渗流力学有关概念

渗流力学有关概念
渗流力学有关概念

渗流力学有关概念

2.3.1 渗流力学

指专门研究流体通过各种多孔介质渗流时的运动形态和运动规律的科学。它是现代流体力学的一个重要分支,是油藏工程、油藏数值模拟的理论基础。

2.3.2 不可压缩流体{ 刚性流体)

又称为刚性流体,是指随着压力的变化,体积不发生弹性变'形的流体。

2.3.3 可压缩流体(弹性流体)

又称弹性流体,是指随压力的变化,体积发生弹性膨胀或收缩的流体。

2 .

3 .

4 体相流体

指分布在多孔介质孔道的中轴部分,其性质不受界面影响的流体。

2.3.5 边界流体

指分布在孔道壁上形成一个边界层,其性质受界面影响的流体。

2.3.6 地下流体流场

指地下流体与岩石相互作用所占据的、并能在其中流动的场所或空间。

2.3.7 变形介质

当地层中的液体压力降低时,岩石发生变形而使孔隙空间减小,渗透率降低,这种孔隙空间发生变形的多孔介质称为变形介质。

2.3.8 可变渗透率地层

变形多孔介质的渗透率不是常数,而是压力的函数,具有这种性质的油、气层称为可变渗透率地层。

2.3.9 多孔介质

以固相介质为骨架,含有大量互相交错又互相分散的微小孔隙或微毛细管孔隙的介质叫多孔介质。油气储层就是多孔介质的一种。

2.3.10 双重孔隙介质{ 裂缝孔隙介质}

又称裂缝孔隙介质,是指由孔隙介质和裂缝介质两个水动力学系统构成,两个系统按一定规律进行流体交换。

2.3.11 渗流与地下渗流

流体在多孔介质中的流动称为渗流。流体在地层中流动叫做地下渗流。

2.3.12 单相渗流

指在多孔介质中只有一种流体以一种状态参与流动。如在地层压力高于饱和压力条件下,油藏中的原油流动,气藏中的气体流动等。2.3.13 两相渗流与多相渗流

指在多孔介质中有两种流体同时参与流动叫两相渗流,如油层中的油、水两相流动。同时有两种以上互不混溶的流体参与流动叫多相渗流,如油层中的油、气、水三相流动。

2.3.14 多组分渗流

指含有多种组分的烃质和非烃质混合的流体在多孔介质中的流动。

2.3.15 并行渗流

指两种不混溶流体沿同一方向流动。

2.3.16 交互渗流

两种不混溶流体以相反方向流动。

2.3.17 稳定渗流(定常流动、稳态流动)

稳定渗流又称定常流动或稳态流动,是指流体在多孔介质中渗流时,密度和速度等物理量仅与空间有关,而不随时间变化。一般只有在单相流体渗流时,才会发生稳定渗流。

2.3.18 不稳定渗流(非定常流动、非稳态流动)

又称非定常流动或非稳态流动,是指流体在多孔介质中渗流时,各物理量不仅与空间有关,而且随时间变化。

2.3.19 拟稳定渗流{ 准稳定潘流、半稳定渗流}

油藏中各点的压力随时间呈线性降低,即以一固定下降速度降低,通常把这种流动称为拟稳定渗流,亦称半稳定渗流或准稳定渗流。2.3.20 线性渗流与非线性渗流

流体在多孔介质中渗流时,流体的渗流速度与压差呈线性关系,这种渗流叫线性渗流。当渗流速度增大到一定程度后,渗流速度和压力梯度之间不再呈线性关系的渗流叫非线性渗流。

2.3.21 气体渗流

在多孔介质中只有气体一相参与流动。

2.3.22 气体滑渗

指气体在多孔介质渗流时,在固体孔壁上的速度,不为零,存在一个"滑移"速度。当气体分子的平均自由行程与孔隙大小的数量级大致相当时,"滑移"对气体渗流有明显影响。

2.3.23 气体表面渗流

指易在孔隙表面吸附的气体在孔隙表面上的流动。这种渗流影响多孔介质渗透率的测定,用易吸附气体测定出的渗透率比非吸附气体或液体测定出的渗透率要高。

2.3.24 渗滤(蠕流)

均质流体在多孔介质中,在毛细管力或位势作用下缓慢的流动称渗滤。

2.3.25 点源与点汇

在渗流场中,向四周发散流线的点叫点源,如在油(气)田上

的注人井[图 2 . 2 5C a )

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。

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

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。

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-?--?===??

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

高等渗流力学

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

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

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

《高等流体力学》习题集

《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]:

渗流力学课后习题答案 第一章

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?

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)

流体力学 课后答案

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。

《渗流力学》在线第二次作业

二阶段在线作业 单选题 (共18道题) 收起 1.( 2.5分) ?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 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:D 此题得分:2.5分4.(2.5分) ?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:B 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) ?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4)

我的答案:D 此题得分:2.5分7.(2.5分) ?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:B 此题得分:2.5分8.(2.5分)?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:B 此题得分:2.5分9.(2.5分)

?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:B 此题得分:2.5分10.(2.5分)?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:C 此题得分:2.5分11.(2.5分)

?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:D 此题得分:2.5分12.(2.5分)?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:D 此题得分:2.5分13.(2.5分)

?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:A 此题得分:2.5分14.(2.5分)?A、1) ?B、2) ?C、3) ?D、4) 我的答案:A 此题得分:2.5分15.(2.5分)

渗流力学有关概念要点

渗流力学有关概念 2.3.1 渗流力学 指专门研究流体通过各种多孔介质渗流时的运动形态和运动规律的科学。它是现代流体力学的一个重要分支,是油藏工程、油藏数值模拟的理论基础。 2.3.2 不可压缩流体{刚性流体) 又称为刚性流体,是指随着压力的变化,体积不发生弹性变'形的流体。 2.3.3 可压缩流体(弹性流体) 又称弹性流体,是指随压力的变化,体积发生弹性膨胀或收缩的流体。 2 . 3 . 4体相流体 指分布在多孔介质孔道的中轴部分,其性质不受界面影响的流体。 2.3.5 边界流体 指分布在孔道壁上形成一个边界层,其性质受界面影响的流体。

2.3.6 地下流体流场 指地下流体与岩石相互作用所占据的、并能在其中流动的场所或空间。 2.3.7 变形介质 当地层中的液体压力降低时,岩石发生变形而使孔隙空间减小,渗透率降低,这种孔隙空间发生变形的多孔介质称为变形介质。 2.3.8 可变渗透率地层 变形多孔介质的渗透率不是常数,而是压力的函数,具有这种性质的油、气层称为可变渗透率地层。 2.3.9 多孔介质 以固相介质为骨架,含有大量互相交错又互相分散的微小孔隙或微毛细管孔隙的介质叫多孔介质。油气储层就是多孔介质的一种。 2.3.10 双重孔隙介质{裂缝孔隙介质} 又称裂缝孔隙介质,是指由孔隙介质和裂缝介质两个水动力学系统构成,两个系统按一定规律进行流体交换。

2.3.11 渗流与地下渗流 流体在多孔介质中的流动称为渗流。流体在地层中流动叫做地下渗流。 2.3.12 单相渗流 指在多孔介质中只有一种流体以一种状态参与流动。如在地层压力高于饱和压力条件下,油藏中的原油流动,气藏中的气体流动等。 2.3.13 两相渗流与多相渗流 指在多孔介质中有两种流体同时参与流动叫两相渗流,如油层中的油、水两相流动。同时有两种以上互不混溶的流体参与流动叫多相渗流,如油层中的油、气、水三相流动。 2.3.14 多组分渗流 指含有多种组分的烃质和非烃质混合的流体在多孔介质中的流动。 2.3.15 并行渗流 指两种不混溶流体沿同一方向流动。

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