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。

(第七题图)答案一 填空题（本大题20分，每空1分）1． 油气储集层是油气储集的场所和油气运移的通道 2． 储容性、渗透性、比表面大、结构复杂 3． 粘滞力、弹性力、毛细管压力4． 02=∇p ，拉普拉斯5． 打开程度不完善、打开性质不完善、双重不完善 6． r 1r 2=C 0、分流线、流场中流速为零的点 7．⎰=pp B K H 0o o rod μ，当油气同时从油藏内流入到井底时，油藏共消耗的能量为wfe p p p -=∆的值，而其中消耗于使油渗流的能量为wf e H H H -=∆的值8．2sc sc 2wf 2e Bq Aq p p +=-，Bp p B A A q 2)(42a 2e 2AOF -++-=二 简答题（本大题30分，每小题3分） 1.2. 生产气油比变化可分为三个阶段：（1） 在第一阶段时，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，股自由气膨胀所释放的能量主要用于驱油。

（2） 在第二阶段中，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，故气体流动很快，但油却流的很慢。

气驱动油效率很低。

（3） 在第三阶段，生产气油比逐渐下降，这时已进入开采后期，油藏中的气量很少，能量已近枯竭。

3. 渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。

A q v /=。

真实渗流速度：流体通过单位孔隙渗流面积的体积流量。

φφA q v /=。

两者关系：φv v =φ4.Ⅰ——塑性流体；Ⅱ——拟塑性流体；Ⅲ——牛顿流体；Ⅳ——膨胀性流体5. 定义：油藏中任一点的实测压力均与油藏埋藏深度有关，为了确切的表示地下的能量的分布情况，必须把地层内各点的压力折算到同一水平面上，经折算后的压力称为折算压力。

公式：M M ZM D g p p ∆+=ρ；实质：代表了该点流体所具有的总的机械能。

6.t C Kφμη=，单位时间内压力传播的面积。

7. 平面单向流：在沿程渗流过程中压力是均匀消耗的。

平面径向流：压力主要消耗与井底附近，这是因为愈靠近井底渗流面积愈小，而渗流阻力愈大。

8. 在油层中当许多井同时工作时，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等，必然会引起其它井的产量或井底压力发生变化，这种现象称为井干扰现象。

实质：地层能量重新平衡。

服从压降叠加原则。

9. 稳定试井：通过人为地改变油井的工作制度，在各个工作制度稳定的条件下测量其压力机对应的产量等有关资料，这种试井方法称为稳定试井。

指示曲线的用途：确定合理的工作制度；确定油井的生产能力；判断增产措施的效果；推算有关地层参数。

10. (1) 活塞式水驱油：水油接触面将垂直于流线并均匀的向井排移动，水将孔隙中可流动的油全部驱出。

(2) 非活塞式水驱油：由于油水粘度差，毛细管现象，油水重率差以及地层非均质性等因素的影响，水渗入到油区后，会出现一个油水同时混合流动的两相渗流区，这种现象称“非活塞式水驱油” 三已知：L =1 m ，A =4 cm 2=4×10-4m 2，K =2.5×10-12m 2，μ=1cp=10-3Pa ·s ，q =4cm 3/min=601046-⨯m 3/s求：Δp =?解：根据达西公式μL pKA q ∆=，得KA L q p μ=∆41236104105.211060104----⨯⨯⨯⨯⨯⨯=Pa 10067.06-⨯=∴ Δp =0.067 MPa四 利用等效处理的方法，将变流量问题转化为多个常流量的问题，然后再利用压力叠加原理确定不同时刻的井底压力。

q 1 t 2 Δp 1 －q 1 t 2 －t 1 Δp 2 q 2 t 2 －t 1 Δp 31212w 2.250.183lg q t p Kh r μη∆=；12122w 2.25()0.183lg q t t p Kh r μη--∆=22132w 2.25()0.183lg q t t p Kh r μη-∆=wf 2i 123()()p t p p p p =-∆+∆+∆12121221wf 2i 222w w w2.25 2.25() 2.25()()(0.183lg 0.183lg 0.183lg )q t q t t q t t p t p Kh Kh Kh r r r μημημη---=-++ 2221wf 2i 221w2.25()()[0.183(2lg lg )]q t t t p t p Kh t t r μη-=-+-五利用镜像反映法得到反映图，如图所示。

利用势的叠加原理，得C b a qb q a q r q ++-++-+=)44ln(π2)2ln(π2)2ln(π2ln π222h h h w h wf φC =e φ b r b a a q 222ln π2w 22h wfe ⨯+⨯=-φφ因为pKμφ=，h qq =h ，所以可整理得w22wf e 2ln)(π2br b a a p p Kh q +-=μ六生产气油比是换算到大气条件下的总产气量和换算到大气条件下的产油量之比。

oaga q q GOR = (1))()(s o o a 1ga2ga1ga p R p B q p p q q q q g +=+=；)(1o oa p B q q o =r p AμKK q rg g d d g 1=r pA μKK q d d o ro o = 代入（1）式整理得)(1d d )(d d d d )(o o ro o so ro g rgp B r p A μKK p B R r p A μKK p p r p Ap μKK GOR a ⋅⋅+⋅=)()()()(s ao ro o p R p pp B p μK p μK GOR g rg +=七（本大题10分，每小题5分）1． 据达西公式的微分形式： x p μK v d d -=∵ A q v = ∴x KA q μp d d =-x A K q μx A K q μp L L L p p d d 0d 2122121⎰⎰⎰+=-)(1221121L L A k q μL A k q μp p -=-+∴ 产量公式为：)3()()()(11211212121121K L L K L μp p A K L L K L μp p A q -+-=-+-=2． 据达西公式的微分形式：x p μK v Aq d d -==，可得AK q μx p m ==|d d | 由于渗透率K 与|d d |x p即压力分布直线的斜率成反比，因此渗透率越大，直线斜率m 就越小。