渗流力学论文
中国地质大学（武汉）资源学院 1 页岩气水平井分段压裂渗流机理研究综述
褚志伟
中国地质大学（武汉）资源学院，湖北武汉 430074
摘要：页岩气是赋存于页岩裂隙、微细孔隙及层面内的天然气。赋存方式主要包括吸附气和游离气，其储层的渗透率极低，渗流机理与常规气藏有着很大的区别，因此页岩气的开发方式与常规气藏有着很大的区别。目前，作为页岩气最为有效的开发方式，水平井技术和大规模分段压裂技术得到了广泛的应用。然而在进行水平井分段压裂后，产生的多级复杂人工裂缝对研究水平井分段压裂情况下页岩气的渗流机理的认识与研究带来看较大的挑战。因此，本文总结了关于页岩气水平井分段压裂渗流机理的研究现状，分析了相关文献采用的研究方法优点和存在的不足，以期对相关的研究提供一定的理论借鉴。
关键词：页岩气；水平井；分段压裂；渗流机理.
Review of seepage flow characteristics of multi-stage
fracturing in horizontal shale gas well
Chu Zhiwei
Nature Resources Faculty of China University of Geosciences ,Wuhan,Hubei 430074
Abstract: Occurrence of Shale gas is in the shale fracture, pore and micro level. Occurrence mode mainly includes the adsorbed gas and free gas, the reservoir permeability is extremely low, the percolation mechanism and conventional gas reservoir has the very big difference, so the shale gas development way and the conventional gas reservoir has the very big difference. At present, as the development of shale gas is the most effective way, horizontal well technology and large-scale staged fracturing technology has been widely used. However in the horizontal well staged fracturing, the multistage complex fractures of the horizontal well staged fracturing cases, shale gas percolation mechanism of knowledge and research challenges look larger.herefore, this article summarizes the research on mechanism of shale gas horizontal well staged fracturing seepage status quo, analysis of the related literature research methods the advantages and the deficiencies, in order to provide certain theoretical reference for related research.
Key words:shale gas; horizontal well; staged fracturing; percolation mechanism.
1引言
页岩气是以吸附、游离或溶解状态赋存于泥页岩中的非常规天然气,与常规天然气藏最显著的区别在于它是一个“自生、自储”系统。其开发寿命长、清洁环保, 但又面临成藏隐蔽、采收率不稳定、开开发技术要求高、成本高的不利因素。研究表明, 我国
主要盆地和地区的页岩气资源量十分丰富,
约为15×1012m3-30×1012m3。页岩气藏一般天然裂缝发育，但大部分天然裂缝必须经压裂才能张开。因此商业化开发页岩气藏必须要进行水力压裂，裂缝是页岩气的主要运输通道，水平井完井技术和压裂增产工艺措施是实现页岩气藏成功经济开发的关键技术。
目前,针对页岩气水平井分段压裂渗流机理的相关研究开展的较少，国内的一些学者开展了该方面的理论研究。因此，本文总结了相关研究的成果，并分析了所采取的研究方法的优点和存在的不足。
褚志伟 2
2页岩气渗流基本过程
页岩气在页岩中有其特殊的赋存运移机理, 与常规气藏最主要的区别在于页岩气以吸附状态赋存于页岩的基质孔隙中, 其流入生产井筒需要经历三个过程：
1）在钻井、完井降压的作用下，吸附在页岩表面气体在其内表面脱离，页岩气由基质系统向裂缝内表面进行解析，解析出来的气体进入裂缝孔隙中成为游离气；
2）在浓度差的作用下,游离相页岩气从高浓度区向低浓度区运动,即页岩气由基质系统向裂缝系统进行扩散,当浓度趋于平衡时,扩散现象停止；
3）在流动势的作用下,页岩气通过裂缝孔隙系统向生产井筒进行渗流。
3分段压裂裂缝形态
通常水平井分段压裂裂缝存在两种极限情况：纵向和横向（图1）当水平井井筒方位与最大水平主应力方位垂直时，可产生横向裂缝；当两者方位一致时，可产生轴向裂缝；当两者夹角处于其他情况时，裂缝形太会非常的复杂。
由于水平井轴向裂缝有效泄流面积相对横向裂缝来说小很多，一般希望水平井压裂产生横向裂缝作为裂缝网络的主裂缝。页岩气井最佳的压裂效果是产生垂直于水平井段的横向主裂缝的同时，产生垂直于横向裂缝的二级裂缝，以提高裂缝与地层的接触面积有利于页岩气的解吸附和气体在储层中的流动，据统计水平井分段压裂的裂缝以横向裂缝为主。
4分段压裂渗流特征模拟分析
张小涛等（2013）开展了水平井分段压裂渗流特征的模拟分析研究。在研究方案中，研究人员采用了“双重介质模型”，即：假设页岩由基岩和裂缝两种孔隙介质构成。模型一般假设页岩气在裂缝中流动是达西流动和高速非达西流，在基岩孔隙中的运移机制是菲克扩散或考虑克林伯格效应的非达西流动。
基于以上的假设和理论基础，运用Eclipse2010建立了如下分析模型：
运用该分析模型，主要得出了一下研究结论：
1）页岩气井在生产初期的产量递减异常显著，根据国外的页岩气藏数据资料统计，页岩气井在投产的第1年内产量递减最高在80%以上，以后递减逐渐减缓；
2）在分段压裂水平井投产初期，首先采出的是压裂形成的主裂缝中的游离气，进而采出整个储层改造区域（SRV）内的游离气。当生产1a左右时间后，压力波及了SRV 区域的边缘。在此之前一直是体积压裂改造形成的裂缝网络系统向气井供气。因此气井的产量递减迅速，这与产量递减现象是相吻合的；
3）当气井生产足够长时间后，压力波及范围已基本不变。单井控制范围较小，只能靠增加水平井的数量来提高整个气藏的采出程度；
4）只有压裂缝具有一定的导流能力时，才可能成为对气藏开发有效的裂缝。而且压裂缝的导流能力越强，裂缝周围储层中的流体就越容易往裂缝中流动，进而流入井筒中，因此裂缝导流能力的强弱对于分段压裂的级数具有重要影响。
刘晓旭等（2013）通过对国内第一口进
中国地质大学（武汉）资源学院 3
行分段压裂的页岩气水平井W201-H1井型压力恢复测试，得到了第一次关井压力恢复双对数曲线图，如图3所示。
根据对压裂恢复曲线的分析，得出了水平井分段压裂流态特征：
1）井储效应
井储效应出现在气井开井或关井的短时间内，其影响持续时间较短；
2）早期线性流
分段压裂水平井早期第一个明显的流态是垂直于裂缝的线性流动，即早期线性流。
3）早期径向流
如果裂缝间距够大，早期线性流之后就会出现早期径向流。分段压裂水平井的早期径向流发生在单个裂缝内部，类似于未压裂水平井的系统径向流，而垂直缝就类似于未压裂的水平段；
4）裂缝边界流
随着气井生产的进行，压力波进一步向储层内部传递，在某一时间点，相邻裂缝间的压力扰动前缘汇合。这样就会裂缝干扰效应，此时对应的流动为裂缝边界流；
5）复合线性流
裂缝边界流之后，压力扰动将逐渐覆盖储层有效压裂体积的整个范围，并进入复合线性流，其特征如同气体流入一条大的裂缝；
6）系统径向流
如果页岩气井生产时间够长，随着泄流面积的增大，整个水平井段和裂缝系统就如同1口影响范围扩大了的直井。在距离水平井段和裂缝系统较远的储层内就会出现系统径向流。
5结论
通过对相关学者关于“页岩气水平井分段压裂渗流机理研究”的综述，可以得到一下结论：
1）页岩气水平井生产早期产量递减较快，后期产量趋于稳定，主要原因是前期主要以游离气为主，后期以吸附气为主；
2）页岩气水平井分段压裂形成的裂缝应以平行于最大水平主应力的垂直裂缝为主，因此应使水平井水平段的延伸方向垂直于最大主应力的方向；
3）页岩气分段压裂水平井以横向缝为主，渗流形态依次表现为：（井筒与裂缝）井储效应→早期线性流（或双线性流）→裂缝边界流→复合线性流→系统径向流→外边界效应。在页岩气井的生命期内通常只出现前4种流态。
6不足
上述学者的研究主要存在以下的不足：
1）没有考虑天然裂缝对水平井分段压裂裂缝的形成以及渗流特征的影响；
2）采用的渗流方程为达西渗流方程，该方程适用于常规油气藏流体渗流特征的研究，但应用于页岩气渗流特征的研究应考虑实际的流体特征；
3）采用的分析模型为均质模型，与实际有较大的差别，会对模拟结果产生影响。
参考文献
刘晓旭，杨学锋，陈远林等，2013.页岩气分段压裂水平井渗流机理及试井分析.天
然气工业，33（12）：77-81.
李建秋，曹建红，段永刚等，2011.页岩气井渗流机理及产能递减分析.天然气勘探
与开发，34（2）：34-39.
周德华，焦方正，贾长贵等，2014.JY1HF 页岩气水平井大型分段压裂技术.石油
钻探技术，42（1）：75-80.
张小涛，吴建发，冯曦等,2013.页岩气藏水平井分段压裂渗流特征数值模拟.开发
工程，33（3）：47-52.
李亚洲，李勇明，罗攀等，2013.页岩气渗流机理与产能研究.断块油气藏，20（2）：
186-190.
流体力学实验报告
流体力学 实验指导书与报告 静力学实验 雷诺实验 中国矿业大学能源与动力实验中心
学生实验守则 一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯，指导教师有权停止基实验。 二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。 三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。 四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。 五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。 六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。 七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。 八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。 九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。 十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订 中国矿业大学能源与动力实验中心
流体力学期末考试简答题
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
渗流力学实验报告
实验二 不可压缩液体的平面径向稳定渗流 一、实验目的： 1. 验证不可压缩液体按线性定律作平面径向稳定渗流时压力分布规律、 产量和压降的关系； 2. 绘制产量和压降的关系曲线及压力分布曲线； 3. 测定孔隙介质的渗透率。 二、实验装置： 1、2…8测压孔；9马略特瓶；10地层模型；11测压管；12螺丝夹。 三、实验原理： 当不可压缩液体在水平的等厚的均质地层中，做平面径向稳定渗流时，流量与压降成正比，压力分布曲线为一对数型曲线。 在扇形地层中，流量的计算公式： 1 8 ln 3602R R P Kh q μαπ?=
所以渗透率的计算公式： P h R R q K ?=πμα 218ln 360 式中：q —— 流量，m 3/s K —— 渗透率， m 2 h —— 地层厚度， m ΔP —— 测压孔８与测压孔１间的压差， Pa α —— 扇形中心角， R8 —— 测压孔８距中心的距离， m R1 —— 测压孔１距中心的距离， m 四、实验步骤： 1. 检查各测压管内液体是否在同一水平面上。 2. 稍微打开出口螺丝夹，等渗滤稳定后记录各测压管的高度，同时用量筒秒表 测量液体的流量。 3. 再微开出口螺丝夹，重复步骤２，在不同的流量下测量三次。 4. 关闭出口螺丝夹，将装置恢复原状。 有关固定数据： α＝30 h=0.018m 各测压管距中心距离：R1=0.05, R2=0.1, R3=0.15, R4=0.20m, R5=0.25m, R6=0.40m, R7=0.55m, R8=0.75m. 五、实验要求： 1. 求孔隙介质的渗透率及平均渗透率； 2. 在直角坐标纸中分别绘制压力分布曲线及指示曲线； 3. 在半对数坐标纸中绘制出不同流量下的压力分布曲线； 4. 示例。 实验数据记录表第套年月日
15春中国石油大学北京渗流力学在线作业
包括本科的各校各科新学期复习资料，可以联系屏幕右上的“文档贡献者” 第一阶段在线作业 单选题(共21道题) 展开 收起1.（2.5分） A、1） B、2） C、3） D、4） E、5） 2.（2.5分） A、1） B、2） C、3） D、4） 3.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 4.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 5.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 6.（2.5分）实际油藏的形状和布井状况比较复杂，但可以根据实际油藏的渗流特征，将油藏中的渗流方式抽象为三类典型模式，即： A、单向流、层流、垂直流； B、单向流、平面径向流、球面向心流； C、单相流、多相流、多维流； D、线性流、紊流、层流； 7.（2.5分）大多数情况下，油藏中的流体渗流服从线性渗流规律（达西定律），但渗流速度较高时会破坏线性渗流规律（达西定律），如下原因表述正确的是： A、高速流动时，只有惯性力存在，导致线性渗流规律被破坏； B、高速流动时，惯性力逐渐增大，与粘滞力相比，其作用开始增大，从而导致线性渗流规律被破坏； C、高速流动时，渗流过程中出现了新的渗流阻力（即惯性力），从而导致线性渗流规律被破坏； D、高速流动时，粘滞力逐渐减小，惯性力逐渐增大，从而导致线性渗流规律被破坏； 8.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流的等压线： A、一组互相平行的直线； B、一组向外发散的射线； C、一组同心圆； D、越靠近排液道越密集； 9.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流和平面径向稳定渗流的相同点为： A、通过每个渗流截面的流量保持不变； B、通过每个渗流截面的流速不变；
流体力学-基本概念
**流函数：由连续性方程导出的、其值沿流线保持不变的标量函数。**粘性：在运动状态下，流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力以抵抗剪切变形，这种性质叫做粘性。粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子。粘度又分为动力黏度.运动黏度和条件粘度。 **内摩擦力：流体内部不同流速层之间的黏性力。 **牛顿流体：剪切变形率与切应力成线性关系的流体(水，空气)。**非牛顿流体：黏度系数在剪切速率变化时不能保持为常数的流体(油漆，高分子溶液)。 **表面张力：1.表面张力作用于液体的自由表面上。2.气体不存在表面张力。3.表面张力是液体分子间吸引力的宏观表现。4.表面张力沿表面切向并与界线垂直。5.液体表面上单位长度所受的张力。6.用σ 表示，单位为N/m。 **流线：表示某瞬时流动方向的曲线，曲线上各质点的流速矢量皆与该曲线相切。性质：a、同一时刻的不同流线，不能相交。b、流线不能是折线，而是一条光滑的曲线。c、流线簇的疏密反映了速度的大小。 **过流断面：与元流或总流的流向相垂直的横断面称为过流断面。(元流：在微小流管内所有流体质点所形成的流动称为元流。总流：若流管的壁面是流动区域的周界，将流管内所有流体质点所形成的流动称为总流。)
**流量：单位时间内通过某一过流断面的流体体积称为该过流断面的体积流量，简称流量。 **控制体：被流体所流过的，相对于某个坐标系来说，固定不变的任何体积称之为控制体。控制体的边界面，称之为控制面。控制面总是封闭表面。占据控制体的诸流体质点随着时间而改变。 **边界层：水和空气等黏度很小的流体，在大雷诺数下绕物体流动时，黏性对流动的影响仅限于紧贴物体壁面的薄层中，而在这一薄层外黏性影响很小，完全可以忽略不计，这一薄层称为边界层。 **边界层厚度：边界层内、外区域并没有明显的分界面，一般将壁面流速为零与流速达到来流速度的99％处之间的距离定义为边界层厚度。 **边界层的基本特征：(1) 与物体的特征长度相比，边界层的厚度很小。(2) 边界层内沿厚度方向，存在很大的速度梯度。(3) 边界层厚度沿流体流动方向是增加的，由于边界层内流体质点受到黏性力的作用，流动速度降低，所以要达到外部势流速度，边界层厚度必然逐渐增加。(4) 由于边界层很薄，可以近似认为边界层中各截面上的压强等于同一截面上边界层外边界上的压强值。 (5) 在边界层内，黏性力与惯性力同一数量级。 (6) 边界层内的流态，也有层流和紊流两种流态。 **滞止参数：设想某断面的流速以等熵过程减小到零，此断面的参数称为滞止参数。
渗流力学 教学大纲
《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
土木工程流体力学实验报告实验分析-与讨论答案
管路沿程阻力系数测定实验 1． 为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？如实验管道安装成倾斜，是否影 响实验成果？ 现以倾斜等径管道上装设的水银多管压差计为例说明（图中A —A 为水平线）： 如图示O —O 为基准面，以1—1和2—2为计算断面，计算点在轴心处，设21v v =， ∑=0j h ，由能量方程可得 ??? ? ??+-???? ?? +=-γγ221121p Z p Z h f 1112222 1 6.136.13H H h h H h h H p p +?-?-?+?+?-?+-= γ γ 11222 6.126.12H h h H p +?+?+-= γ ∴ ()()122211216.126.12h h H Z H Z h f ?+?++-+=- )(6.1221h h ?+?= 这表明水银压差计的压差值即为沿程水头损失，且和倾角无关。 2．据实测m 值判别本实验的流动型态和流区。 f h l g ～v lg 曲线的斜率m=1.0～1.8，即f h 与8.10.1-v 成正比，表明流动为层流 （m=1.0）、紊流光滑区和紊流过渡区（未达阻力平方区）。
3．本次实验结果与莫迪图吻合与否？试分析其原因。 通常试验点所绘得的曲线处于光滑管区，本报告所列的试验值，也是如此。但是，有的实验结果相应点落到了莫迪图中光滑管区的右下方。对此必须认真分析。 如果由于误差所致，那么据下式分析 d和Q的影响最大，Q有2%误差时，就有4%的误差，而d有2%误差时，可产生10%的误差。Q的误差可经多次测量消除，而d值是以实验常数提供的，由仪器制作时测量给定，一般< 1%。如果排除这两方面的误差，实验结果仍出现异常，那么只能从细管的水力特性及其光洁度等方面作深入的分析研究。还可以从减阻剂对水流减阻作用上作探讨，因为自动水泵供水时，会渗入少量油脂类高分子物质。总之，这是尚待进一步探讨的问题。
流体力学期末复习资料
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。
流体力学实验报告册_1
流体力学实验报告册 篇一：流体力学实验报告 流体力学实验组 班级化33姓名吴凡灿学号成绩 实验时间第6周周日同组成员芦琛琳、董晓锐 一、实验目的 1、观察塔板上气液两相流动状况，测量气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系；测定雾沫夹带量、漏液量与气速的关系； 2、研究板式塔负荷性能图的影响因素，作出筛孔塔板或斜孔塔板的负荷性能图；比较筛孔塔板与斜孔塔板的性能； 3、观察填料塔内气液两相流动状况，测定干填料及不同液体喷淋密度下填料层的阻力降与空塔气速的关系； 4、测定填料的液泛气速，并与文献介绍的液泛关联式比较； 5、测定一定压力下恒压过滤参数K、qe和te； 6、测定压缩性指数S和物料特性常数K。 二、实验原理 1．板式塔流体力学特性测定塔靠自下而上的气体和自上而下的液体逆流流动时相互接触达到传质目的，因此，塔板传质性能的好坏很大程度上取决于塔板上的流体力学状态。当液体流量一定，气体空塔速度从小到大变动时，可
以观察到几种正常的操作状态：鼓泡态、泡沫态和喷射态。当塔板在很低的气速下操作时，会出现漏液现象；在很高的气速下操作，又会产生过量液沫夹带；在气速和液相负荷均过大时还会产生液泛等几种不正常的操作状态。塔板的气液正常操作区通常以塔板的负荷性能图表示。负荷性能图以气体体积流量（m3/s）为纵坐标，液体体积流量（m3/s）为横坐标标绘而成，它由漏液线、液沫夹带线、液相负荷下限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。当塔板的类型、结构尺寸以及待分离的物系确定后，负荷性能图可通过实验确定。传质效率高、处理量大、压力降低、操作弹性大以及结构简单、加工维修方便是评价塔板性能的主要指标。为了适应不同的要求，开发了多种新型塔板。本实验装置安装的塔板可以更换，有筛板、浮阀、斜孔塔板可供实验时选用，也可将自行构思设计的塔板安装在塔上进行研究。 筛板的流(本文来自：小草范文网:流体力学实验报告册)体力学模型如下： 1) 压降 ?p??pc??pl 式中，Δp—塔板总压降，Δpc—干板压降，Δpl—板上液层高度压降，其中 ?pc?0.051?vg( u02
《渗流力学》复习题及答案_4431525658164019
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
渗流力学复习题
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。
工程流体力学实验报告之实验分析与讨论
工程流体力学实验报告之分析与讨论 实验一流体静力学实验 实验分析与讨论 1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？ 测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测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。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P B<0时，试根据记录数据，确定水箱内的真空区域。 ，相应容器的真空区域包括以下三部分： (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，过箱顶小水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，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。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。 3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。 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h和h0，由式，从而求得γ0。 4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 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；为液体的容量；d 为测压管的内径；h 为毛细升高。常温(t=20℃)的水， =7.28dyn/mm，=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小，可认为cosθ=1.0。于是有(h、d 单位为mm) 一般来说，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h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，互相抵消了。 5.过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平面是不是等压面？哪一部分液体是 同一等压面？ 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？ 关闭各通气阀门，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
中国石油大学2014秋渗流力学第一阶段在线作业讲解
第一阶段在线作业 单选题(共21道题) 收起 1.（ 2.5分） A、1） B、2） C、3） D、4） E、5） 我的答案：C 此题得分：2.5分2.（2.5分） A、1） B、2） C、3） D、4） 我的答案：B 此题得分：2.5分3.（2.5分）
A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 我的答案：B 此题得分：2.5分 4.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 我的答案：A 此题得分：2.5分 5.（2.5分） A、.（1） B、.（2） C、.（3） D、.（4） 我的答案：B 此题得分：2.5分 6.（2.5分）实际油藏的形状和布井状况比较复杂，但可以根据实际油藏的渗流特征，将油藏中的渗流方式抽象为三类典型模式，即： A、单向流、层流、垂直流； B、单向流、平面径向流、球面向心流； C、单相流、多相流、多维流； D、线性流、紊流、层流； 我的答案：B 此题得分：2.5分 7.（2.5分）大多数情况下，油藏中的流体渗流服从线性渗流规律（达西定律），但渗流速度较高时会破坏线性渗流规律（达西定律），如下原因表述正确的是： A、高速流动时，只有惯性力存在，导致线性渗流规律被破坏； B、高速流动时，惯性力逐渐增大，与粘滞力相比，其作用开始增大，从而导致线性渗流
规律被破坏； C、高速流动时，渗流过程中出现了新的渗流阻力（即惯性力），从而导致线性渗流规律被破坏； D、高速流动时，粘滞力逐渐减小，惯性力逐渐增大，从而导致线性渗流规律被破坏；我的答案：B 此题得分：2.5分 8.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流的等压线： A、一组互相平行的直线； B、一组向外发散的射线； C、一组同心圆； D、越靠近排液道越密集； 我的答案：A 此题得分：2.5分 9.（2.5分）地层渗流时，单相流体单向稳定渗流和平面径向稳定渗流的相同点为： A、通过每个渗流截面的流量保持不变； B、通过每个渗流截面的流速不变； C、通过每两个相邻等距间隔渗流截面的压力降不变； D、通过每个渗流截面的渗流阻力不变 我的答案：A 此题得分：2.5分 10.（2.5分）圆柱形石英砂模型长为40cm，横截面直径D=2.5cm，渗透率2.5 D，实验用液体粘度为3.45 mPa·S，为了使通过模型的流量为100cm3/min，需要在模型两端建立压差为多少大气压？ A、0.50 atm； B、0.75 atm； C、1.00 atm； D、1.25 atm； 我的答案：B 此题得分：2.5分 11.（2.5分）油层中有一口井，由于钻井的时候产生了污染，在射孔后进行了酸化作业，测量后得到该井的表皮系数为1.5，该井为： A、超完善井； B、完善井； C、不完善井； D、不确定 我的答案：C 此题得分：2.5分 12.（2.5分）双重介质是存在( )种孔隙结构的介质 A、1 B、2 C、3 D、4 E、5 我的答案：B 此题得分：2.5分 13.（2.5分） A、1 B、2 C、3 D、4
流体力学概念题及参考答案(汇编)
一、单项选择题（共15分， 每小题１分） 1、流体的动力粘度μ与（ D ）有关。 A ．流体的种类、温度、体积 B ．流体的种类、压力、体积 C ．流体的压力、温度、体积 D ．流体的种类、温度、压力 2、理想流体指的是（ C ）。 A ．膨胀性为零的流体 B ．压缩性为零的流体 C ．粘度为零的流体 D ．体积弹性模量为零的流体 3、表面力是指作用在（ B ）的力。 A ．流体内部每一个质点上 B ．流体体积表面上 C ．理想流体液面上 D ．粘性流体体积上 4、重力作用下流体静压强微分方程为dp ＝（ A ）。 A ．gdz ρ- B ．gdz ρ C ．dz ρ- D ．gdz - 5、当液体为恒定流时，必有（ A ）等于零。 A ．当地加速度 B ．迁移加速度 C ．合加速度 D ．矢量加速度 6、若含有ｎ个变量的函数关系式中基本物理量为ｍ个。根据π定理。可将该函数关系式组合成（ B ）个无量纲的函数式。 A .ｎ＋ｍ B . ｎ－ｍ C . ｎ＋ｍ－１ D . ｍ－ｎ 7、皮托（Pitot ）管用于测量（ C ）的仪器。 A ．压强 B ．流量 C ．点速度 D ．平均流速 8、对流动流体应用质量守恒定律可导出（ D ）。 A ．伯努利方程 B ．动量方程 C ．能量方程 D ．连续性方程 9、已知某流体在圆管内流动的雷诺数2000Re =，则该管的沿程阻力系数λ＝（A ）。 A ．0.032 B ．0.064 C ．0.128 D ．0.256 10、层流的沿程水头损失与管截面上的平均流速的（ D ）成正比。 A ．二分之一次方 B ．1.75次方 C ．二次方 D ．一次方 11、边界层的基本特征之一是（ B ）。 A ．边界层内流体的流动为层流 B ．边界层内粘性力与惯性力为同一数量级 C ．边界层厚度沿流动方向逐渐减薄 D ．边界层内流体的流动为湍流 12、指出下列论点中的错误论点：（C ） A ．点源的圆周速度为零 B ．涡流的径向速度为零
工程流体力学期末复习重点
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-++++=
流体力学综合实验报告
四川大学 化工原理实验报告 学院化学工程学院专业化学工程与工艺班号姓名学号实验日期年月日指导老师 一．实验名称 流体力学综合实验 二．实验目的 测定流体在管道内流动时的直管阻力损失，作出与Re的关系曲线。 观察水在管道内的流动类型。 测定在一定转速下离心泵的特性曲线。 标定孔板流量计，绘制Co与Re的关系曲线。 熟悉流量、压差、温度等化够不够仪表的使用。 三．实验原理 1求与Re的关系曲线 流体在管道内流动时，由于实际流体有粘性，其在管内流动时存在摩擦阻力，必然会引起流体能量损耗，此损耗能量分为直管阻力损失和局部阻力损失。流体在水平直管内作稳态流动（如图1所示）时的阻力损失可根据伯努利方程求得。 以管中心线为基准面，在1、2截面间列伯努利方程: 因，，故流体在等直径管的1、2两截面间的阻力损失为流体以流速u通过管内径d、长度为l的一段管道时，其直管阻力为
由上面两式得： 而 由此可见，摩擦系数与流体流动类型、管壁粗糙度等因素有关。由因次分析法整理可形象地表示为 式中： f h -----------直管阻力损失，J/kg ； λ------------摩擦阻力系数； d l .----------直管长度和管内径，m ； P ?---------流体流经直管的压降，Pa ； ρ-----------流体的密度， ； μ-----------流体黏度，Pa ·s ； u -----------流体在管内的流速，m/s ； 流体在一段水平等管径管内流动时，测出一定流量下流体流经这段管路所产生的压降，即可算得。两截面压差由差压传感器测得；流量由涡轮流量计测得，其值除以管道截面积即可求得流体平均流速。在已知管径和平均流速的情况下，测定流体温度，确定流体的密度和黏度 ，则可求出雷诺数，从而关联出流体流过水平直管的摩擦系数与雷诺数 的关系曲线图。 2求离心泵的特性曲线 离心泵的特性，可用该泵在一定转速下，扬程与流量 , 轴功 率与流量 ，效率与流量 三条曲线形式表示。若将扬程 H 、轴功率N 和效率 对流量之间的关系分别绘制在同一直角坐标上所得的 三条曲线，即为离心泵的特性曲线，如图二所示。 ①流量：离心泵输送的流量由涡轮流量计测定。 ②扬程H ：扬程是指离心泵对单位重量的液体所提供的外加能量。以离心
渗流力学在线作业二 满分答案
单选题 1.在同一油层内，一口生产井的生产压差为C 2.已知地层原始地层压力为PI，，，，地层中任意一口井在地层内产生的压力为，，，，求地层中任意一点的压力B 3.已知地层原始地层压力为PI，，，，地层中任意一口井在地层内产生的压力为，，，，求地层中任意一点的势为D 4.已知地层原始地层压力为PI，，，，地层中任意一口井在地层内产生的压力为，，，，求地层中任意一点的压差为B 5.半无限大地层，其中一面是断层，在断层附近有一口生产井，可以看做无限大地层中A 6.如下断层与共给边界形成组合边界，根据镜像反映原理，可以映射出几口油井。A 7.如下断层和供给边界形成的组合边界，根据镜像反映原理，可以映射出几口井？B 8.井距直线供给边界为a，井半径为，求井底流压的表达式为：B 9.井距直线断层边界为LD，，，，求产量Q的表达式：B 10.等产量地层中有一口生产井（A）和一口注水井（B）答案C 11.等产量地层中有两口生产井，点2处渗流速度的方向为：D 12.平行断层中间夹有一口生产井，可以映射出多少口生产井D 13.已经一个圆形供给边界地层，，，，求产量的表达式为A 14.直接供给边缘附近有一口生产井，，，井距为L渗流外阻的表达式为A 15.按照水电相似原理，井排渗流时的阻力相当于电流时的：B 16.无限大地层等产量（Q）两汇生产时，两汇重点的连线的渗流速度为A 17.直角供给边缘中对角线上一口生产井，映射出来的生产井有几口：A 18.直角断层中对角线上一口生产井，映射出来的注水井有几口：E 19.无限大均质等厚地层中心点汇势分布AB 20.以下关于渗流速度叠加正确的表述为：CDE 判断题 (共20道题) 21.（2.5分）两条平行断层中间的一口生产井映射成为一排生产井。 正确 错误 我的答案：正确 22.（2.5分）无限大地层中一源一汇存在时，地层中流体渗流的等势线为同心圆族。 正确 错误 我的答案：错误 23.（2.5分）断层附近一口生产井生产时，断层是流线。 正确 错误 我的答案：错误 24.（2.5分）直线供给边界附近一口生产井生产时，直线供给边界是流线。 正确 错误 我的答案：正确
第1章流体力学的基本概念
第1章 流体力学的基本概念 流体力学是研究流体的运动规律及其与物体相互作用的机理的一门专门学科。本章叙述在以后章节中经常用到的一些基础知识，对于其它基础内容在本科的流体力学或水力学中已作介绍，这里不再叙述。 连续介质与流体物理量 连续介质 流体和任何物质一样，都是由分子组成的，分子与分子之间是不连续而有空隙的。例如，常温下每立方厘米水中约含有3×1022 个水分子，相邻分子间距离约为3×10－8 厘米。因而，从微观结构上说，流体是有空隙的、不连续的介质。 但是，详细研究分子的微观运动不是流体力学的任务，我们所关心的不是个别分子的微观运动，而是大量分子“集体”所显示的特性，也就是所谓的宏观特性或宏观量，这是因为分子间的孔隙与实际所研究的流体尺度相比是极其微小的。因此，可以设想把所讨论的流体分割成为无数无限小的基元个体，相当于微小的分子集团，称之为流体的“质点”。从而认为，流体就是由这样的一个紧挨着一个的连续的质点所组成的，没有任何空隙的连续体，即所谓的“连续介质”。同时认为，流体的物理力学性质，例如密度、速度、压强和能量等，具有随同位置而连续变化的特性，即视为空间坐标和时间的连续函数。因此，不再从那些永远运动的分子出发，而是在宏观上从质点出发来研究流体的运动规律，从而可以利用连续函数的分析方法。长期的实践和科学实验证明，利用连续介质假定所得出的有关流体运动规律的基本理论与客观实际是符合的。 所谓流体质点，是指微小体积内所有流体分子的总体，而该微小体积是几何尺寸很小（但远大于分子平均自由行程）但包含足够多分子的特征体积，其宏观特性就是大量分子的统计平均特性，且具有确定性。 流体物理量 根据流体连续介质模型，任一时刻流体所在空间的每一点都为相应的流体质点所占据。流体的物理量是指反映流体宏观特性的物理量，如密度、速度、压强、温度和能量等。对于流体物理量，如流体质点的密度，可以地定义为微小特征体积内大量数目分子的统计质量除以该特征体积所得的平均值，即 V M V V ??=?→?'lim ρ （1-1） 式中，M ?表示体积V ?中所含流体的质量。 按数学的定义，空间一点的流体密度为 V M V ??=→?0 lim ρ （1-2）
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。