油气层渗流力学第二版绪论(张建国版中国石油大学出版社)
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油气层渗流力学第二版第五章(张建国版中国石油大学出版社)资料
气体渗流理论
一 气体渗流微分方程 二 气体稳定渗流理论 三 气体不稳定渗流理论
第二节 气体稳定渗流理论
一、平面径向达西稳定渗流 1、物理模型（地质模型） 设有一均质圆形等厚地层，中心有一口完善井以定产量生产，边界
上有充足的气源供给，地层几何模型如图所示，供给边界半径为re，边 界压力为pe，气井半径为rw，井底压力为pw，气层厚度为h。
一、气体不稳定渗流数学模型 建立气体不稳定渗流数学模型时需如下假设
(1)均质（K、Φ为常数）、水平、等厚、各 向同性中心一口井以定
产量投产； (2)单相气体流动，压力梯度很小，其渗流满足达西定律； (3)忽略气层内温度变化与重力作用。
第三节 气体不稳定渗流理论
气体不稳定渗流数学模型的微分方程的通式：
第二节 气体稳定渗流理论
流线方程：根据流线和等压线正交的性质，气体平面径向渗流的
流线是一簇指向气井的径向线。在井附近，由于过水断面减少，
流线越密集。
等压线
流线
气体平面径向流的水动力学场图
第二节 气体稳定渗流理论
液体：
气体：
第二节 气体稳定渗流理论
➢ 在相同压差条件下，靠近井 底附近，气体压力梯度比液 体大，其压降漏斗比液体更 陡。
qsc
774.6K e
T ln re
wf
rw
式中：
qsc—标准状况下的气井产量，m3/d pw—井底压力，MPa； h—气层厚度，m；
re—排泄半径，m；
qsc
774.6K TZ
pe2 ln re
pw2f
rw
pe—外边界压力，MPa； K—气层渗透率，10-3μm2； T—气层温度，K； rw—气井半径，m。
中国石油大学硕士研究生参考书目
中国石油大学硕士研究生参考书目初试科目参考书目：212俄语：HYPERLINK"/earch.phpq=%E6%96%B0%E7%BC%96%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E4%BF %84%E8%AF%AD%E5%9F%BA%E7%A1%80%E6%95%99%E7%A8%8B"\t"_blank"《新编大学俄语基础教程》（1-4册）应云天主编，高等教育出版社。
213日语：HYPERLINK"/earch.phpq=%E6%A0%87%E5%87%86%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AF %AD"\t"_blank"《标准日本语》初级上、下册，中级上册。
214德语：HYPERLINK"/earch.phpq=%E5%BE%B7%E8%AF%AD%E6%95%99%E7%A8%8B"\t"_b lank"《德语教程》(1-2册)梁敏等主编，北京大学出版社，1993年版。
215法语：HYPERLINK"/earch.phpq=%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E6%B3%95%E8%AF%AD"\t"_b lank"《大学法语》李志清主编，高等教育出版社；HYPERLINK"/earch.phpq=%E7%AE%80%E6%98%8E%E6%B3%95%E8%AF%AD%E6%95 %99%E7%A8%8B"\t"_blank"《简明法语教程》孙辉主编，商务印书馆。
601普通地质学：HYPERLINK"/earch.phpq=%E6%99%AE%E9%80%9A%E5%9C%B0%E8%B4%A8%E5%AD %A6"\t"_blank"《普通地质学》夏邦栋主编，地质出版社，1995年版。
油气层渗流力学第二版第六章张建国版中国石油大学出版社
第一节 油水两相渗流微分方程
经过dt时间内，流入左端面的油、水相质量为：
同理，在dt时间内，在x方向流出左端面的油、水质量为：
第一节 油水两相渗流微分方程
在dt时间内，在x方向流入和流出六面体的油、水质量差分别为 ：
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
在dt时间内，在y方向流入和流出六面体的油、水质量差分别为：
1、求fw~Sw关系曲线
由相对渗透率曲线求相渗透率：
求含水率：
2、绘制fw′(Sw) ～Sw的关系曲线
3、计算两相区中含水饱和度分布
Sw
fw′ х
例：设某活跃水驱气藏，沿走向均匀布置三口生产井，每口井
的产量均为q=31.8m3/d。 已知：油层宽度b=420m, 油层厚度h=6.1m， φ=0.25，Bo=1.5，μo/μw=2
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
在dt时间内，在z方向流入和流出六面体的油、水质量差分别为：
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
经过dt时间后，六面体流出和流入的油、水总质量差分别为：
单相渗流：
第一节 油水两相渗流微分方程
dt时间内，由于油、水相流入和流出六面体引起六面体内油、水相饱 和度发生变化，从而导致六面体内油、水相质量变化：
考虑重力、毛管力作用时的 前缘含水饱和度曲线
不同油水粘度比条件下油水前缘含水饱和度
S
Sor：残余油饱和度 So：可流动的含油饱和度 Sw：含水饱和度 Swr：束缚水饱和度 Swf：油水前缘含水饱和度 Sof：油水前缘可流动的含油饱和度
忽略重力及毛管力的条件下绘制的
随着原油被逐步采出，水进一步渗入油区，两相区将随着时 间的增长而逐渐扩大。
渗流力学中国石油大学
石油大学（北京）一九九九年硕士生入学考试科目：《渗流力学》一、填空题：1．影响非活塞式水驱油的因素有，其中主要是。
2．油藏流体一般处于，由于有流动。
3．球形径向流等势线为。
4．“死油点”出现在，‘舌进’现象出现在。
5．油井刚开井生产时，线源解不适用的原因是。
6．由于天然气的，其稳定渗流时达西定律可表示为。
7．封闭油藏中一口生产井时，压降漏斗传播分为两个阶段，。
8．建立渗流微分方程时，一般包括方程。
9．等值渗流方法用于求解，其解题要点是。
10．油藏稳定渗流时油产量与成直线关系。
11．压系数越大，说明压力降传播。
12．压缩液体在均质多孔质时中渗流时压力应满足。
均质压缩液体在均质弹性多孔介质中渗流时的压力应满足。
13．二、如图所示，距直线供给边界a处有一生产井。
设地层厚度为b，渗流率为，孔隙度为φ，供给边界上压力为Pe，油井半径为Rw，井底压力为Pv，试回答：①映象井类别、位置及渗流场示意图；②地层压力分布及计算公式；③油井产量Q计算公式；④的渗流速度。
三、从基本渗流微分方程出发，推导水平均质、等厚、圆形供给边界地层、稳定不可压缩均质流体平面径向流的产量、压力、渗流速度计算公式，并定量分析其渗流特点。
四、在一维水驱油方式下，已知地层长度L，横截面积为F，孔隙度φ，前缘含水饱和度Swf，束缚水饱和度Swc，并且f(Sw)和f′(Sw)函数值也已知，试求：①见水时的累计注入量；②无水采收率Rev1表达式；③此时某一饱和度点Sw1（Sw1>Swc）所推进的距离L1表达式；④若见水后继续生产，则当出口端含水饱和度为Sw1时，此时的累计注入量V2；⑤此时采出程度Rev2表达式。
五、水平均质各向同性无限大的未饱和油藏中，有相距为a的生产井A和井B，均以产量Q生产T1时间后，井B改为观察井（停产），而井A继续以产量Q生产，试写出观察井B的井底压力计算公式，（设地层厚度h，原油粘度σ，孔隙度φ，综合压缩系数Ct，地层渗透率，原始地层压P1）六、推导水平均质地层，单相刚性稳定渗流基本微分方程式：2000年工程硕士入学考试试题一、简述题(任选8题，每小题5分，共计40分)1．何为渗流速度？它与流体质点在孔隙介质中流动的真实速度的区别何在。
油气层渗流力学第二版第三章(张建国版中国石油大学出版社)
2 p 1 dp y 2 dp y 2 d 2 p 3 2 2 2 y r dr r dr r dr
代入
r x2 y2
2 p 2 p 2 0 2 x y
平面径向渗流微分方程 （极坐标）
或
d 2 p 1 dp 0 2 dr r dr
1 d dp (r ) 0 r dr dr
第三章
单相液体稳定渗流理论
单相渗流：地层中只有一种流体在流动 多相渗流：两种或两种以上的流体同时流动 均质液体：液体中任意点的密度、粘度等物理参数都是常数，不随坐标变化。 非均质液体： 稳定渗流：渗流过程中，各运动要素（压力、流速）不随时间变化。
单相液体稳定渗流存在情况
水压驱动方式
边水强大，水区与油 区联通性好，因而采出多 少原油，边水就供给油区 多少水量，地层能量的耗
求导
p pw
dp pe pw 1 re dr r ln rw
平面径向渗流压力梯度公式
dp dr
rw
压力梯度与距离r成双曲反比关系 随着距离r的减少，能量损耗速度
愈来愈快，在井壁处能量损耗最快
r
达西定律
K dp dx
dp pe pw 1 re dr r ln rw
rw
re p pe pw ln re 2rdr rw e re r ln rw p
re
rw
2rdr
re
rw
2 2rdr (re2 rw )
rw相对于re很小，
平面径向渗 流时的平均 地层压力
积分
可忽略
pe pw p pe re 2ln rw
10 0.6 100 0.4 1000 0.2 10000 0
代入
r x2 y2
2 p 2 p 2 0 2 x y
平面径向渗流微分方程 （极坐标）
或
d 2 p 1 dp 0 2 dr r dr
1 d dp (r ) 0 r dr dr
第三章
单相液体稳定渗流理论
单相渗流：地层中只有一种流体在流动 多相渗流：两种或两种以上的流体同时流动 均质液体：液体中任意点的密度、粘度等物理参数都是常数，不随坐标变化。 非均质液体： 稳定渗流：渗流过程中，各运动要素（压力、流速）不随时间变化。
单相液体稳定渗流存在情况
水压驱动方式
边水强大，水区与油 区联通性好，因而采出多 少原油，边水就供给油区 多少水量，地层能量的耗
求导
p pw
dp pe pw 1 re dr r ln rw
平面径向渗流压力梯度公式
dp dr
rw
压力梯度与距离r成双曲反比关系 随着距离r的减少，能量损耗速度
愈来愈快，在井壁处能量损耗最快
r
达西定律
K dp dx
dp pe pw 1 re dr r ln rw
rw
re p pe pw ln re 2rdr rw e re r ln rw p
re
rw
2rdr
re
rw
2 2rdr (re2 rw )
rw相对于re很小，
平面径向渗 流时的平均 地层压力
积分
可忽略
pe pw p pe re 2ln rw
10 0.6 100 0.4 1000 0.2 10000 0
油气层渗流
（2）直线不渗透边界附近一口生产井的反映 汇点反映法
镜像反映的基本原则： 不渗透边界是“同号”等产量反映，反映后不渗透边界保
持微分流线；供给边界是“异号”等产量反映，反映后供给 边界保持为等势线。
（3）复杂断层的反映 a
习题：
两断层相交成120度角，在分角线上有一口生产井，求该井 的产量（t/d）。
r1r2
C
等势线族方程为： r1 r2 C0
x a2 y2 x a2 y2 C02
在生产井的井壁上， q
w 2 ln 2a Rw C
在供给边缘上，
e
q
2
ln
Re 2
C
整理得，
Q
2Kh(Pe Pw ln Re2
)
2a Rw
5 考虑边界效应的镜像反映法
（1）直线供给边缘附近一口生产井的反映 汇源反映法
4圆形供给边界偏心井的反映2are弹性不稳定渗流的物理过程1水压弹性驱动油井以定产量生产时地层内压力传播规律油井以定压生产时地层内压力传播规律1水压弹性驱动油井以定产量生产时地层内压力传播规律油井以定压生产时地层内压力传播规律2封闭弹性驱动油井以定产量生产时地层内压力传播规律拟稳定状态油井以定压生产时地层内压力传播规律2封闭弹性驱动油井以定产量生产时地层内压力传播规律油井以定压生产时地层内压力传播规律数学模型求解方法
油气层渗流力学
一.渗流的基本概念和基本规律 二.渗流的数学模型 三 .单相液体稳定渗流理论 四 .弹性微可压缩液体不稳定渗流 五 .两相渗流理论
一 渗流的基本概念和基本规律
1 基本概念
多孔介质 由毛细管或微毛细管结构组成的介质。
渗流
流体通过多孔介质的流动。
渗流力学 研究渗流的运动形态和运动规律的科学。
镜像反映的基本原则： 不渗透边界是“同号”等产量反映，反映后不渗透边界保
持微分流线；供给边界是“异号”等产量反映，反映后供给 边界保持为等势线。
（3）复杂断层的反映 a
习题：
两断层相交成120度角，在分角线上有一口生产井，求该井 的产量（t/d）。
r1r2
C
等势线族方程为： r1 r2 C0
x a2 y2 x a2 y2 C02
在生产井的井壁上， q
w 2 ln 2a Rw C
在供给边缘上，
e
q
2
ln
Re 2
C
整理得，
Q
2Kh(Pe Pw ln Re2
)
2a Rw
5 考虑边界效应的镜像反映法
（1）直线供给边缘附近一口生产井的反映 汇源反映法
4圆形供给边界偏心井的反映2are弹性不稳定渗流的物理过程1水压弹性驱动油井以定产量生产时地层内压力传播规律油井以定压生产时地层内压力传播规律1水压弹性驱动油井以定产量生产时地层内压力传播规律油井以定压生产时地层内压力传播规律2封闭弹性驱动油井以定产量生产时地层内压力传播规律拟稳定状态油井以定压生产时地层内压力传播规律2封闭弹性驱动油井以定产量生产时地层内压力传播规律油井以定压生产时地层内压力传播规律数学模型求解方法
油气层渗流力学
一.渗流的基本概念和基本规律 二.渗流的数学模型 三 .单相液体稳定渗流理论 四 .弹性微可压缩液体不稳定渗流 五 .两相渗流理论
一 渗流的基本概念和基本规律
1 基本概念
多孔介质 由毛细管或微毛细管结构组成的介质。
渗流
流体通过多孔介质的流动。
渗流力学 研究渗流的运动形态和运动规律的科学。
油气渗流力学
• 按流动方向对地质模型进行简化
– – – – 一维流动 二维流动 三维流动 径向流动
2.3 连续介质场
• 连续流体
– 不以个别分子做研究对象，而是以由许多分 子组成的“系统”作研究对象
• 连续多孔介质
– 研究典型体积上表现出来的平均性质，而不 是研究一个孔的性质
• 连续介质场
2.4 油层能力与驱动方式
C与孔隙度和渗 透率有关
用不同斜率的直线组合来描述渗流过程
k v ( )1 u k v ( )2 u
p L p L
P b L p b L
初始段用幂律关系来描述，后一段用直线关系描述
低速气流的非达西描述
• Klinberg实验 • 数学描述
v
k b p v 1 L u p
4.2 状态方程
• 定义：描述由于弹性而引起力学性质随状态 而变化的方程式 • 液体的状态方程
1 dVL CL VL dp
密度表示 弹性作用力表现为体积与 压力之间的关系
o1 C P Po
C
是随压力和温度变化的 随压力变化：可压缩流体
C
常数：弱可压缩流体
油气层渗流力学的研究对象
• 研究流体在油气层中的渗流形态及渗流 规律
物理化学反 应（如酸化）
表面现象
渗流力学
岩石力学
微生物学
油气层渗流力学的发展概况
• 1956年---达西定律 • 1923年--气体在多孔介质中的渗流理论 • 1937 年 Musket---采油物理原
– 研究了流体弹性及岩石弹性对渗流的影响，发展了压力恢复 曲线确定地层参数的方法
气体的低速渗流
• 现象(滑脱效应）
油气层渗流力学第二版第四章(张建国版中国石油大学出版社)
点是压降漏斗不断扩大，除
井点外各点均加深。由于压 降区域不断增加，渗流阻力
也逐渐增大，在保持井底压
力恒定情况下，相应地井的 产量会下降。
第二阶段：压力波传到边界后 的第二阶段，由于边界封闭，
无外来能量补充，边界B处的压
力逐渐下降。 由于井底压力保持不变， 从第一阶段起压降漏斗的范围 不断向外扩大，而井的产量也 不断下降，到第二阶段后仍不 断下降直到趋于零为止，这时 地层内各点压力都等于井底压 力。
第四章
弹性微可压缩液体的不稳 定渗流
第一节弹性不稳定渗Fra bibliotek的物理 过程弹性体受力即压缩，卸载即恢复。
在刚体中，力的传播→瞬间完成
在弹性体中，力的传播→有一传播过程
（1）关闭油井时，井底压力不是瞬间恢复到静止地层压力 pe， 而是逐步上升至 pe 的。 p pw t t pe p pw pe
（2）开井时，井底压力不是一下子降至某个值就稳定下来， 而是逐渐下降到某个值才稳定下来。
Gs re
定压边界下井以定井底压力 投产时地层压力分布曲线
q t
二、封闭弹性驱动 1、井以定产量投产时地层压力传播及变化规律
t=tB B
同样可以分为两
0
个阶段，压力波传到
边界之前为压力波传 播的第一阶段，传到 边界之后为压力波传 播的第二阶段。
t=tp
第一阶段：压力波传到地层
内任意一点M时，在M点以内
以前称为弹性驱动第一相。 弹性驱动第二相——压降漏斗到达地层边界以后称为弹性驱动第二相。
对于定产量生产的油井来说，弹性驱动第一相的生产
特征是：
压降漏斗不断扩大，加深； 激动区内，任一地层点上的压力不断下降，流速逐渐 增大。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
五、渗流力学发展历史
1、1856年，法国工程师达西，用砂土层、渗水试验→渗流 基本规律→达西规律。 2、二十年代后，石油，天然气工业发展→形成石油天然气 渗流理论；
1923年，列宾亲→气体在多孔介质里渗流理论； 1937年，麦斯盖特→均质液体渗流，油气渗流的各种水动力 学问题（不可压缩，均质，渗流问题）； 30年代初，研究液体弹性和岩石压缩性影响各种布井方式下 油井产量计算方法； 1948年，苏：射尔加乔夫→弹性渗流理论； 1956年，溶解气驱，气顶驱渗流理论
16
七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
目的：研究流体和多孔介质→状态及流动规律 经典渗流力学：均质（匀）孔隙性介质（单重介质） 1、不可压缩液体→稳定渗流理论; 2、微可压缩液体→弹性不稳定流理论（应用试井）； 3、气体渗流理论； 4、油气、油水两项流理论 数学上体现：求解Laplace和热传导方程；
4、认识油气水在岩层中流动的客观规律，形成油气
层渗流力学，已深入到油气田开发工作的各个环节。 5、是现代流体力学分支→流体力学和多孔介质理论， 表面物理，物理化学，固体力学，生物学交叉渗透的一 个边缘学科。
三、学习本课程的主要难点 课程内容抽象 各种公式多 推导较为复杂 单位制复杂 作业较多且难 四、学习本课程的要求 认真听课，积极思考，作好课堂笔记 课后及时进行复习、总结 按时完成布置的作业
水
渗流（如水净化处理）
多 孔 介 质
净化水
前 言
工程渗流——指各种人造多孔介质和工程装置中的流体渗流
前 言
地下渗流——指土壤、岩石和地表堆积物中的流体渗流
前 言
• 为什么学习渗流力学 • 学习渗流力学有什么意义 • 工作后有什么作用
二、本课程目的和意义
1、石油工程专业学生（工作人员）→主要任务之一开发好
1、广泛应用计算机等先进的数学手段和现代数学方法来改造 渗流力学的研究： 解析解→数值解→结合解； 简单→复杂； 一维单相→三维三相，多组份； 单纯介质→多孔介质中的渗流问题； 数值模拟，最优化理论 联合应用； 积分变换，自模解，特征线理论，泛函分析等。
14
六、渗流力学发展方向特点
2、油气渗流理论研究更加深入和广泛 纵深方向发展，多相， 多组分，传质，传热，扩散，非牛顿等；
15
六、渗流力学发展方向特点
3、研究渗流力学带有根本性变化的新方向，油气层 连续介质场变 为随机变量场，概率渗流力学，随机场渗流力学： A：微扰法——地层参数分成有规律和随机部分 B：斯克天尔左右法——随机的 C：实用计算机——正态分布显示 油田开发信息处理：渗流过程与自动控制理论结合，对油气田 开发过程进行控制，分析，调整，进行自动处理。控制油田开采过 程的信息量，处理开发信息，定量估计开发状况，评价开发方案的 效果。建立起描述开采过程的统计模型，对油气田开发进行自动调 整和预报。用数模和最优化理论制定合理的油气井工作制度，把渗 流过程的研究与自动化管理油气田生产结合起来。
油气藏（较高采收率）→认识油藏（流体和岩石） → 基础:流 体在油藏中的流动规律。 2、油井投产后→压力下降→油气水向井流动。渗流力学任 务之一→认识油层，合理开发油田，改造油田工具，高产、稳 产、提高油气采收率，反求地层参数的理论基础。
二、本课程目的和意义
3、开发设计，动态分析，油气井开采，增产工艺， 反求地层参数，提高油气采收率→后续课的理论基础。
2
渗流力学——是研究渗流的运动形态和运动规律的一门科学。 渗流力学：是流体力学的一个分支，包含多孔介质理论，界 面物理学，物理化学，固体力学，生物学等，是 一门交叉学科。
生物渗流
渗流力学 工程渗流 地下渗流
3
前 言
生物渗流——指发生在动植物体内的渗流
水
前 言
工程渗流——指各种人造多孔介质和工程装置中的流体渗流
物理化学渗流理论：提高采收率方法，热力采油，混相，聚合 物驱，裂缝双重：三重介质渗流理论。变形介质，渗流+固体力学结 合。固体变形多孔介质渗流力学和渗流力学结合理论（城市下降）。 新三论：信息论；控制论；系统论；优化和系统工程方法。 深度：从宏观进入微观尺度，CT扫描研究微观机理
广度：多孔介质理论，表面物理固体力学等
12
五、渗流力学发展历史
3、五十年代，提高采收率→广泛采用水驱油方法，油水两
相理论。1942年，贝克莱—列维莱特。 4、六十年代，苏巴林布拉特，列维渗流，灰岩油田问题。
5、目前（近二十年），新技术，新方法→形成新渗流理论，
混相驱、热力采油、三次采油、化学驱、水平井的物理化学渗 流理论。
13
六、渗流力学发展方向特点
20
教材： 油气层渗流力学，石油大学出版社 主要参考书： （1）葛家理主编，油气层渗流力学， 石油工业出版社，1982。 （2）李治平主编，油气层渗流力学， 石油工业出版社，2001。
1
一、基本名词
1、多孔介质
由固体骨架和相互连通的孔隙、裂缝、溶洞或这
种类型的毛细管体系所组成的材料叫多孔介质。 2、渗流 流体通过多孔介质的流动称为渗流。
成熟，广泛应用→基础
17
七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
现代渗流力学：
介质：
均质孔隙性介质→纯裂缝介质（裂缝油藏）→1959年 以后双孔隙介质（裂缝+孔隙）（大量油田属于这种特征）， 目前发展主流，物模，数模较多→双渗透率（多层）介质 （目前国内多见，主要）→多重介质（裂缝+孔隙+溶洞） multiple开头→中东地区，灰岩油藏模拟方法。
流体：
不可压缩液体→微可压缩液体（美）或弹性液体（苏） →油气、油水、油气水（多相流）→多相多组分→非牛顿液 （聚合物）含蜡，焦质，（苏）巴库油田等→三采技术。
18
七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
渗流模式：
一维（解析解）→二维→三维（各向异性）
力学发展：
力学→物理，物理化学多学科。
求解方法：
解析解→数值解（计算机）→两者结合。 精确解→近似解
19
八、课程章节分布
第一章 渗流的基本概念和基本规律
第二章 油气渗流的数学模型
第三章 单相液体稳定渗流理论 第四章 弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论 第五章 气体渗流理论 第六章 油水两相渗流理论 第七章 油气两相渗流理论 第八章 双重介质 第九章 复杂条件下的渗流理论简介
五、渗流力学发展历史
1、1856年，法国工程师达西，用砂土层、渗水试验→渗流 基本规律→达西规律。 2、二十年代后，石油，天然气工业发展→形成石油天然气 渗流理论；
1923年，列宾亲→气体在多孔介质里渗流理论； 1937年，麦斯盖特→均质液体渗流，油气渗流的各种水动力 学问题（不可压缩，均质，渗流问题）； 30年代初，研究液体弹性和岩石压缩性影响各种布井方式下 油井产量计算方法； 1948年，苏：射尔加乔夫→弹性渗流理论； 1956年，溶解气驱，气顶驱渗流理论
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七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
目的：研究流体和多孔介质→状态及流动规律 经典渗流力学：均质（匀）孔隙性介质（单重介质） 1、不可压缩液体→稳定渗流理论; 2、微可压缩液体→弹性不稳定流理论（应用试井）； 3、气体渗流理论； 4、油气、油水两项流理论 数学上体现：求解Laplace和热传导方程；
4、认识油气水在岩层中流动的客观规律，形成油气
层渗流力学，已深入到油气田开发工作的各个环节。 5、是现代流体力学分支→流体力学和多孔介质理论， 表面物理，物理化学，固体力学，生物学交叉渗透的一 个边缘学科。
三、学习本课程的主要难点 课程内容抽象 各种公式多 推导较为复杂 单位制复杂 作业较多且难 四、学习本课程的要求 认真听课，积极思考，作好课堂笔记 课后及时进行复习、总结 按时完成布置的作业
水
渗流（如水净化处理）
多 孔 介 质
净化水
前 言
工程渗流——指各种人造多孔介质和工程装置中的流体渗流
前 言
地下渗流——指土壤、岩石和地表堆积物中的流体渗流
前 言
• 为什么学习渗流力学 • 学习渗流力学有什么意义 • 工作后有什么作用
二、本课程目的和意义
1、石油工程专业学生（工作人员）→主要任务之一开发好
1、广泛应用计算机等先进的数学手段和现代数学方法来改造 渗流力学的研究： 解析解→数值解→结合解； 简单→复杂； 一维单相→三维三相，多组份； 单纯介质→多孔介质中的渗流问题； 数值模拟，最优化理论 联合应用； 积分变换，自模解，特征线理论，泛函分析等。
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六、渗流力学发展方向特点
2、油气渗流理论研究更加深入和广泛 纵深方向发展，多相， 多组分，传质，传热，扩散，非牛顿等；
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六、渗流力学发展方向特点
3、研究渗流力学带有根本性变化的新方向，油气层 连续介质场变 为随机变量场，概率渗流力学，随机场渗流力学： A：微扰法——地层参数分成有规律和随机部分 B：斯克天尔左右法——随机的 C：实用计算机——正态分布显示 油田开发信息处理：渗流过程与自动控制理论结合，对油气田 开发过程进行控制，分析，调整，进行自动处理。控制油田开采过 程的信息量，处理开发信息，定量估计开发状况，评价开发方案的 效果。建立起描述开采过程的统计模型，对油气田开发进行自动调 整和预报。用数模和最优化理论制定合理的油气井工作制度，把渗 流过程的研究与自动化管理油气田生产结合起来。
油气藏（较高采收率）→认识油藏（流体和岩石） → 基础:流 体在油藏中的流动规律。 2、油井投产后→压力下降→油气水向井流动。渗流力学任 务之一→认识油层，合理开发油田，改造油田工具，高产、稳 产、提高油气采收率，反求地层参数的理论基础。
二、本课程目的和意义
3、开发设计，动态分析，油气井开采，增产工艺， 反求地层参数，提高油气采收率→后续课的理论基础。
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渗流力学——是研究渗流的运动形态和运动规律的一门科学。 渗流力学：是流体力学的一个分支，包含多孔介质理论，界 面物理学，物理化学，固体力学，生物学等，是 一门交叉学科。
生物渗流
渗流力学 工程渗流 地下渗流
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前 言
生物渗流——指发生在动植物体内的渗流
水
前 言
工程渗流——指各种人造多孔介质和工程装置中的流体渗流
物理化学渗流理论：提高采收率方法，热力采油，混相，聚合 物驱，裂缝双重：三重介质渗流理论。变形介质，渗流+固体力学结 合。固体变形多孔介质渗流力学和渗流力学结合理论（城市下降）。 新三论：信息论；控制论；系统论；优化和系统工程方法。 深度：从宏观进入微观尺度，CT扫描研究微观机理
广度：多孔介质理论，表面物理固体力学等
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五、渗流力学发展历史
3、五十年代，提高采收率→广泛采用水驱油方法，油水两
相理论。1942年，贝克莱—列维莱特。 4、六十年代，苏巴林布拉特，列维渗流，灰岩油田问题。
5、目前（近二十年），新技术，新方法→形成新渗流理论，
混相驱、热力采油、三次采油、化学驱、水平井的物理化学渗 流理论。
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六、渗流力学发展方向特点
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教材： 油气层渗流力学，石油大学出版社 主要参考书： （1）葛家理主编，油气层渗流力学， 石油工业出版社，1982。 （2）李治平主编，油气层渗流力学， 石油工业出版社，2001。
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一、基本名词
1、多孔介质
由固体骨架和相互连通的孔隙、裂缝、溶洞或这
种类型的毛细管体系所组成的材料叫多孔介质。 2、渗流 流体通过多孔介质的流动称为渗流。
成熟，广泛应用→基础
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七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
现代渗流力学：
介质：
均质孔隙性介质→纯裂缝介质（裂缝油藏）→1959年 以后双孔隙介质（裂缝+孔隙）（大量油田属于这种特征）， 目前发展主流，物模，数模较多→双渗透率（多层）介质 （目前国内多见，主要）→多重介质（裂缝+孔隙+溶洞） multiple开头→中东地区，灰岩油藏模拟方法。
流体：
不可压缩液体→微可压缩液体（美）或弹性液体（苏） →油气、油水、油气水（多相流）→多相多组分→非牛顿液 （聚合物）含蜡，焦质，（苏）巴库油田等→三采技术。
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七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
渗流模式：
一维（解析解）→二维→三维（各向异性）
力学发展：
力学→物理，物理化学多学科。
求解方法：
解析解→数值解（计算机）→两者结合。 精确解→近似解
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八、课程章节分布
第一章 渗流的基本概念和基本规律
第二章 油气渗流的数学模型
第三章 单相液体稳定渗流理论 第四章 弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论 第五章 气体渗流理论 第六章 油水两相渗流理论 第七章 油气两相渗流理论 第八章 双重介质 第九章 复杂条件下的渗流理论简介