘性定律的表达式为： （1-1） 其中为牛顿粘度 为在剪切平面平行于流动平面的剪切应力，垂直于剪切平面的剪切速率。 二．非牛顿流体的分类 下面是牛顿流体与非牛顿流体的流变图。 图牛顿流体与非牛顿流体的流变图 根据流体的流变方程式，将非牛顿流体分类为： 1.与时间无关的流体 在流变图上来看对的曲线或是通过原点的曲线，或是不通过原点的直线，如图中b，c，d图线所示。对于b，c这样的曲线来讲，斜率是变化的。因此，对与时间无关的粘性流体来讲，粘度一词便失去了意义。但是这些特定的曲线在任一特定点上都有一定的斜率，故与时间无关的粘性流体来讲，指在特定的剪切速率下，有一个表观粘度值。即表观粘度是剪切速率的函数，不依赖时间的非牛顿液的流变特性只依赖于剪切应力的大小而不依赖于剪切应力的持续时间。这样的流体可分为： （1）假塑性流体 这种流体的表观粘度随剪切速率的增大而减小，其中的曲线关系为一下降的曲线，该曲线可用指数方程式表示： （1-2）大多数与时间无关的粘性流体都属于此类型，其中包括聚合物溶液，油脂，淀粉悬浮液，油漆等。 （2）涨塑性流体 这种流体与假塑性流体相反，这种流体的表观粘度随剪切速率的增加而增大，其关系曲线为一上升的曲线。如曲线c所示。涨塑性流体比假塑性流体少的多，如玉米粉，糖溶液，湿沙和某些高浓度的粉末悬浮液等均属此类流体。 （3）宾汉流体 这种流体的曲线关系如d所示，它的斜率固定，但不通过原点.该线的截距为屈服应力。这种流体的特性是当剪切力超过屈服应力之后才开始流动，开始流动之后其性能象牛顿流体一样。属于此类的流体有纸浆，牙膏，肥皂等。塑性流体的流变特性为： （4）幂律流体 如图中a，b，c这样的流体。为了模拟和计算的目的，大部分描述剪切稀释或剪切增稠特性的幂律流变模型都是用Ostwald-dewaele幂律模型，这两个参数对于拟合流变数据是有用的，因为大量的剪切增稠和 《渗流力学》综合复习资料 一、填空题 1.圆形封闭地层中心一口井生产时的拟稳态是指。 2.油藏的驱动方式包括几种方式。 3.在油气层中相互连通的油气水构成一个。 4.综合压缩系数的物理意义是。 5.流体在地下渗流过程中，受到这几种力的作用和影响。 6.渗流数学模型必须包括的内容有。 7.影响水驱油非活塞性的主要因素是。 8.达西定律是渗流的基本定律，它表明和成正比关系，与成反比关系。 9.地层导压系数的表达式为：，其物理意义为：。 10.折算半径是指：。 11.把油气层中流动的液体、气体以及它们的混合物统称为，把构成油气层的固体结构称为。 12.流体在油气层中的流动称为。 13.完整的渗流数学模型包括两部分。 14.分流量方程的推导是在忽略了力的情况下得到的一个简化式。 15.油气两相渗流的产量与成正比关系。 二、简述题 1.油井的不完善类型有哪几种？并说明它们对产量的影响。 2.简述油井不稳定试井的基本原理及能解决的问题。 3.绘图说明非活塞式水驱油时含水饱和度变化规律。 4.镜像反映法的作用是什么？在复杂边界油藏中应用的基本原则是什么？ 5.试绘制Horner曲线，并说明利用它来求原始地层压力的方法。 6．简述油井的不完善类型及其引起产量变化的原因，并说明描述不完善性的方法。 7．写出非活塞式水驱油见水前的两相区平均含水饱和度公式，并图示其确定方法。 8．画出平面径向渗流的渗流场图，并说明其特点。 9．油井的不完善类型有哪几种？通常描述不完善性的方法有哪几种？ 10．叠加原理是解决多井问题的基本原理，说明其实质及在具体应用时应注意什么条件？11．如何确定一维水驱油在油井见水前两相区平均含水饱和度及前缘含水饱和度？ 三、计算题 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 第一章 1、流体的定义： 流体是一种受任何微小剪切力作用都能连续变形的物质，只要这种力继续作用，流体就将继续变形，直到外力停止作用为止。 2、流体的连续介质假设 流体是由无数连续分布的流体质点组成的连续介质。 表征流体特性的物理量可由流体质点的物理量代表，且在空间连续分布。 3、不可压缩流体—流体的膨胀系数和压缩系数全为零的流体 4、流体的粘性 是指当流体质点/ 微团间发生相对滑移时产生切向应力的性质，是流体在运动状态下具有抵抗剪切变形的能力。 5、牛顿内摩擦定律 作用在流层上的切向应力与速度梯度成正比，其比例系数为流体的动力粘度。即 μ—动力粘性系数、动力粘度、粘度, Array Pa?s或kg/(m?s)或(N?s)/m2。 6、粘性的影响因素 （1）、流体的种类 （2）、流体所处的状态（温度、压强） 压强通常对流体粘度影响很小：只有在高压下，气体和液体的粘度随压强升高而增大。 温度对流体粘度影响很大：对液体，粘度随温度上升而减小； 对气体，粘度随温度上升而增大。 粘性产生的原因 液体：分子内聚力T增大，μ降低 气体：流层间的动量交换T增大，μ增大 1、欧拉法 速度： 加速度： 2、流场 —— 充满运动流体的空间称为流场 流线—— 流线是同一时刻流场中连续各点的速度方向线。 流线方程 流管—— 由流线所组成的管状曲面称为流管。 流束—— 流管内所充满的流体称为流束。 流量—— 单位时间内通过有效断面的流体量 以体积表示称为体积流量 Q （m 3/s ） 以质量表示称为质量流量 Q m （kg/s ） 3、当量直径De 4、亥姆霍兹(Helmholtz)速度分解定理 旋转 线变形 角变形 w dt dz v dt dy u dt dx == =dt dz z u dt dy y u dt dx x u t u Dt Du a x ??+ ??+??+??== )()(0y z z y x u u z y zx xy xx δωδωδεδεδε-++++=) ()(0z x x z y v v x z xy yz yy δωδωδεδεδε-++++=)()(0x y y x z w w y x yz xz zz δωδωδεδεδε-++++= 《高等流体力学》复习题 一、 基本概念 1． 什么就是理想流体？正压流体,不可压缩流体？ [答]:教材P57 当流体物质的粘度较小,同时其内部运动的相对速度也不大,所产生的粘性应力比起其它类型的力来说可以忽略不计时,可把流体近似地瞧为就是无粘性的,这样无粘性的流体称为理想流体。 内部任一点的压力只就是密度的函数的流体,称为正压流体。 流体的体积或密度的相对变化量很小时,一般可以瞧成就是不可压缩的,这种流体就被称为不可压缩流体。 2． 什么就是定常场;均匀场;并用数学形式表达。 [答]:如果一个场不随时间的变化而变化,则这个场就被称为定常场。其数学表达式为:)(r ??= 如果一个场不随空间的变化而变化,即场中不显含空间坐标变量r ,则这个场就被称为均匀场。其数学表达式为:)(t ??= 3． 理想流体运动时有无切应力？粘性流体静止时有无切应力？静止时无切应力就是否无粘性？为什 么？ [答]:理想流体运动时无切应力。 粘性流体静止时无切应力。但就是,静止时无切应力,而有粘性。因为,粘性就是流体的固有特性。 4． 流体有势运动指的就是什么？什么就是速度势函数？无旋运动与有势运动有何关系？ [答]:教材P119-123 如果流体运动就是无旋的,则称此流体运动为有势运动。 对于无旋流动来说,其速度场V 总可以由某个速度标量函数(场)),(t r φ的速度梯度来表示,即φ?=V ,则这个标量函数(场)),(t r φ称为速度场V 的速度势函数。 无旋运动与有势运动的关系: 势流运动与无旋运动就是等价的,即有势运动就是无旋的,无旋运动的速度场等同于某个势函数的梯度场。 5． 什么就是流函数？存在流函数的流体具有什么特性？(什么样的流体具有流函数？) [答]: 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 《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。 1.渗流:流体通过多孔介质的流动 2.多孔介质:由毛细管或微毛细管组成的介质. 3.折算压力Pz:将油藏内各点的压力按静水力学内部压力分布规律折算到同一水平面上的压力,该压力即为折算压力. 4.驱动方式:在油藏开采过程中主要依靠哪种能量来驱动,就称为何种驱动方式. 5.渗流速度:流体通过单位面积的体积流量 6.线性渗流:流速与压力差(或压力梯度)呈线性关系的渗流. 7.非线性渗流:渗流速度 v 与压力梯度不成线性关系的渗流.分高速和低速两种。 8.透明度：在数值上与孔隙度 相等 9.综合压缩系数：地层压力每产生单位压降时，单位岩石视体积中孔隙及液体的总体积变化量。 记为：Ct 10.导压系数：单位时间内压力传播的地层面积，表明地层压力波 传导的速度。单位为cm 2/s 或m 2/s 。 11.渗流场图：由一组等压线和一组流线按一定规则构成的图形。 等压线：渗流场中压力相同点的连线。 等压面：渗流场中压力相同的空间点组成的面。 (规则：各相邻两条等压线间的压差值相等；各相邻两条流线 间通过的流量相等。) 12.流度系数： 13.泄油面积：油井周围参与渗流的面积。精确一点，指单井周围所波及的可动用油的面积范围，储层的性质,质量不同,则波及的范围不同, 因此布井开采的井距和开采方法也有所不同, 具体情况具体确定标准。（网上查的） 14．折算半径 r rw ：把实际不完善井用一产量与之相等，但半径改变的假想完善井来代替，这一假想完善井的半径称为实际不完善井的折算半径。 表皮因子与折算半径的关系： 15. 水动力学完善井：井钻穿全部油层厚度，而且井壁是裸露的，即整个井壁都有流体通过，流线在井壁附近仍符合平面径向流，这种井就称为水动力学完善井。 16．水动力学不完善井：凡是井底结构和完善井的井底结构不同,或井底附近油层性质发生变化的井，称为水动力学不完善井。 17. 表皮系数（表皮因子）S ：用无量纲的附加压力降来表征一口井表皮效应的性质和严重程度的物理量，称为表皮因子。 18. 稳定试井：就是通过人为地改变井的工作制度，在稳定情况下测出相应稳定产量和压力值，然后利用稳定渗流理论对其进行解释（绘出指示曲线 ），从而了解油井的生产能力和求地层参数的矿场试验。又称“系统试井”。 19. 指示曲线：油井的产量 与相应的生产压差 之间的关系曲线就称为指示 曲线。 20. 井间干扰现象:同一油层中当多井同时生产时,其中任一口井工作制度的改变(如新井投产,事故停井以及改变工作制度等)所引起的其它井井底压力及产量的变化现象. 21.势的叠加原理：势的叠加原理:多井同时生产时地层中任一点的势等于每一口井单独生产时在该点所引起势的代数和。 22.压降迭加原理:多井同时生产时,地层中任一点的压降等于各井单独生产时在该点形成的压力降的代数和.(规定:生产井形成的压降值为正,注水井形成的压降为负.) 23.舌进现象：油水前缘沿高渗透层突进的现象，在成层非均质油层中可以见到明显的舌进。x o y L 等压线流线 S w rw e r r -?=P q ?~)(wf e P P -q φ 《渗流力学》考试试卷（A卷）（120分钟） 大题一二三四五六七总分 得分 一、简要介绍渗流力学的研究内容及研究意义（10分） 答：流体通过多孔介质的流动称为渗流。渗流力学是研究流体在多孔介质内的运动（即渗流）规律及其应用的科学。它是流体力学的一个分支，又是流体力学和多孔介质理论、表面理论、物理化学等多学科交叉的一门边缘学科。 渗流力学的应用范围越来越广泛，日益成为多个工程技术学科的理论基础：（1） 油气渗流力学是油气田开发的重要理论基础。 （2） 地下水开发以及地下水环保领域的理论基础 （3） 是工程渗流（指各种人造多孔材料和工程装置中的流体渗流）的理论基础。 （4） 是生物渗流的理论基础。 （5） 等等 二、多孔介质的定义以及多孔介质的性质，如何定量描述多孔介质的性质。（14 分） 答：多孔介质是指由固体骨架和相互连通的孔隙、裂缝或各种类型毛细管所共同租成的材料，作为油气储集层的岩石就是一种多孔介质。 多孔介质最基本的性质是：储集性和渗透性。 储集性通过多孔介质的孔隙度来描述，即多孔介质的孔隙空间体积V p与整体体积V b之比值。 渗透性通过多孔介质的渗透率来描述，即多孔介质允许流体通过的能力。 实际的含油气储层是复杂的，还具有非均质性及各向异性等特征。 三、解释流体压缩系数并推导理想气体等温条件下压缩系数计算公式。（14分） 答：流体都具有一定的压缩性，即随着压力升高，体积有不同程度的减小。 流体的压缩性强弱通过压缩系数大小来衡量。 压缩系数定义为：单位体积流体在单位压力变化情况下流体体积的变化率。 等温条件下，压缩系数表达式为： dP d dP dV V C ρρ11=?= 气体具有明显的压缩性，对理想气体来说，根据波义尔-马略特定律： RT M m PV =， 其中表示气体质量，m M 表示气体分子量，R 为气体普适常数，T 气体温度。 则等温条件下理想气体压缩系数为：P dP dV V C 11=?=。 四、简述达西定律，写出表达式，介绍各项的意义；分析达西定律的适用范围 （16分） 答：达西定律是法国水利工程是Darcy 于1856年通过实验发现的，它是描述多孔介质中渗流的基本运动规律，指流体在多孔介质中的渗流速度与多孔介质中的压力梯度成线性关系。即： dL dP K v μ310??=， v 指渗流速度，单位为米/秒， K 指多孔介质的渗透率，单位为（达西） 2m μμ指流体粘度，单位为s mPa ?(毫帕秒) dL dP 指压力梯度，单位为兆帕/米 达西定律有一定的适用范围， （1） 流体必须是牛顿流体，即粘度不随流速变化而变化；对非牛顿流体， 渗流速度与压力梯度不再符合线性关系。 一、流体力学及其研究对象 流体：液体和气体的总称。 流体力学：是研究流体的科学，即根据理论力学的普遍原理，借助大量的实际资料，运用数学和实验方法来研究流体的平衡和运动规律及其实际应用的一门科学。 流体力学研究的对象：液体和气体 流 二、流体的力学特性 1、流体与固体的区别主要在于受剪应力后的表现有很大的差异。 固体－－能承受剪应力、压应力、张应力，没有流动性。 流体－－只能承受压应力，不能承受拉力和剪力，否则就会变形流动，即流体具有流动性。 2、液体与气体的主要差别在于受压后的表现上的差异。 液体：受压后体积变化很小，常称不可压缩流体；液体的形状随容器的形状而变，但其体积不变。 气体：受压后体积变化很大，常称可压缩流体；气体的形状和体积都随容器而变。 注：气体的体积变化小于原体积的20%时，可近似看作不可压缩流体。 1.1.1流体的密度 1、流体密度的定义及计算 定义：单位体积流体的质量，以ρ表示，单位为kg／m3 （1）均质流体： 标态（2）混合流体： 混合气体： 混合液体： 2、流体的密度与温度、压力的关系 （1）液体：工程上，液体的密度看作与温度、压力无关。 （2）气体：与温度和压力有关。 理想气体： 或 工业窑炉：P=P0 分析：t↑ρ↓；t↓ρ↑ 1.1.2流体的连续性 流体的连续性：流体看成是由大量的一个一个的连续近质点组成的连续的介质，每个质点是一个含有大量分子的集团，质点之间没有空隙。质点尺寸：大于分子平均自由程的100倍。 连续性假设带来的方便： (1）它使我们不考虑复杂的微观分子运动，只考虑在外力作用下的宏观机械运动。 (2)能运用数学分析的连续函数工具。 【例题】已知烟气的体积组成百分组成为：H2O12%，CO218%，N270%，求此烟气标态在及200℃的密度。 流体力学标准化作业（三） ——流体动力学 本次作业知识点总结 1.描述流体运动的两种方法 （1）拉格朗日法；（2）欧拉法。 2.流体流动的加速度、质点导数 流场的速度分布与空间坐标(,,)x y z 和时间t 有关，即 (,,,)u u x y z t = 流体质点的加速度等于速度对时间的变化率，即 Du u u dx u dy u dz a Dt t x dt y dt z dt ????= =+++ ???? 投影式为 x x x x x x y z y y y y y x y z z z z z z x y z u u u u a u u u t x y z u u u u a u u u t x y z u u u u a u u u t x y z ?????=+++?????? ????? =+++???????????=+++?????? 或 ()du u a u u dt t ?==+??? 在欧拉法中质点的加速度du dt 由两部分组成， u t ??为固定空间点，由时间变化 引起的加速度，称为当地加速度或时变加速度，由流场的不恒定性引起。()u u ??为同一时刻，由流场的空间位置变化引起的加速度，称为迁移加速度或位变加速度，由流场的不均匀性引起。 欧拉法描述流体运动，质点的物理量不论矢量还是标量，对时间的变化率称为该物理量的质点导数或随体导数。例如不可压缩流体，密度的随体导数 D D u t t ρρ ρ?=+???（） 3.流体流动的分类 （1）恒定流和非恒定流 （2）一维、二维和三维流动 （3）均匀流和非均匀流 4.流体流动的基本概念 （1）流线和迹线 流线微分方程 x y z dx dy dz u u u == 迹线微分方程 x y z dx dy dz dt u u u === （2）流管、流束与总流 （3）过流断面、流量及断面平均流速 体积流量 3(/)A Q udA m s =? 质量流量 (/)m A Q udA kg s ρ=? 断面平均流速 A udA Q v A A == ? （4）渐变流与急变流 5. 连续性方程 （1）不可压缩流体连续性微分方程 0y x z u u u x y z ???++=??? （2）元流的连续性方程 12 1122 dQ dQ u dA u dA =?? =? （3）总流的连续性方程 1122u dA u dA = 6. 运动微分方程 （1）理想流体的运动微分方程（欧拉运动微分方程） 一、填空题 1、圆形封闭地层中心一口井生产时的拟稳态是指。 2、油藏的驱动方式包括几种方式。 3、在油气层中相互连通的油气水构成一个。 4、综合压缩系数的物理意义是。 5、流体在地下渗流过程中，受到这几种力的作用和影响。 6、渗流数学模型必须包括的内容有。 7、影响水驱油非活塞性的主要因素是。 8、达西定律是渗流的基本定律，它表明和成正比关系，与成反比关系。 9、地层导压系数的表达式为：，其物理意义为：。 10、折算半径是指：。 11、把油气层中流动的液体、气体以及它们的混合物统称为，把构成油气层的固体结构称 为。 12、流体在油气层中的流动称为。 13、流体在地下渗流过程中，受到这几种力的作用和影响。 14、完整的渗流数学模型包括两部分。 15、分流量方程的推导是在忽略了力的情况下得到的一个简化式。 16、油气两相渗流的产量与成正比关系。 17、镜像反映法主要用来研究的影响问题，反映时要求保持不变。 18、渗流速度v是指，流体质点的真实平均速度u是指，两者的关系为。 19、等值渗流阻力法是根据原理建立的，主要解决问题。 20、绘制渗流场图的原则是。 二、简述题 1、油井的不完善类型有哪几种？并说明它们对产量的影响。 2、简述油井不稳定试井的基本原理及能解决的问题。 3、绘图说明非活塞式水驱油时含水饱和度变化规律。 4、镜像反映法的作用是什么？在复杂边界油藏中应用的基本原则是什么？ 5、试绘制Horner曲线，并说明利用它来求原始地层压力的方法。 6、绘图说明非活塞试水驱油时含水饱和度变化规律。 7、叠加原理是解决多井问题的基本原理，说明其实质及在具体应用时应注意什么条件？ 8、如何确定一维水驱油在油井见水前两相区平均含水饱和度及前缘含水饱和度？ 9、简述井间干扰现象及势的叠加原理？ 10、简述油井的不完善类型及其引起产量变化的原因，并说明描述不完善性的方法。 11、简述水压弹性驱动条件下，油井定产量生产时的压力传播规律。《渗流力学》复习题及答案_4431525658164019
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