渗流力学
渗流力学
一、词解释：
1、多孔介质：由毛细管微毛细管构成的介质叫多孔介质。
2、双重介质：由两种孔隙空间构成的多孔介质叫重介质。
3、油水分界面：油藏中油和水接触面叫油水分界面。
4、油水边界：油水分界面在平面上的投影。
5、供给边界：若油藏有露头，露头处有水源供应，则露头在平面上的投影叫做供给边界。
6、储容容性：油藏储存和容纳流体的能力。
7、渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。
8、真实渗流面积：流体所流过孔道的横载面的面积。
9、原始地层压力：油藏在投入开发以前测得的地层压力叫原始地压力。
10、流动压力：在正常生产状态下，在生产井井底所测得的压力叫流动压力。
11、压力梯度曲线：第一批控井测得的原始地层压力与对应的地层深度作出的曲线叫压力梯度曲线。
12、折算压力：经折算后的压力叫折算压力，代表流体盾点总能量。
13、重力水压驱动方式：以与外界连通的水头压力或人工注水压力作用作为主要驱油动力的驱油方式。
14、弹性驱动：以岩石及流体本身的弹性力作为主要驱汪动力的驱动方式。
15、溶解气驱动：以从石油中不断分离出来的溶解气的弹性能作为主要驱油动力的驱油方式。
16、线性渗流：流体流动规律符合达西定律的流动叫线性渗流。
17、非线性渗流：凡是偏离达西定律的流动叫非线性渗流。
18、稳定渗流：运动要素在渗流过程不发生变化的渗流。
19、渗流数学模型：用数学语文综合表达油气渗流过程中全部力学现象与物理化学现象的内在联系和一般运动规律的方程。
20、平面单向流：流体沿着一个方向流动，流线互相平行的渗流叫平面单向流。
21、平面径向流：流体沿着半径向中心一点洪或向外扩散的流动叫平面径向流，井底附近流动即为平面径向流。
22、压力梯度：地层中流体流经单位长度距离所消耗的能量。
23、质量渗流速度：地层中单位时间单位截面所流过的质量流量。24、流场图：由一组等压线和一组流线按一定规则构成的图形。
25、等压线：流场图中压力相等点的连线。
26、完善井：指油层部位全部钻穿，且裸眼完成的，井底不受污染的井。
27、不完善井：井底结构与完善井不同或井底附近油层性质发生变化的井。
28、打开程度不完善：油层没全部钻开、但钻开部分是裸眼完成的井。
29、打开性质不完善：油层全部钻开，但采用下套管射孔的方式完井的井。
30、双重不完善：油层没全部钻开，而且钻开部分又是下套管身孔完成的井。
31、折算半径：把不完善井假想成具有某一半径的完善井，其产量与实际井产量相等，此假想完善井半径叫折算半径。
32、试井：试井是通过对油井生产动态的测试来研究油层各种物理参数及油井生产能力的一种测试方
法。
33、采油指数：消耗单位压差所产
出的油量，反映生产能力的大小。
34、指示曲线：在试井过程中特产
量和生产压绘在直角坐标系中，可
得一条曲线这条曲线叫指示曲线。
35、井干扰现象：油层中有许多同
时工作时，其中任一口井发迹工作
制度引起其它井生产量和压力变化
现象。
36、压降迭加原则：多井同时工作
时，地层内各点的压力降等于各井
单独工作时的压降的代数和。
37、点汇：平面上存在一点，流体
流向这一点，并在此消失，这点称
为点汇。
38、汇源反映法：根据直线供缘附
近的井流场图与等产量一源一汇流
场图中汇的一半一致性，把直线供
缘对生产井的作用用一口假想井代
替，将问题化为一源一汇来解决，
这种解决问题的方法叫汇源反映
法。
39、平衡点：在两口生产井连线上，
渗流速度为零那突叫平衡点。
40、等值渗流阻力法：根据水电相
原理，用电路图描述渗流过程，然
后按照有关电路来求产量或压力的
解决问题的方法。
41、不稳定早期：压力传到边界之
前思压力波传播第一阶段，称为不
稳定早期。
42、拟稳定期：压降漏斗传到边界
以后，经过一段时间地层名点压力
下降速度相对稳定，在一点压力下
降速度均相同，这个时期叫拟稳定
期。
43、压力降落试井法：利用油井以
固定产量生产时，井底压力随着时
间不断降落的资料确定油层参数，
这种试井方法叫压力降落试井法。
44、压力恢复试井法：利用关井后
井底压力随时间不断恢复的实测资
料，确定油层参数的方法叫压力恢
复试井法。
45、井筒储存系数：井高速内单位
压力变化引起的井筒流体体积的变
化值。
46、表皮系数：表示一口井表皮效
应的性质和严重程度的无因次附加
压降叫表皮系数。
47、非活塞式水驱油：注水井开发
油藏，水渗入到油区后，出现了一
个油水同时混合流动的两相区，这
种驱油方式称为非活塞式水驱油。
48、含水率：渗流时水量占液量的
百分数。
49、绝对无阻流量：气井井底压力
为一个绝对大气压时气井的产量。
50、弹性储能比：裂缝的弹性储能
与整个系统弹性储能之比。
51、绝对孔隙度：岩石内总的孔隙
度占岩石体积的百分数为绝对孔隙
度。
52、目前地层压力：指油藏开发过
程中，不同时期的地层压力，也叫
地层压力。
53、井底压力：在正常生产状态下，
在生产井的井底测得的压力称为井
底压力，也称流压。
54、惯性力：由于惯性而表现出来
的力叫惯性力，其大小取决于质量
和运动加速度。
55、粘滞力：是流体流动时流动层
之间产生的内摩擦力，其大小与流
体的粘度有关。
56、渗流的数学模型：用数学的语
言综合表达油气渗流过程中全部力
学现象与物理化学现象的内在联系
和一般运动规律的方程或方程组。
57、试井：试井是通过对油井生产
动态的测试来研究油层各种物理参
数及油井生产能力的一种测试方
法。
58、本构方程：表示切应力和切速
率关系的方程。
59、非牛顿液体：不符合牛顿内摩
擦定律的液体叫非牛顿液体。
60、牛顿液体：符合牛顿内摩擦定
律的液体叫非牛顿液体。
61、混气液体的渗流：溶解气驱方
式下，油藏内气液两相分布不同于
气驱油藏，而是在油层内每一部分
都同时存在气液两相，一般称之为
混气液体的渗流。
62、井筒储存系数：井高速内单位
压力变化引起的井筒流体体积的变
化值。
63、表皮系数：表示一口井表皮效
应的性质和严重程度的无因次附加
压降叫表皮系数。
64、探边测试：是指探测周围遇到
的断层、尖灭、油水、有气等边界。
65、压力恢复试井法：利用关井后
井底压力随时间不断恢复的实测资
料，确定油层参数的方法叫压力恢
复试井法。
二、填空：
1、油气储集层按其内部孔隙空间结
构特点可分为三种介质，即（单纯
介质）、（双重介质）、（三得介质）。
2、单纯介质中可有三种子孔隙结
构、即（粒间孔隙）、（纯裂缝）、（纯
溶洞）。
3、若背斜构造中同时存在油、气、
水，则它们按（重力分异原则分布，
天然气在（项部）、油在（其下部）、
水则在构造的（底部或翼部）。
4、构造中油和水的接触面叫（油水
界面），在平面上的投影叫（油水边
界）；油和气的接触面叫（油气界
面），在平面上的投影叫（油气边
界）。
5、油气储集层的特点是（储容性），
（渗透性），（比表面大），（孔隙结
构复杂）。
6、平面单向流的渗流特点是（流线
互相平行），（渗流速度相等）。
7、平面径向流的渗流特点是愈靠近
井底渗流面积（愈小），渗流速度（愈
大），单位长度消耗能量（愈大）。
8、流体在地下流动进要受到各种力
共同作用流向井底，这些力是（流
体的重力），（惯性力），（粘带力），
（弹性力），（毛细管力）。
9、由于油藏孔隙结构复杂，比表面
大，所以流体流动时（阻力）大，
（渗流速度）小。
10、油藏中常见的驱动方式是（重
力水压驱动），（弹性驱动），（溶解
气驱动）。
11、达西定律说明渗流过程是一个
消耗（能量），克服（阻力），获得
（能量）的过程。
12、达西定律叫做线性定律是指（流
量），与（压力差）成线性关系。
13、达西定律说明渗流过程是一个
消耗（能量），克服（阻力）获得（流
量）的过程。
14、流体渗流基本微分方程由（连
续性方程），（运动方程）（状态方
程）构成。
15、折算压力代表液体（总能量），
不仅包含了油藏中液体的（压能），
而且也包含了（位能）。
16、单相液体稳定渗流物理模型为：
地层是（均质水平）（不可压缩），
流体是（单相均质）（不可压缩的）
牛顿流体。
17、完整的渗流数学模型包括两部
分：（基本微分方程式）（定解条
件）。
18、绘制流场图所要求两条流线间，
（流量相等）两条线等压间（压差
相等），流线与等压线（正交）。
19、平面单向流流场图中，流线是
一组（射线），越近井底（愈密），
等压线是一组（同心圆），间隔（不
相等）。
20、平面径向流流场图中，流线是
一组（射线），越近井底愈密），等
压线是一组（同心圆），间隔（不相
等）。
21、不完善井的井底结构类型很多，
但归纳起来有三种形式，它们是（打
开程度不完善）（打开性质不完善）
（双重不完善）。
22、等产量一源一汇地层中的任一
点势值计算公式为（φM=Q h/2
π· ln·r1/r2+C）等势线方程为
（r1/r2＝Ｃ０）
23、等产量一源一汇流场图中流线
是（一组编心圆），x轴为（主流线），
等势线是（一组偏心圆），y轴是（等
势线）。
24、等产量两汇地层中任一点势值
计算公式为（φM=Q h/2
π· ln·r1/r2+C），等势线方程为
（r1/r2＝Ｃ０）
25、油井干扰的结果体现为（压力
重新分布），其是按着（压降迭加）
原则进行的。
26、不稳定试井的目的是确定（油
层压力），（渗透率），（导压系数），
（折算半径）等参数。
27、由于（井筒储存）和（边界）
影响使实测压力恢复曲线与理论曲
线不一致。
28、导压系数表达式为（η＝Ｋ／
φμC t）它表示（单位时间压力传
播的面积）。
29、注水开发油田水驱油第一阶段
地层中存在着（纯水区），（油水两
相区）和（纯油区）三个地区。
30、由于注水开发油田油藏中存在
着（毛细管力）（油水粘度差）（重
率差）因此形成油水两相区。
31、气体的体积随着温度和压力而
变化，一般以温度为（２０摄氏度）
及压力为（７６０毫米水银柱）为
标准条件。
32、描述高速非线性渗流规律有两
种形式，一种是（指数式），其表达
式为（q sc=c(p e2-p wf2)n））,另一种是
（二项式）其表达式为（p e2-p wf2＝
Aq sc +Bq sc）.
33、绝对无阻流量是指气井井底压
力为（１个绝对大气压）时的流量。
34、双重介质地层中存在着（两种
孔隙空间），其中（裂缝）为流油通
道，（孔隙）为储油空间。
35、实测双重介质地层中一口井压
力恢复曲线在半对数坐标中有（两
条）直线，而且（互相平行）。
36、油气储集层是（油气储集）的
场所和（油气运移）的通道。
37、油藏的驱动方式可以分为重力
水压驱动、（弹性驱动）、溶解气驱
动、（气压驱动）、重力驱动。
38、打开性质不完善井其不完善性
取决于（射孔数）、（射孔子弹的直
径）和射入深度。
39、所谓合理的工作制度是指油井
以尽可能大的（产量）生产，同时
尽量要小（能量消耗）。
40、在注水开发油田上，根据油田
接近于的（圆形）或（条带形）的
不同，生产井往往呈圆形或排状分
布。
41、多排井同时工作时，根据（水
电相似）原理，同样可以画出电路
图，然后按照有关的（电学）定律
来求解，得到多排井同时工作时各
排井产量或各排井的井底压力。
42、在压力降落传递到的范围内，
岩石及液体释放（弹性能），形成一
个（压降漏斗）。
43、当开井生产后，在地层内就发
生（压力降落），且波及的范围（愈
来愈大）。
44、一般情况下水比油（重），当油
水相遇时，形成（上油下水）的油
水两相共存区。
45、在（油层温度）和（压力）下，
油水粘度差别很大。
46、在没有外来能量补充的油藏，
在开发过程中，由于不断消耗油藏
本身的（能量），地层压力就会不断
（下降）。
47、采用溶解气驱方式开采时，油
田的（最终采收率）是很低的，一
般只有（5%～15%）。
48、天然气的主要特点是压缩性大,
气体的体积随（温度）和（压力）
而变化。
49、基岩的孔隙度（较大），但渗透
率（较小）。
50、广义上说，非牛顿液体包括两
大类：一是（纯粘性）的非牛顿液
体，二是（粘弹性）的非牛顿液体。
三、简答：
1、写出折算压力数学表达式，说明
其物理意义。
答：D
g
P
P
M
zs
?
+
=ρ
反映液体质点总能量
2、写出采油指数表达式，说明其物
理意义。
答：
p
q
J
?
=单位压差下采油
量，反映油井生产能力大小。
3、写出折算半径与完井半径关系
式，说明折算半径物理意义。
答：
s
w
we
e
r
r-
?
=将不完善
井假想为一口完善井，折算半径为
假想完善井半径。
4、写出导压系数表达式，说明其物
理意义。
答：
uct
k
Φ
=
η单位时间压
力传播面积。
5、写出含水率表达式，说明其物理
意义。
答：
w
w
w
k
f
1
1
μ
μ
+
=，
油井产水量与总液量之比。
6、写出油气比表达式，说明其物理
意义。
)
(
)
(P
R
P
B
P
K
K
G O R
s
rg
rg+
?
=
μ
μ
7、写出单相液体稳定渗流基本微分
方程，说明其它是什么类型方程。
2
2
2
2
2
2
=
?
?
+
?
?
+
?
?
z
P
y
P
x
P
x
热传导型方程，也叫拉普拉斯方程
（Laplace）
8、写出单相液体不稳定渗流基本微
分方程，说明它是什么类型方程。
t
P
z
P
y
P
x
P
x
?
?
=
?
?
+
?
?
+
?
?
η
1
2
2
2
2
2
2付
立叶方程。
9、写出H函数表达式，说明其物理
意义。
dp
P
B
p
k
H ro
?=
?
)
(
)
(μ
代表驱油能量大小。
10、写出弹性储能比表达式，说明
其物理意义。
m
C
C
f
t
f
t
+
=
)
(
)
(
?
?
ω裂缝
弹性储能与全系统弹性储能之比。 11、写出绝对孔隙度的数学表达式，并说明其物理意义。
%
100?=ΦV
V
t t 岩
石内总的孔隙度占岩石体积的百分
数；
12、 写出有效孔隙度的数学表达式，并说明其物理意义。
%
100?=ΦV
V
e 岩
石内有效孔隙体积占岩石体积的百
分数；
13、写出折算压力数学表达式，说明其物理意义。 答
：
M M z D
g P P ?+=ρM
反映液体质点M 总能量
14、写出达西定律的一般表达式。并说明影响阻力的因素。
L
p KA q Z μ?=
因素有两
个：一是流体的物性；二是砂层的
物性及几何尺寸。
15、简述不完善油井的一般特点。
渗流面积发生改变；井底附近的流线发生弯曲和密集，渗流阻力发生改变。
16、写出单相液体稳定渗流的拉普拉斯方程。
2
22222??+??+??z P
y P x P x 17、简述天然气的主要特点。 天然气的主要特点是压缩性大,
气体的体积随温度和压力而变化。18、用折算半径写出不完善井的产量公式。
we
e
wf e r r p p Kh q ln )
(2μπ-=
19、用表皮因子写出不完善井的产量公式。
S)
ln )(2＋（we
e w
f e r r
p p Kh q μπ-=
20、试写出表皮因子与折算半径间的关系，并说明各符号的物理意义。
S
w we e
r r -= 其中：we
r
折算半径；w r
油井半径；S
表
皮因子。
21、写出渗透率的数学表达式，说明其物理意义。
h
r r J K w
e
πμ2ln =
表示该
油井泄油区范围内的地层，在动态条件下的平均渗透率。 22、写出偏心井的产量公式。
w
e e
wf e r r a r p p Kh q ?--=
2
2ln
)
(2μπ
23、写出表皮系数的数学表达公式。
S p Bq Kh
S ?=
μ
π2
24、写出赫氏函数定义的数学表达式。
?
?=p
o ro
dp P B p k H 0
0)
()((p)μ
25、写出含水率表达式，说明其物理意义。
w
w w k k f 0
011
μμ+=
四、简答：
1、实验室内有如下地层模型，请画出压力分布曲线示意图。
P 图 P 图
1、 实验室内有如下地层模型，请画出其流场示意图。
图
3、实验室内有如下地层模型，请画出其流场示意图。
图
4、实验室内有如下地层模型，请画出其流场示意图。
图
5、油田中某油区等压图所示，请问在哪口井附近形成低压区。
图
答：在C 井处。
6、画出圆形油藏中心一口井情况下，流场示意图，并写出地层中
压
力
计
算
公
式
。
r r r
r Pwf Pe Pe P e
e ln ln --
=图
7、用示意图说明活塞式水驱油与非活塞式水驱油差别。
解：活塞式水驱油 图
非活塞式水驱油 图
五、公式推导：
1、 导出圆形油藏中心一口井产量计算公式。
答案：解：由达西公式微分方程可得：
dr
dp A
k
q μ
=
dr
dp h
r k
q ?=
πμ
2 由压力分布公式可得：
r r r P P dr dp w
e
wf e 1ln ?-=
将2代入1式可得油井产量公式为
：
w
e
wf e T T P P kh dr dp ln )
(2μπ-=
2、 证明油井折算半径与完井
半径关系式为：3-=e r r w we
答案：假想完善井产量公式为：
w
e
wf e T T P P kh p ln
)
(2μπ-=
不完善井产量公式为：
)
(ln )(2S T T P P kh p we
e
wf e +-=μπ 同一口井可同时使用1 和2表示，并
1＝2，所以
we
e w e r r s r r ln ln =+=
S
we
we -=∴γγ
3、 推导出，等产量一源一汇地层中，生产井产量计算公式。
答案：图
地层中任一点势值公式为：c r r q h M +=
Φ2
1
ln 2π 将M 点取在A 井上，
c r
d q w
h w f i +=Φ2ln 2π
①
将M 点取在B 井上，
c d
r
q w h wf
+=Φ2ln 2π ②
①
－
②
可
得
，
2)2ln(2w
h wf wfi r d q π=
Φ-Φ w
wf wfi h r d q 2ln
)(Φ-Φ=∴π
w
wf wfi r d
P P kh q 2ln
)
(μπ-=
4、 推导出等产量两汇条件下，生产井产量计算公式。
地层中任一点势值计算公式为
：
c r r q h
M +?=
Φ21ln 2π
将
M
点取在
A
井上，
c
r d q w h wf +?=Φ2ln 2π
① 将
M
点取在边界上，
c r q e h e +=
Φ2
ln 2π
②
②
－①可得
，
d
r r
q w e
h wf
e 2ln 22
?=Φ-Φπ
d
r r q w e
wf e h 2ln )(22
?Φ-Φ=
∴π
d
r r P P kh q w e wf e 2ln
)
(22
?-=
μπ
5、 推导出直线供缘附近一口生产井产量计算公式。
地层中任一点势值计算公式
为
：
c r r n q h M +=
Φ2
1
2π 将M 点取在生产井井壁上，
c d
r
q w h wf +=
Φ2ln 2π ①
将
M
点取在供缘上，
c c d
d
q h y =+=
Φln 2π ②
②
－
①
可
得
，
d
r q w h wf y 2ln 2π-
=Φ-Φ
w
wf y h r d q 2ln )
(2Φ-Φ=
∴π
w
wf y r d P P kh q 2ln
)
(2μπ-=
6、 推导出直线断层附近一口生产井产量计算公式。
地层中任一点势值计算公式为
：
c r r q
h M
+?=Φ21ln 2π
将M 点取在生产井井壁上，c r d q w h
wf +?=
Φ2ln 2π
①
将
M
点取在边界上，
c
r q e h e +=Φ2
ln 2π
②
②
－
①
可
得
，d
r r q w e
h wf
e 2ln 22
?=Φ-Φπ
d
r r
q w e
wf e h 2ln )(22
?Φ-Φ=
∴π
d
r r P P kh q w e
wf e 2ln )(22
?-=
μπ
7、 两断层相交1200
角，在其分角线上有一口生产井，如图所示。推导出此井产量计算公式。
图
将断层对生产井作用用假想井代替地层中任一点势值为
i
e n
i hi M e r r q ln
211
∑=±=
Φ-Φπ
将M 点取在A 井井壁上，可得：
]2ln 2ln [ln 22
d r
d r r r q
e e w e h wf
e ++=Φ-Φπ由此可得：
2
3
4ln )(2d r r q w e
wf e h ?Φ-Φ=
∴π
2
3
4ln )(2d
r r P P kh q w e wf e ?-=
μπ
8、 推导出关进后井底压力恢复规律―――霍纳公式 。
解：其关井前后产量变化如下： 图
假想生产井继续生产，引起压降为
21)(25.2ln 4w r t t kh q p ?+=?ηπμ压降为：
2225.2ln 4w r t kh q p ?-=?ηπμ总压降
：
t t
t kh q p p t p p p ws i ??+=?+?=?-=?ln 4)(21πμt t t kh q p t p i ws ??+-=?∴ln 4)(πμ9、从油气比概念出发，推导出油气比公式。
解:
)(1)()(000121p B q p R
p B q pa p
q q q q q q GOR o g oa ga ga oa ga ?+?=+==)(1)()(0000p B dr dp A kkr p B p Rs dr dp A kkr pa p dr dp g kk o rg ??+?=μμμ)()(000p ARs kkr pa p p B g k k rg μμμ+??10
、推导出不考虑毛细管力和重力影响的分流方程。 0
00011)(μμw
x o w w w w w w k dx dp
A k dx dp A k dx dp A k q q q f ?+=
+=+=
六、综合分析
1、 根据油井产量公式论述油井应采取哪些增产措施。 e
w
e w
f e w e wf e R p
T T kh p p r r p p kh q ?=
-=-=ln
2)(ln )(2μπμμπq ↑ △p p e ↑增加注水井产量，p wf ↓降低油井流压
Re ↓μ↓降低流体粘度 K ↑
酸化，压裂。
(1)
差成正比，能量利用合理； (2) 非线性渗流，由于油井产量
大，或压力低，底脱气而产生此曲线。
(3) 曲线不合格，没达到稳定即测试参数而引起此曲线。
2、 画出常见的三种稳定试井指示曲线，并分析产生各种曲线的原因。
3、 叙述等值渗流阻力法用于多排井的条件。
a ）同一井排井距相等，不同井
排可不等；
b ）同一井排井半径相等，不同井排可不等
c ）同一井排井底压力相等，不同井排可不相等；
d ）同一井排每口产量相等，不
同井排可不相等。
4、 直线供源附近布有三排生
产井，如图所示。
1） 用电路图描述渗流过程：
图：
2） 列出电路方程
1
113211)(Rn Q Ru Q Q Q P P wf e +++=-1
12223221)(Rn Q Rn Q Ru Q Q P P wf wf -++=- )
(3332212Rn Rn Q Rn Q P P wf wf +--=-
5、 直线注水井排附近有三排
生产井，如图所示
图
1） 用电路图描述渗流过程 图
渗流内外阻公式wi
i i ui r
d kh ni L Wkh R ππμμln 2?==
6、 圆形供缘地层中布三排生产井，如图所示。
1） 用电路图描述渗流过程 图
1
113211)(Rn Q Ru Q Q Q wf +++=
2
2332112)(Rn Q Rn Q Q Ru Q P wf +++-=)
(332223
Rn Ru Q Rn Q +--=
因是什么？
（1） 理论压力恢复及曲线应在半附数坐标中是一条直线。
（2） 实际是曲线
（3） 产生原因是续流，井筒储存及边界影响
图
8、 叙述用常规试井方法确定油层渗透率过程，并写出渗透率表达式。
1） 根据实测试井资料在半对坐标中画出恢复曲线。
2） 求出直线段斜率m
3） 用公式mh
q k μ
183
.0=
9、 叙述溶解气驱开发油田压力及油气比变化特点。
（1） 整个生产过程中压力不断下降。
（2） 油气比变化分三个时期。
缺一页
P g P P M zm ?+=ρ
Pa
P zA 6610484.101008.9800107.9?=??+?=Pa
P zB 6610192.10508.9800108.9?=??+?= 答:A 井折算压力为10.484Mpa.B 井折算压力为
10.192Mpa.
2、油藏中有A 、B 两井，油层
中部相差为60m ，已知地下流体密
度为880kg/m 3
，测得两井井底压力分别为
Pa
P Pa P B A 661046.11,1082.11?=?=，
问哪口井底附近能量小？
图
P g P P M zm ?+=ρ
Pa
P D g P P A A S zA 61082.11?==?+=ρ
Pa
Pa D g P P B B zB 6610977.11608.98801046.11?=??+?=?+=ρ答:A 井附近能量小
1、 背斜构造中有两口探井，测得两井原始地层压力分别为
Pa
P Pa P B A 6
6106.11,102.11?=?=，
并探出两井油层中部距离分别为
m
D m D B A 132180==求地层中流体
密度为多少？
答
:
D g P P M zm ?+=ρ
A
A zA D g P P ?+=ρ
B
B zB D g P P ?+=ρ
132
8.9106.111808.9102.116
6
??+?=??+?ρρρ
)132183(8.910)2.116.11(6-?=?-3
6
/850)
132180(8.9104.0m kg =-??=ρ答:流体密度为850kg/m 3
4、背斜构造中有两口探井，如图所示，测得A 井到油水界面距离
为50m ，地下流体密度为860kg/m 3
A
井原始地层压力为10.5×106
Pa,求B 井原始地层压力为多少？
图 答
:
D g P P M zm ?+=ρ
原始状况下:
ZB zA P P =
a
B P P 61063.10?±=∴B B A A zA D g P D g P P ?+=?+=ρρ
70
5.9860508.9860108.106??+=??+?B P 答:B 点原始地层压力为10.63Mpa. 5、根据大庆油田某区块压力曲线得出原始地层压力数学表达式为P1 =3.8+0.068D,其中压力单位为Mpa ，1995年测得两口加密井油层中部深度分别为D A =950m D
B =1080m ，
求两井原始地层压力分别为多少？
D P A 0068.08.3+=
MPa
P Ai 26.109500068.08.3=?+=
MPa
P Bi 464.109800068.08.3=?+=答:A 井原始地层压力为10.26Mpa 。B 井原始地层压力为10.464Mpa 。 6、大庆外围某油田在第一批探井时得出原始地层压力计算公式为
P1 =5.6×106Pa+4.5×103
D,后来又打了两口探井，测得油层中部深度分别为D A =980m D B =1080m ，求两井原始地层压力分别为多少？
P
P i 3
6105.4106.5?+?= Pa
P i A 6361001.10980105.4106.5?=??+?=
Pa
P Bi 6361046.101080105.4106.5?=??+?=答：A 井原始地层压力为10.01Mpa,B 井原始地层压力为10.46Mpa 。
7、某供油范围内有三口井进行了测试，测得地层压力分别为P A =10Mpa,P B =9.6Mpa,P c =9.8Mpa,地
下流体密度为0.8t/m 3
.三口井油层中部距原始油水界面距离分别为D A =12m D B =115m D C =75m ，问在哪口井井底附近形成低压区？
D g P P M zm ?+=ρ
Pa
P ZA 6610094.10128.98001010?=??+?=
Pa
P ZB 66105.101158.98001010?=??+?=Pa
P ZC 6610388.10758.98001010?=??+?=ZB ZC ZA P P P <<∴
答：在A 井附近形成低压区。
△P L
L L
3
Z ZA P P <∴
8、实验室内有一长方形地层模型，如图所示，实验所用流体粘度
为1mPa ·S ，入口处压力为5.×104
Pa
时，测得流量为5.4m 3
/min ，求此地层模型渗透率（出口通大气）。
图：
L
P
A
k
q ?=μ 2
134
4361091051050605.010104.5m P A L q k ----?=???????=?=μ
答：模型渗透率为
2
12213109.0109m m --?=?
9、 实验室内有一地层模型，长
为1m ，横截面积为0.5×10-2m 2
,模
型渗透率为1.5×10-12m 2
,实验所用流体粘度为2mpa ·S ，实验时出口处通大气，若保持流量为
4.5cm 3
/min 时，入口处压力应为多少？
L
P A
k
q ?=
μ
pa
pa KA L q P 452
1236102102.0105.0105.1601
102105.4?=?=????????=
=?----μ 答：入口处压力为2×104
Pa 。 10、 实验室内有一圆形地层模型，其直径为2.5cm ，长为0.6m ，
渗透率为2.5×10-12m 2
, 实验所用流体粘度为 3.4mpa ·S ，实验时模型两端压力差为
L
P A
k
q ?=
μ
S
m q /1098.96
.01040.31066.1105.24
105.23835
4212----?=????????=
π
答：出口处流量为
m i n
/988.53Cm 11、建立渗流力学基本微分方程式必须要考虑的因素有那些?
必须以表示物质守恒的连续性方程为基础；必须受运动方程的支配；需要建立流体和岩石的状态方程；在渗流过程中，有时伴随发生一些物理现象，此时还应建立描述这种特殊现象的特征方程。
12、复杂断层的汇点反映法的原则和步骤是什么？
镜面反映的对称原则，即在真实井的对称位置上给出各自的“井像”，同号等产量。镜面必须保持为分流线的原则，利用断层具有分流线的性质，若保证不了断层为分流线，应在适当的位置上加上一个或几个平衡像，其目的是保证断层上任意一点的合速度方向必须与断层方向重合。
13、气井稳定试井的方法是什么？ 首先测取气层静止压力（或者在整个测试结束之后进行），然后开井生产，用不同直径的孔板或节流阀来改变工作制度，等到每个工作制度生产达到稳定之后测量流量和井底流动压力。最后，根据稳定渗流理论来整理实测试井资料，求出所需的参数。
14、目前运用不稳定试井方法可以解决的问题有哪些？
确定井底附近或两井之间的地层导压系数和Kh/μ等；推算地层压力；判断油井完善程度及估计油井增产措施的效果；发现油层中可能存在的各种边界；泄油范围内的原油弹性储量。
15、试推导出平均渗透率公式。 因
为
：
we
e
wf e r r p p Kh q ln )
(2μπ-=
p
q
J ?=
所
以：h
r r J K w
e
πμ2ln =
16、现代试井解释方法的特点有哪些？
运用了系统分析的概念和方法，使得试井解释大大前进了一步；采用了典型曲线拟合的方法，将实测数据绘制在与理论典型曲线坐标比例大小一致的双对数图中，然后与典型曲线拟合，求得参数；处理所有测试数据，获得更多的信息；完善了半对数解释方法；整个解释过程是一个边解释边检验的过程，保证了解释的可靠性。 17、简述表皮效应？
设想在井周围 有一个很小的环形区域，由于种种原因，这个小环形区域的渗透率与油层有所不同，因此当原油从油层流入井筒时，在这个小环形区域产生一个附加压力降。这种现象称为表皮效应。一般表皮系数S>0不完善井，S<0完善井，S>0超完善井。
18、简述在溶解气驱开采形式下，生产气油比的三个阶段。
第一阶段：生产气油比缓慢下降，在这一阶段，地层压力刚开始低于饱和压力，分离出的自由气量很少，呈单个的气泡状态分散在地层内，气体未形成连续的流动，故自由气膨胀所释放的能量主要用于驱油；第二阶段：气油比急剧上升，因为此时分离出来的自由气的数量较多，逐渐形成一股连续的气流，因此油气同时流动，但气体的粘度远比油的粘度小，故气体流动的快，但油却流得很慢，在这阶段气体驱油的效率较低；第三阶段：生产气油比迅速下降，这时已进入开采后期，油藏总的气量已很少，能量已近枯竭。
19、推导出直线断层附近一口生产井产量计算公式。
地层中任一点势值计算公式为：
c r r q
h M +?=Φ
21ln 2π
将M 点取在生产井井壁上， c
r d q
w h
wf +?=
Φ2ln 2π
将M
点取在边界上，
c
r q e h e +=
Φ2
ln 2π
所以
d
r r q w e
h wf
e 2ln 22
?=Φ-Φπ
d
r r q w e
wf e h 2ln )(22
?Φ-Φ=
π
d
r r P P kh q w e
wf e 2ln )(22
?-=
μπ
20、简述一下油气储集层的内部空间结构特点。
分为三种介质和七种结构：三种介质：单纯介质，双重介质和三重介质；七种结构：单纯介质包括粒间孔隙结构、纯裂隙结构和纯溶洞结构；双重介质包括裂缝－孔隙结构、溶洞－孔隙结构和裂缝－溶洞结构；三重介质为孔隙－裂缝－溶洞结构。
21、稳定试井的方法有哪些？ 稳定试井的具体方法因油井的开采方式不同而不同。对于自喷井，一般通过改变油嘴大小来实现；对于抽油机井，一般通过改变抽油机的工作参数（如冲程、冲数等）来实现。
22、稳定试井可以解决哪些问题？ 确定油井合理的工作制度；确定油井的生产能力；判断增产措施效果；推算地层的有关参数；
八、计算题：
在边长充足的圆形油藏中有一口完善井。油藏供油半径为1000m ，油层厚度为8m ，渗透率为0.2×
10-12m 2
,地下流体粘度为 3.4×10-3Pa ·S 。边界处压力为12×106Pa ，
井底流动压力为8×106
Pa ，油井半径为0.1m ，地下原油体积系数为1.12，求此井日产油量。
1000
ln 104.310)812(8102.02ln )(236
12--??-???=-=
πμπw
e
wf e r r P P kh q )
(/99)(/9.110/1028.13333地上值地下值d m d m S m ==?=-答：此井日产量为99m 3
/d. 2、重力水压驱动方式下油藏中有一口生产井。已知油层厚度为
10m ，渗透率为0.4×10-12m 2
,地下流体粘度为9m ×Pa ·S 。供油半径为0.1m ，供油边界处压力为10.5
×106Pa 。当油井日产量为60m 3
/d 时，此井井底压力为多少？
w e wf e r r P P kh q ln )(2μπ-=
kh
r r q P P w e
e w
f πμ
2ln -
=
答：井底流压为8.5Mpa 。
2、 注水开发油藏中有一口生
产井。已知油层厚度为7.5m ，渗透
率为0.36×10-12m 2
,地下流体粘度
为 3.5m ×10-3
Pa ·S 。供油半径为300m ，油井完井半径为0.1m 。当生
产压力差为4.8×106Pa 时，油井的
日产量为180m 3
/d ，（地下值），问此井是否是完善井。 w
e
wf e T T P P kh q ln )(2μπ-=
完
1
.0300ln
105.3)
108.4(5.71036.0236
12
---??????=π d
m S m /251/109.2333=?=-实际完q q >
若此井为完善井,q=251m 3
/d,实
际是一口不完善井. 3、 注水开发油田，井距为500m ，地层平均压力为10.8Mpa 。油层厚度为15m ，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，油井半径为0.1m 。当油井日产量为60t/d （地值）时，
测得井底流动压力为9.4×106
Pa 。求此地层渗透率。
图
w e
wf e r r P P kh q ln
)
(2μπ-=
完)
(2ln
wf e w
e P P kh r r k -=
πμ 310)4.98.10(1528640085.01.0250
...ln
10915.160?-???????=
-2
12213105.0105m m --?=?=
4、 两断层相交成直角，在其分角线上有一口生产井，如图所示，油层厚度为6m,渗透率为0.46×
10-12m 2
,地下流体粘度为 3.6×103
Pa ·S 。井到边界处距离为1000m ，
边界处压力为11.6×106
Pa ，油井半径为0.1m ，保持此井井底流动压力
为8×106
Pa 时。此井日产量为多少？（地下值）。
3
4
281ln
)
(2d r r P P kh q w e
wf e μπ-=
d m /120150281.0)1000(ln
106.310)86.11(61046.023343612=?????-????=--π答:此井地下流量为
d m /1203.
5、 两断层相交1200角，在分角线上有一口生产井。其油层厚
度为6.8m ，渗透率为0.48×10-12m 2
,地下流体粘度为4Pa ·S ，井距断层距离为150m ，距供油边界距离为
1000m ，边界处压力为9.6×106
Pa ，油井半径为0.1m ，井底流压为7.4
×106
Pa ，求此井日产油量。
2
42813ln )(2d r r P P kh q w e wf e μπ-= 336
1215041.0)1000(ln 10410
)4.76.9(8.6108.4.02?????-????=--π7、某探井每天以500 m 3
（地下值）投入生产。已知地层厚度为16m ，地下流体粘度为 2.5×10-3
Pa ·S ，地层渗透率为0.8×10-12m 2,导压系
数为0.5m 2
/S ，油井半径为0.1m 。求油井生产5天时井底总压差为多少？
2
25.2ln 4w
i wf r t
kf q P P ?-
=ηπμ2
25.2ln 4w
wf i r t
kh q P P P ηπμ=-=
31.086400
55.025.2ln
16108.1486400105.2500?????????=
-Pa 61059.1?=
答:总压降为1.59×106
P a. 8、在弹性驱动方式下某油田一口探井。此井日产量为180m3/d （地上）已知原始地层压力为11Mpa ，地下原油粘度为3mPa ·S ，渗透率
为0.5×10-12m 2
,地层厚度为10m ，
导压系数为0.2 m 2
/S ，原油体积系数为1.2。油井半径为0.1m ，求此井生产30天时井底流动压力。
2
25.2ln 4w i wf r t kh q P P ηπμ-=d
m d m q /2162.1/18033=?=2
2361.086400
302.025.2ln
10105.14864001032161011?????????-
?=--πwf P Pa 61078.8?=
答:此井生产30天后井底流压
力
Pa 61078.8?
9． 某注水开发油藏地下水的
粘度为1mPa ·S ，当地下油相渗透率与水相渗透率相等时，地层中含水率为多少？ 8.010410111
11
3300=???+=+=--w
w w w k k K K
f μμ
答:当地层中油相渗透率与水相渗透率相等时含水率为0.8 10． 已知某注水开发油田束缚水饱和度为0.2，油水前缘含水饱和度为0.6，前缘含水率为0.8，求油水两相区平均含水饱和度值。
)
(1
wf S wr w f S S '+
=
2
0.2
0.6
0.8
S S )(S f )(S f wr wf wf
w wf w
=-=-=
'7.0212.0=+=w S 答:地层平均含水饱和度为
0.7
11、油藏中有A 、B 两点，连点相差为60m ，B 点在上,已知地下流体密度为880kg/m 3
，测得两点压力分别为
P Pa P B A 611
,1082.11=?=，问哪点附近能量小？2.2
解：P g P P M zm ?+=ρ 以A 点为基准面，则
P D g P P A A S zA 1
==?+=ρ
D g P P B B zB 11
=?+=ρ
答:A 点附近能量小
12、现测得A 、B 两井原始地层压力分
别
为
,102.136Pa P A ?=
Pa P B 6106.13?=，
并
且
m
D m D B A 182,230==。求地层中流体密度为多少？2.2
min
/988.5/1098.9332cm s cm =?=-Pa
6236
105.810
104.02864001.0300ln
10960105.10?=???????-?=--π)
(/8.83/1097.0333地下值d m s m =?=-B
Z ZA P P <∴
解:
D g P P M zm ?+=ρ
A
A zA D g P P ?+=ρ
B
B zB D g P P ?+=ρ
所以： 1828.9106.132308.9102.1366??+?=??+?ρρ ρ
)182230(8.910)2.136.13(6-?=?-
36
/850)
182230(8.9104.0m
kg =-??=
ρ
答:流体密度为850kg/m 3
13、有一个实验地层岩样，长50cm ，宽10cm ，高5cm ，沿长度方向流动，实验所用流体粘度为1mPa ·S ，出
口通大气，入口处压力为5.×104
Pa
时，测得流量为5.4×10－6m 3
/min ，求此地层岩样渗透率。3.2
解：
L
P A
k
q ?=
μ
2
124
43
6108.11051050605.010104.5m
P A L q k ----?=???????=?=μ
答：模型渗透率为
212108.1m
-?
14、有一地层模型，L=1m ，A=0.5
×10-2m 2,K=1.5×10-12m 2
,实验所用流体粘度为2mpa ·S ，实验时出口处通大气，若保持流量为
4.5cm 3
/min 时，求入口处压力。3.2
L
P
A k
q ?=μ
pa pa KA L q P 452
123
6102102.0105.0105.1601102105.4?=?=?
???????==
?----μ
答：入口处压力为2×104
Pa 。 15、有一个实验地层岩样，地层岩
样渗透率
2
12108.1m
-?，
宽10cm ，高5cm ，沿长度方向流动，实验所用流体粘度为1mPa ·S ，出口通大气，入口处压力为5.×104
Pa 时，测得流量为5.4×10－6m 3
/min ，求此岩样长度。3.2
m
q P A 5.010104.5105105060108.1K L 3644
12
=????????=?=----μ
答: 岩样长度为0.5米。 16、有一地层模型，其长2m ，横截面积0.01m 2
，实验时两端压差为5
×104
Pa ，液体粘度2mPa ·S ，地层岩
样
渗
透
率
212100.2m -?，求通过
此模型液体流量。3.2
s m L P kA q /105.2210210501.0100.23
734
12--????????=＝＝－μ
答
：
流
量
为
s m /105.23
7-?。
17、有一长为2m 、横截面积为0.01m
2
的地层模型，实验时液体流量为
s m /105.237-?，液体粘
度1mPa ·S ，地层岩样渗透率
212100.2m -?，求此时模型两端压差。3.2
Pa 105.201
.01022
101105.24123
7
???????=
?--＝＝－KA L q P μ答：两端压差为2.5×104
Pa 。 18、在边长充足的圆形油藏中有一
口完善井。油藏供油半径为1000m ，油层厚度为8m ，渗透率为0.2×10-12m 2
,地下流体粘度为 3.4×10-3Pa ·S 。边界处压力为12×106Pa ，
井底流动压力为8×106
Pa ，油井半径为0.1m ，地下原油体积系数为1.12，求此井日产油量。3.3
1.0ln
104.310)8
12(8102.02ln )(236
12--??-????=
-=πμπw
e w
f e r P P kh q d
m s
m /9.110/1028.1333=?=-
d
m q /9912.1/9.1103==地上
答：此井日产量为99m 3
/d 。
19、有一口不完善井油藏，边长充
足、圆形，油藏供油半径为1000m ，油层厚度为8m ，渗透率为0.2×10-12m 2
,地下流体粘度为 3.4×
10-3Pa ·S 。边界处压力为
12×106Pa ，井底流动压力为8×106
Pa ，油井折算半径为0.1m ，地下原油体积系数
为1.12，求此井日产油量。3.3
1.01000ln 104.310)812(810
2.02ln
)(23612--??-????=-=πμπ
we
e w
f e r r P P kh q
d m s m /9.110/1028.133
3=?=- d m q /9912.1/9.1103==地上
答：此井日产量为99m 3
/d 。 20、有一口不完善井油藏，边长充足、圆形，油藏供油半径为1000m ，油层厚度为8m ，渗透率为0.2×10-12m 2
,地下流体粘度为 3.4×10-3Pa ·S 。边界处压力为12×106Pa ，
井底流动压力为8×106
Pa ，油井折算半径为0.1m ，求此井流量。3.3
1.01000ln 104.310)812(810
2.02ln )
(23612--??-????
=
-=πμπwe e wf e r P P kh q
s
m /1028.13
3
-?=
答：流量为1.28×10-3m 3
/s 。 21、注水开发油田，井距为500m ，
地层平均压力为10.8Mpa 。油层厚度为15m ，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，油井半径为0.1m 。当油井日产量为60t/d （地值）时，测得井
底流动压力为9.4×106
Pa 。求此地层渗透率。3.4
w
e w
f e r r P P kh q ln )(2μπ-=完 )
(2ln
wf e w
e
P P h r r q k -=
πμ
6
310
)4.98.10(1528640085.01.0250ln 10915.160?-???????=-π 2122
13105.0105m m --?=?=
22、注水开发油田，井距为500m ，地层平均压力为10.8Mpa 。地层渗
透率
2
12105.0m
-?，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，油井半径为0.1m 。当油井日产量为
60t/d （地值）时，测得井底流动压力为9.4×106Pa 。求此油层厚度。3.4 )(2ln
wf e w e
P P K r r q h -=πμ
123)
4.98.10(10
5.028640085.01.0250ln
10915.160-????????=--π m 15= 23、注水开发油田，油层厚度为15m ，
地层渗透率0.5×10-12m 2
,地层平均压力为10.8Mpa 。
体积系数为1.15，
井距为500m ，原油相对密度为0.85，油井半径为0.1m 。当油井日产量为60t/d （地值）时，测得井底流动压力为9.4×106
Pa 。求此地下流体粘度。3.4
w
e
wf e r r q P P kh ln )(2-=
πμ
1.0250ln 15
.1608.10(15105.028640085.012
??-??????=-π
s
Pa ??=-3109
答：地下流体粘度9mPa ·S 24、某注水开发油田束缚水饱和度为0.25，油水前缘含水饱和度为0.6，前缘含水率为0.7，求油水两相区平均含水饱和度值。6.3
)(1wf S wr w f S S '+= 20.250.60.7S S )(S f )(S f wr wf wf w wf w =-=-='75.02
1
25.0=+=w S 答：饱和度值为0.75。
25、某探井以100m 3
/d 进行生产，生产一定时间后试井得出压力恢复曲线斜率为0.5MPa/周期，已知油层厚度为9.1m ，地下流体粘度9.6mPa ·s ，体积系数 1.12，求地层渗透率。5.3
Kh
q m μ183
.0= mh
q K μ
183
.0=
105.0864001
6.912.1100183
.06?
?????= 212105.0m -?=
答：地层渗透率
2
12105.0m -?。 26、某探井以100m
3
/d 进行生产，生产一定时间后试井得出压力恢复曲线斜率为0.5MPa/周期，已知地
层渗透率
212105.0m -?，
地下流体粘度9.6mPa ·s ，体积系数1.12，求油层厚度。5.6
Kh q m μ183.0= mK
q h μ183
.0=
6105.0864006
.912.1100183
.0?????=
m 1.9= 答：油层厚度为9.1m 。
27、某探井以100m 3
/d 进行生产，生产一定时间后试井得出压力恢复曲线斜率为0.5MPa/周期，已知地
层渗透率
212105.0m -?，
已知油层厚度为9.1m ，体积系数1.12，求地下流体粘度。5.6
μμq mKh 183.0=
1
.1100183.05.0105.0864006
??????=
s Pa ??=-3106.9
答：地下流体粘度9.6mPa ·s 。 28、每天以300 m 3
（地下值）投入生产的某井。已知地层厚度为16m ，
地下流体粘度为 2.5×10-3
Pa ·S ，
地层渗透率为0.8×10-12m 2
,导压系
数为0.5m 2
/S ，油井半径为0.1m 。求油井生产5天时井底总压差为多少？6.4
2
25.2ln 4w i wf r t
kf q P P ?-=ηπμ 225.2ln 4w
wf i r t kh q P P P ηπμ=-=?
21231
.08640055.025.2ln
1610
8.0486400105.2300?????????=
--π
Pa 6
10954.0?=
答：油井生产5天时井底总压差为
0.954MPa 。
29、每天以300 m 3
（地下值）投入生产的某井。已知地层厚度为16m ，
地下流体粘度为 2.5×10-3
Pa ·S ，油井生产5天时井底总压差为
1.272MPa,导压系数为0.5m 2
/S ，油井半径为0.1m 。求地层渗透率。6.3
2
25
.2ln )(4w wf i r t h P P q K ηπμ-=
263
1.086400
55.025.2ln 1610272.1486400105.2300?????????=
-π 2
12108.0m -?=
答：地层渗透率为0.8×10-12m 2
。 30、每天以200 m 3
（地下值）投入生产的某井。已知地层渗透率为
0.8×10-12m 2
，地下流体粘度为2.5
×10-3
Pa ·S ，油井生产5天时井底
总压差为 1.272×106
Pa,导压系数
为0.5m 2
/S ，油井半径为0.1m 。求地层厚度。6.3
2
25.2ln )(4w wf i r t K P P q h ηπμ-=
2
1263
1.08640055.025.2ln 108.01027
2.1486400105.2200??????????=
--π
m 6.10=
答：地层厚度10.6m 。
31、每天以200 m 3
（地下值）投入生产的某井。已知地层渗透率为
0.8×10-12m 2
，地层厚度10.6m ，油井生产5天时井底总压差为1.272
×106Pa,导压系数为0.5m 2
/S ，油井半径为0.1m 。求地下流体粘度。6.3
t
r q
Kh
P P h w wf i ηπ25.2ln )(42
-=
8640055.025.21.0ln
200108.010272.14864002
12
6????????=-π
s
Pa ??=-3105.2 答：地下流体粘度为 2.5×10-3
Pa ·S 。
32、每天以200 m 3
（地下值）投入生产的某井。已知地层渗透率为
0.8×10-12m 2
，地层厚度10.6m ，地下流体粘度为2.5×10-3
Pa ·S,油井生产5天时井底总压差为1.272×106Pa,导压系数为0.5m 2/S ，求油井半径。6.3
Kh
P P qh w wf i te
r )(425.2-πη＝ 12
6
10
8.010272.14864006
.102008640055.025.2-??????????=πe
m 1.0=
答：油井半径为0.1m 。
33、每天以300 m 3
（地下值）投入生产的某井。已知地层厚度为16m ，地下流体粘度为 2.5×10-3
Pa ·S ，
油井生产5天时井底总压差为Pa 610954.0?，
地层渗透率为0.8×10-12m 2
,油井半
径为0.1m 。求导压系数。8.4
μπηq p kh w
e t
r ?4225.2＝
6
12105.230010954.016108.04864002
86400
525.21
.0-??????????=
πe
s m /5.02=
答：导压系数为0.5m 2/S 。
34、每天以
300 m 3
（地下值）投入
生产的某井。已知地层厚度为16m ，
地下流体粘度为 2.5×10-3
Pa ·S ， 油井生产几天后井底总压差为
Pa 610954.0?，导压系数为0.5m 2
/S ，地层渗透率为
0.8×10-12m 2
,油井半径为0.1m 。问油井生产的天数？8.4 μ
πη
q p kh w
e r t ?42
25.2＝
3
6
12105.230010954.016108.04864002
86400
5.025.21
.0--??????????=
πe
d 5=
答：油井生产5天。
《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
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。
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
渗流力学整理
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）
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。
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
渗流力学
《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
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
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-++++=
《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
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。
渗流力学名词解释及重点公式
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
成都理工大学渗流力学考试真题
《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。
流体力学考试复习资料考点(1)
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答案第三章
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）
《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、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。