滲流力學(xué)復(fù)習(xí)

擬穩(wěn)定流：油井以定產(chǎn)量消費(fèi)，當(dāng)壓力波傳播到封閉邊緣后，供應(yīng)邊緣壓力下降速度與井底及地層內(nèi)各點(diǎn)的壓力下降速度相等，且為常數(shù)的一種流動(dòng)狀態(tài)。擬穩(wěn)定滲流：當(dāng)井的產(chǎn)量不變時(shí)，地層的產(chǎn)量也一定。井的不完善：在實(shí)際情況下，有的井不一定鉆穿全部油層厚度，且一般都采用下套管射孔完井。鏡像反映法：解決井間隔邊界很近的情況下，邊界對(duì)井的影響。邊界對(duì)滲流場的影響可看成以邊界為鏡面，在實(shí)際井的對(duì)稱位置上存在著另一口虛擬的井的影響，實(shí)際井與虛擬井進(jìn)展勢(shì)的疊加，這是形成的滲流場和邊界對(duì)井的影響形成的滲流場完全一樣。匯源反映法：形成的滲流場圖的右半部與供應(yīng)邊緣附近一口井的滲流場圖完全一樣，從而可用一個(gè)“異號(hào)像〃的作用來代替直線供應(yīng)邊緣的作用。匯點(diǎn)反映法：將斷層作為鏡面，在其另一側(cè)的對(duì)稱位置上反映出一口等強(qiáng)度的虛擬消費(fèi)井，從而把位于斷層附近的井的解歸結(jié)為無窮地層等產(chǎn)量兩匯的解。表皮系數(shù)S:S=0,為完善井。當(dāng)S>0滲流阻力增加，為不完善井； S〈0,滲流阻力下降，產(chǎn)量比完善井的大，超完善井。油氣滲流的數(shù)學(xué)模型：用數(shù)學(xué)語言總和表達(dá)油氣滲流過程中全部力學(xué)現(xiàn)象和物理化學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方程式。液體的壓縮系數(shù)：改變單位壓力時(shí)，單位體積液體的變化量。巖石的壓縮系數(shù)：當(dāng)壓力變化△P時(shí)與孔隙度的改變量△①的比值。質(zhì)量守恒方程：地層中取一微小單元體，在單元體內(nèi)沒有源和匯的存在，包含在微元體封閉外表內(nèi)的液體質(zhì)量變化應(yīng)等于同一時(shí)間間隔內(nèi)液體的流入質(zhì)量與流出質(zhì)量之差。導(dǎo)壓系數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)壓力波傳播的地層面積。彈性驅(qū)動(dòng)方式：在油田開發(fā)初期，地層壓力一般高于飽和壓力，主要依靠原油及巖石的彈性能開采。水壓彈性驅(qū)動(dòng)：當(dāng)儲(chǔ)集層外圍具有廣闊的含水區(qū)時(shí)，含水區(qū)能充分地向地層內(nèi)補(bǔ)充彈性能量。定壓邊界：供應(yīng)邊緣上的壓力保持不變的邊界。擬穩(wěn)定狀態(tài)：井產(chǎn)量不變時(shí)，滲流阻力一定，地層內(nèi)彈性能量的釋放也相對(duì)穩(wěn)定下來?；钊剿?qū)油：水驅(qū)油過程中地層含水區(qū)和含油區(qū)之間存在著一個(gè)油水分界面，這個(gè)油水分界面將垂直于液流流線向井排挪動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)井排處時(shí)并排就見水。非活塞式水驅(qū)油：水滲入到油區(qū)后，不可能把全部的原油替出來，即會(huì)出現(xiàn)一個(gè)油水兩一樣時(shí)混進(jìn)流動(dòng)的油水混合區(qū)。含水率：任一過水?dāng)嗝妫髁颗c總流量之比?！吧噙M(jìn)〃現(xiàn)象：當(dāng)注水開發(fā)時(shí)，水同時(shí)由注入井出發(fā)向消費(fèi)井流動(dòng)。但由于沿x軸的液流速度大，水質(zhì)點(diǎn)最先到達(dá)消費(fèi)井，沿其它流線運(yùn)動(dòng)的水質(zhì)點(diǎn)以后相繼突入井中圓形封閉地層中心一口井消費(fèi)時(shí)的擬穩(wěn)態(tài)是指壓力隨時(shí)間變化趨于一致。油藏的驅(qū)動(dòng)方式包括&種方式，重力水壓驅(qū)動(dòng)、彈性驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、溶解氣驅(qū)動(dòng)、重力驅(qū)動(dòng)。在油氣層中互相連通的油氣水構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的水動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。綜合壓縮系數(shù)的物理意義是油層壓力每降低一個(gè)大氣壓時(shí)，單位體積巖石內(nèi)孔隙體積的變化量及流體總的變化量。流體在地下滲流過程中，受到流體重力、慣性力、粘滯力、巖石及流體的彈性力、至細(xì)管壓力這幾種力的作用和影響。滲流數(shù)學(xué)模型必須包括的內(nèi)容有根本微分方程和定解條件。達(dá)西定律是滲流的根本定律，它說明滲流量和壓差成正比關(guān)系,與流體的粘度成反比關(guān)系。地層導(dǎo)壓系數(shù)的物理意義為單位時(shí)間壓力波傳播的地層面積。把油氣層中流動(dòng)的液體、氣體以及他們的混合物統(tǒng)稱為 畫［,把構(gòu)成油氣層的固體構(gòu)造稱為多孔介質(zhì)。完好的滲流數(shù)學(xué)模型包括運(yùn)動(dòng)方程、質(zhì)量守恒方程兩局部。分流量方程的推到是在忽略了毛細(xì)管壓力和重力的情況下得到的一個(gè)簡化式。鏡像反映法主要用來研究供應(yīng)邊界與封閉邊界的影響問題,反映時(shí)要求保持產(chǎn)量不變等值滲流阻力法是根據(jù)水電相似原理建立的，主要解決多井同時(shí)工作問題。繪制滲流場圖的原那么是一組等壓線、一組流線按一定規(guī)那么構(gòu)成圖形。平面徑向滲流時(shí)，壓力分布曲線是一對(duì)數(shù)曲線，此曲線繞井軸旋轉(zhuǎn)所構(gòu)成的曲面，表示地層各點(diǎn)壓力值的大小，稱為壓降漏斗?？紫额愋停毫ｉg孔隙、裂縫、溶洞。油氣藏按圈閉形成的類型：構(gòu)造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏。構(gòu)造油氣藏的分類：背斜油氣藏、斷層油氣藏、刺穿接觸油氣藏。油氣藏根據(jù)流動(dòng)空間的特點(diǎn)：層狀油藏、塊狀油藏。油藏的驅(qū)動(dòng)類型：重力水壓驅(qū)動(dòng)、彈性驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、溶解氣驅(qū)動(dòng)、重力驅(qū)動(dòng)。什么是多孔介質(zhì)？多孔介質(zhì)有哪些主要特征？答：由固體骨架和互相連通的孔隙、裂縫，溶洞或各種類型的毛細(xì)管體系所組成的材料。多孔介質(zhì)具有孔隙性、浸透性、比外表積大及孔隙構(gòu)造復(fù)雜。油氣藏中的驅(qū)動(dòng)能量有哪些？答：在天然條件下，油藏的驅(qū)動(dòng)能量主要有：邊底水壓能、油藏巖石和流體的彈性能量、原油中溶解氣的析出膨脹能量、氣頂氣膨脹壓能、流體重力能等油藏主要有哪幾種多孔介質(zhì)類型？它們的滲流特點(diǎn)是什么？答：粒間孔隙構(gòu)造〔單純介質(zhì)〕：碎屑巖的根本孔隙構(gòu)造形式，由大小和形狀不同的顆粒所組成，顆粒之間的間隙被充填物充填。純裂縫構(gòu)造〔單純介質(zhì)〕：在致密的碳酸鹽巖中產(chǎn)生微裂縫。裂縫-孔隙構(gòu)造〔雙重介質(zhì)〕：有裂縫和溶洞的雙重孔隙介質(zhì)。溶洞-孔隙構(gòu)造〔雙重介質(zhì)〕：粒間孔隙地層中分布著大洞穴，洞穴的尺度超過毛管大小。流體在其中的流動(dòng)服從滲流規(guī)律。溶洞-裂縫-孔隙構(gòu)造〔三重介質(zhì)〕：裂隙構(gòu)造再加上大洞穴或大裂縫，形成粒間孔隙、微裂縫、大洞穴或大裂縫并存的混合構(gòu)造。壓差與流量偏離直線關(guān)系出現(xiàn)非線性滲流的原因是什么？答：①滲流速度過高，流量過大②分子效應(yīng)③離子效應(yīng)④非牛頓流體滲流時(shí)，由于非牛頓流體的流變性，產(chǎn)生偏離達(dá)西滲流的情況低速下有哪幾種因素會(huì)造成非線性滲流？答：①吸附膜：石油中的外表活性物質(zhì)②水化膜：晶層間的分子作用力很弱，分子易 》、/一、.i、，、如.、.，、、，.、-，>、.>—?，.、>>—=~?>，，，?一*..，，?.、、，.、-，>速度不為0產(chǎn)生低速非達(dá)西滲流的主要機(jī)理及表達(dá)式？答：石油中常含有數(shù)量不等的外表活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)在巖石中滲流時(shí)，會(huì)與巖石之間產(chǎn)生吸附作用，使巖石浸透率降低，流體滲流時(shí)必須有一個(gè)附加的壓力梯度克制吸附層才能流動(dòng)。其表達(dá)式為V匕P巖石浸透率的非均質(zhì)性和各向異性概念？答：非均質(zhì)性指表征儲(chǔ)層特征在空間上的不均勻性，即儲(chǔ)層多孔介質(zhì)單元的性質(zhì)隨空間位置不同而不同，包括儲(chǔ)層具有的巖石的非均質(zhì)性和其中流體的性質(zhì)和產(chǎn)狀非均質(zhì)性。通常把浸透率視為非均質(zhì)性的集中表現(xiàn)。假如多孔介質(zhì)的連通孔道具有方向性，同一多孔介質(zhì)單元在不同方向上所具有的浸透率不同，稱為各向異性多相流時(shí)影響滲流規(guī)律的因素有哪些？答：①毛管阻力②賈敏效應(yīng)產(chǎn)生的阻力③其它附加阻力單相不可壓縮流體在均質(zhì)地層中穩(wěn)定滲流的根本微分方程使用條件是什么？答：①為單相均質(zhì)液體②符合線性運(yùn)動(dòng)規(guī)律③不考慮多孔介質(zhì)及液體的壓縮性④穩(wěn)定滲流⑤滲流過程是等溫的彈性多孔介質(zhì)單相微可壓縮液體不穩(wěn)定滲流的根本微分方程使用條件是什么？答：①為單相微可壓縮液體②液體滲流符合線性滲流規(guī)律③地層巖石和流體認(rèn)為是微可壓縮的④彈性不穩(wěn)定滲流⑤滲流過程是等溫的油水兩相滲流的根本微分方程使用條件是什么？①彼此不互溶、不起化學(xué)作用的油水兩一樣時(shí)流動(dòng)②不考慮毛管力和重力作用③巖石和流體均不可壓縮④滲流服從線性滲流規(guī)律⑤滲流過程是等溫的簡述數(shù)學(xué)模型的邊界條件類型。答：第一類邊界類型：給出勢(shì)函數(shù)的邊界條件第二類邊界類型：待求的勢(shì)函數(shù)在邊界上是未知的，但在邊界上的流量是的。第三類邊界類型：待求的勢(shì)函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)在邊界上均未知，但它們之間的關(guān)系是。什么是油氣滲流的數(shù)學(xué)模型？一個(gè)完好的油氣滲流數(shù)學(xué)模型應(yīng)該包括什么？答：推導(dǎo)油、氣、水三一樣時(shí)滲流時(shí)的連續(xù)性方程。包括：①氣只溶于油中②氣可溶于油和水中。什么是初始條件及邊界條件？答：假如條件是對(duì)所研究區(qū)域空間位置而言的，就稱為邊界條件。假如是不穩(wěn)定滲流，邊界條件必須在所有t>0時(shí)都滿足。此外不穩(wěn)定滲流問題還必須在研究區(qū)域的所有點(diǎn)上對(duì)物理過程的開場時(shí)間狀況規(guī)定條件，稱為初始條件。單向滲流水力學(xué)場圖的特點(diǎn)是什么？①任意兩條相鄰的等壓線間的壓差必須相等②任意兩條流線間的流量必須相等③但凡 X一樣的點(diǎn)，其壓值都一樣，因此等壓線是與 X垂直的，互相平行，等距的直線段④流線是與X軸平行的直線，是間隔相等的程度線。平面徑向流水動(dòng)力學(xué)場圖的特點(diǎn)是什么？答：①等壓線為一族與井同心的圓，由于越靠近井壁，單位長度上的壓力變化越大，所以在滲流場圖中，越靠近井筒，等壓線越密集②平面徑向滲流的流線是以井為中心的徑向線。穩(wěn)定試井可解決的問題有哪些？①確定合理的工作制度②確定油井的消費(fèi)才能③判斷增產(chǎn)措施的效果④反求地層參數(shù)為何氣體滲流大多呈現(xiàn)非達(dá)西滲流狀態(tài)？答：氣體滲流時(shí)由于氣體滑脫和分子沖撞、吸附作用與毛管凝析引起氣體滲流異常的情況，稱為分子效應(yīng)。分子效應(yīng)是造成氣體滲流呈現(xiàn)非達(dá)西狀態(tài)的原因?yàn)楹尉赘浇赡艹尸F(xiàn)非達(dá)西滲流狀態(tài)？答：井底附近由于滲流截面積小，導(dǎo)致滲流速度大，根據(jù)卡佳霍夫公式可知其雷諾數(shù)較大，可能出現(xiàn)非達(dá)西滲流狀態(tài)勢(shì)疊加原理？平面點(diǎn)源、點(diǎn)匯勢(shì)的表達(dá)式？答：當(dāng)滲流服從線性滲流時(shí)，假設(shè)干油水井同時(shí)工作時(shí)，合成流動(dòng)的勢(shì)等于每個(gè)單井單獨(dú)存在所引起的勢(shì)的代數(shù)和，稱為勢(shì)的疊加原理。平面點(diǎn)源、點(diǎn)匯的勢(shì)公式為： 9inrC； 9lnrC2 2如何理解消費(fèi)井間“死油區(qū)〃？為何同一油層中等產(chǎn)量兩匯消費(fèi)時(shí)采收率不高？答：等強(qiáng)度兩匯同時(shí)消費(fèi)時(shí)，液體速度為零的點(diǎn)出如今兩井連線中點(diǎn)，該點(diǎn)稱為死油點(diǎn)，死油點(diǎn)附近形成“死油區(qū)〃；“死油區(qū)〃的形成導(dǎo)致等產(chǎn)量兩匯時(shí)采收率不高主流線概念、怎樣理解“舌進(jìn)〃現(xiàn)象？答：等產(chǎn)量一源一匯時(shí)，x軸的滲流速度最大，稱為主流線；注入流體沿主流線出現(xiàn)突進(jìn)的現(xiàn)象稱為“舌進(jìn)〃。一般水的粘度比油小，所以水先占據(jù)通道的阻力越來越小，降低了其他區(qū)域的效果，導(dǎo)致采收率達(dá)不到 100%什么叫穩(wěn)定試井？步驟是什么？有何作用？答：穩(wěn)定試井是試井的一種方法，是通過人為改變井的工作制度，并在各個(gè)工作制度穩(wěn)定的條件下測量其壓力及對(duì)應(yīng)產(chǎn)量等有關(guān)資料，以確定井的消費(fèi)才能和合理工作制度及反求地層有關(guān)參數(shù)（如地層浸透率等）的方法。穩(wěn)定試井的步驟：①在穩(wěn)定條件下測得產(chǎn)量和壓力；②改變工作制度，待穩(wěn)定后同樣測得產(chǎn)量和壓力；③重復(fù)改變工作制度測試三到五個(gè)值，繪制指示曲線。穩(wěn)定試井的作用：①確定合理工作制度；②確定油井消費(fèi)才能；③判斷增產(chǎn)措施效果；④反求地層參數(shù)等水電相似和等值滲流阻力的概念？答：⑴水電相似原理的概念：由于穩(wěn)定滲流根本產(chǎn)量式與歐姆定律形式一致，因此可以把滲流過程用電路圖來表示，顯然電學(xué)中電路原理也可以應(yīng)用于建立滲流過程中的流量（電流）、壓差（電壓）和滲流阻力（電阻）之間的關(guān)系，稱為水電相似原理。⑵等值滲流阻力的概念：利用水電相似原理，以電路圖來描繪滲流場，按照電學(xué)原理和電路定律來求解更復(fù)雜的多口井滲流的計(jì)算公式，這種方法就稱為等值滲流阻力法兩斷層相交成1200角，在角分線上有一口消費(fèi)井，如圖 4所示。地層與油井參數(shù)均同上題一樣。求此井的日產(chǎn)量。解：：rw=0.1m,pe=10x106Pa,K=0.5x10-12吊，丫=0.85, =9x10-3Pa-s,h=10m,B=1.15,re=10000m,pwf=7.5x106Pa根據(jù)鏡像反映法，在兩條斷層的對(duì)稱位置處反映出與消費(fèi)井性質(zhì)一樣的井，那么d=100m,由勢(shì)的疊加原理可得消費(fèi)井出的勢(shì)為:.四nr

wfc1nrw2TT累ln2d*ln2d假設(shè)供應(yīng)邊界與各井的間隔均為re,那么供應(yīng)邊界處的勢(shì)e為:那么因?yàn)門n2冗wf所以井的產(chǎn)量為:代入數(shù)據(jù)得2Khpeqd=100m,由勢(shì)的疊加原理可得消費(fèi)井出的勢(shì)為:.四nr

wfc1nrw2TT累ln2d*ln2d假設(shè)供應(yīng)邊界與各井的間隔均為re,那么供應(yīng)邊界處的勢(shì)e為:那么因?yàn)門n2冗wf所以井的產(chǎn)量為:代入數(shù)據(jù)得2Khpeqre&ln2冗qh.ln2兀pwf3,reln——2—4drwqh折算成地面的產(chǎn)量qmre q-lnre Ce 2e4d2%q

h2Khpelnpwf3re4d，w1223.140.5101210107.51063 1000039103ln 2^—410020.10.451030.85103 0.33kg.s1.150.4510328.74tdm3s日產(chǎn)量為28.74t/d。兩斷層相交成直角，其中有一口消費(fèi)井，如圖5所示。寫出此井產(chǎn)量計(jì)算公式。兩斷層相交成直角，其中有一口消費(fèi)井，如圖5所示。寫出此井產(chǎn)量計(jì)算公式