渗流力学综合复习资料.docx

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渗流力学综合复习资料

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一、填充题

1．我们把油气层中流动的液体、气体以及它们的混合物统称为（地下流体），把油气层这样的固体结构称为（多孔介质）。

P1

2．在同一油藏构造的油气层中的油气水构成一个（统一的水动力学）系统。

3．根据主要依靠哪一种（驱动能量）来驱油而区分油藏的不同驱动方法。

P6

4．流体在多孔介质中流动称作（渗流）或（渗滤）。

5．流体在孔道中的流动速度称为（流体的真实速度），如假设液流通过整个地层横断面积而流动，此时液流的平均速度称为（流体的渗流速度）。

6．当产量与压差关系用指数式表示Q=c（Δp/Δc）n时，若n=1，说明渗流服从（达西线性渗流）定律，n在1~1/2之间，说明渗流服从（非线性渗流）定律。

P12

7．渗流力学中把由等压线和流线构成的网格图叫做（渗流场图或水动力场图）。

P54

8．平面径向渗流时，压力分布曲线是一对数曲线，此曲线绕井轴旋转所构成的曲面，表示地层各点压力值的大小，称为（压降漏斗）。

P36

9．产量与实际不完善井相同的假想完善井的半径称为（油井的折算半径）。

10．多井同时工作时，地层中任一点的压降值等于各井单独工作时在此点造成的压降值的（代数和）。

P47

11．当生产井位于直线供给边界附近时，对这种半无限大地层可用反映法演化成无限大地层，即以直线供给边界为镜面，在另一侧对称位置上反映出一个假象的（注入井），当生产井位于断层附近时，以直线断层为镜面，反映出一个假想的（生产井）。

12．达西定律描述的是流体渗流时（流量）与（生产压差）成正比关系与（渗流阻力）成反比关系。

13．镜像反映法主要用来研究（定压边界）与（不渗透边界）对渗流场的影响，反映时要求保持（边界性质）不变。

14．溶解气驱油田中一般采用（均匀几何）井网，原因是（驱油能量为均匀溶解在原油中的溶解气的弹性能）。

15．油井关井后井底压力在理论上与关井时间t的对数成（直线）关系。

P110

16．在直线断层附近一口井的实测压力恢复曲线会出现两个直线段，两直线段有（第二直线段斜率为第一直线斜率的2倍）关系。

17．油藏的驱动方式有哪几种（重力水压驱动、弹性驱动、气压驱动、溶解气驱动、重力驱动）。

P6

18．影响非活塞式水驱油的主要因素是（毛管力、重率差、粘度差）。

P149

19．分流量方程是在忽略了（重力和毛管力）因素影响得到的一个简化式。

P150

20．综合压缩系数的物理意义是（单位地层体积当压力下降单位压力时，由于液体膨胀和岩石孔隙体积的收缩依靠特性能量所驱动的液体体积）。

二、简述题

1.造成油井不完善性的原因有哪些，通常描述不完善性的方法有哪几种。

　　答：

主要是由于井身结构、完井方式及近井地带渗透率发生变化引起流线及渗流面积的变化等因素导致渗流阻力变化，油井不完善根据完井方式可分为打开程度不完善、打开性质不完善和双重不完善。

描述不完善的方法有：

折算半径法、附加阻力法及完善指数法。

2.渗流数学模型的一般结构是什么，一个完整的数学模型应包括那些内容。

答：

一般结构包括：

运动方程、状态方程，连续性方程和其他特性方程与边界条件和初始条件。

一个完整的数学模型应包括基本微分方程式（组）与初始条件和边界条件。

3.水驱油藏影响驱油效率的因素有哪些，若改善其效果应采取怎样的措施和方法。

答：

主要有毛管力、重力和油水粘度差。

改善水驱效果的主要措施是通过一定措施改变岩石湿润性和缩小油水粘度差，来达到提高水驱油效果。

4.叠加原理是解决多井干扰问题的基本原理，说明其实质及在具体应用时应注意什么条件。

答：

其实质是多井同时工作在地层任意点造成的压力差等于各井单独工作在该点造成压力差的代数和。

但叠加原理适用于无限大地层，若不满足该条件，则应结合镜像反映使之转行为无限地层再进行叠加。

5.油水两相渗流时，造成非活塞式驱替的主要因素是什么？

它们的影响机理又是什么？

P149

答：

水渗入到含油区后，不能将全部原油置换出去，而是出现一个油和水同时混合流动的油水混合区，这种驱油方式称为非活塞式驱油。

主要因素有毛管力、油水密度差、油水粘度差。

影响机理是：

（1）毛管力：

岩石亲油，Pc为水驱阻力，外来压差下，水先进入大孔道；亲水，则水靠Pc可进入小孔道，这样造成了两相区的形成。

（2）油水密度差的影响：

厚油层中形成上油下水，形成油水两相区。

（3）油水粘度差：

油水粘度一般差别较大，外来压差下，大孔道阻力小，水先进入大孔道，而水的粘度比油的低，使其中阻力越来越小，水窜越来越快，严重指近。

年度查阅大，非活塞性就越严重。

宏观上讲，影响非活塞式水驱油的主要作用是油水粘度差。

6.简述稳定试井与不稳定试井的区别与联系。

P45-109

答：

稳定试井是通过人为地改变油井的工作制度，在稳定情况下，测量出各个工作制度下的压力及产量等资料，以便弄清油井的生产能力，确定油井的合理工作制度以及反求地层的有关参数，如地层渗透率等。

不稳定试井方法是在生产过程中研究储层静态和动态的一种方法，它是利用油井以某一产量进行生产（或生产一定时间后关井）测得的井底压力随时间变化的资料来反求各种地层参数。

联系是二者均是通过测得的资料来反求各种地层参数。

7.简述不稳定试井的基本原理及能够解决的问题。

答：

不稳定试井方法是在生产过程中研究储层静态和动态的一种方法，它是利用油井以某一产量进行生产（或生产一定时间后关井）测得的井底压力随时间变化的资料来反求各种地层参数。

解决的问题：

（1）确定井底附近或两井之间的地层参数，如导压系数、流动系数等

（2）推算地层压力（3）判断油井完善程度，估算油井增产措施的效果（4）发现油层中可能存在的各类边界（如断层、尖灭、油水界面等）（5）估算泄油区内的原油储量。

8.简述复杂断层的镜像反映法的基本要求和步骤。

答：

镜像反映的基本要求就是要取消边界后，真实井与虚拟井同时工作时，仍保证原渗流边界不变。

对多个边界问题，要求

（1）对井有影响的边界都必须进行映射

（2）对其中一个边界映射时，必须把井和其他边界一同映射到边界的另一侧（3）有时需要多次映射才能取消边界，甚至需要无穷多次。

以两个相互垂直的断层为例说明镜像反映法的原则和步骤：

（1）镜像反映法的对称性原则：

以断层Ⅰ为镜面，在生产井A1的对称位置映射出一口等强度的虚拟井A2，同时断层Ⅱ也被Ⅰ映射过来成为一个虚拟断层；以断层和虚拟断层Ⅱ为镜面，在A1的对称位置映射出虚拟的A3，在虚拟井A2的对称位置映射出虚拟的A4，因Ⅰ、Ⅱ都为断层，所以A1、A2、A3、A4同号，且产液强度相同。

（2）边界性质不变原则：

断层具有分流线性质，在断层附近的井通过镜像反映取消边界后，在真实井与虚拟井的共同作用下，若在原边界处仍具有分流线的性质，则说明反映正确，反之不正确。

9.简述封闭弹性驱油井定产量生产时压力变化规律。

答：

在这种情况下，当开井生产时，断层内各点的压降曲线变化可以分为两个阶段：

压力波传到边界之前称为压力波传播的第一阶段，传到边界之后称为压力波传播的第二阶段。

压力传播的第一阶段：

从井底开始的压力降落曲线逐渐扩大和加深，此时油井的生产仅靠压降漏斗以内地层的弹性能量作为驱油动力，在压降漏斗边缘以外地区的液体，因为没有压差作用而不流动。

但在压力波传播的第二阶段，由于边界是封闭的，无外来能量供给，故压力传到B0点后，边界B0处的压力就要不断下降。

在开始时边缘上压力下降的幅度比井壁及地层内各点要小些，即B0B1

。

。

。

。

。

，随着时间的增加，从井壁到边界各点压降幅度逐渐趋于一致。

这就是说，当井的产量不变，渗流阻力不变（释放能量的区域已固定）时，则地层内弹性能量的释放也相对稳定下来，这种状态称为“拟稳定状态”。

直到地层内各点压力低于饱和压力时，弹性开采阶段始告结束。

10.试绘制Horner曲线，并说明利用它来求原始地层压力的方法。

P111

答：

在Horner曲线中，利用其直线段斜率可求地层参数，外推直线段到t/（t+T）→1所对应的压力即为原始地层压力Pi。

11.绘图说明非活塞式水驱油含水饱和度变化规律。

答：

P148-149

四、综合题

1.重力水压驱动油藏，地层厚度10米，渗透率0.5μm2，地下原油粘度9mPa·s，原油体积系数1.2，地面原油重度0.8，供给边缘压力10Mpa,井底压力8MPa,供给半径309米，油井半径10厘米，求油井产量（吨/日）。

解：

Q=

=868.3cm3/s，G=50（吨/日）

2.弹性驱动油藏中某油井以400cm3/s（地下值）生产，问油井生产30天后，距井500米处的一口停产井的压力降落为多少？

已知油层导压系数æ为25000cm2/s，地下原油粘度9mPa·s,地层厚度10米，渗透率0.25（µm2）.

解：

P0-P（r.t）=

[-Ei（-

）]=4.66（at）=0.466（MPa）

3.某岩心含油率和含油饱和度数据如下P154

S0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

f0

0

0

0

0.01

0.07

S0

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

F0

0.36

0.885

0.97

1.0

1.0

求：

①确定岩心残余油饱和度，束缚水饱和度。

②用图解法确定水驱油前缘含水饱和度和两相区平均含水饱和度。

作图可知：

Sor为0.2，束缚水饱和度Swc为0.2，Swf=0.55平均Sw为0.6

4.弹性驱动油藏中相距R的两口井以相同产量Q共同生产T时间；然后关闭其中一口井，而让另一口井继续生产，试推导出关闭井经t时间后的井底压力表达式。

解：

P0-PW（t）=

ln

-

ln

+

[-Ei（-

）]

=

ln

+

[-Ei（-

）]

所以PW（t）=P0-

ln

-

[-Ei（-

）]

5.距直线供给边界a处有一口生产井，该井的单位地层厚度的产量为q，求：

（1）写出该平面渗流场的复势函数，势函数和流函数。

（2）求地层中任意点处的渗流速度。

（3）推导井的产量公式。

解：

1.W（z）=

ln（z-a）-

ln（z+a）+C=

lnr1/r2+C1+i[

（θ1-θ2）+C2]

所以Ф（x.y）=

lnr1/r2+C1，ψ（xy）=

（θ1-θ2）+C2

2.V=│

│=

|

-

|=

|

|=

3.Q=

`

6.刚性水压驱动油藏中，某油井的油层厚度10m，渗透率为1μm2，地下原油粘度10mPa.s，原油体积系数1.2，地面原油密度0.85g/cm3，地层压力10MPa，油井半径10cm，油井供油面积0.3km2，为使油井日产原油为40t，井底压力为多少MPa？

解：

由刚性水压驱动产量公式（径向稳定渗流）计算。

将地面产量转换为地下产量：

Q（m3/s）＝B*106*Q（t/d）/ρ*86400

＝1.2*106*40/0.8*86400＝775.2（cm3/s）

由油井供油面积＝πRe2得：

Re＝（0.3*1010/3.14）1/2≈310（m）

由平面径向流公式Q＝2πkh（Pe-Pw）/μlnRe/Rw得：

775.2＝2*3.14*1*10*102（10*10-Pw）/10ln310*102/10

求得：

Pw=90*10-1=9MPa

7.弹性驱动油藏中，某探井位于直线断层附近，井到断层的垂直距离为100m，地层渗透率1μm2，地层厚度10m，地下原油粘度10mPa.s，导压系数为10000cm2/s，如果探井以400cm3/s（地下值）的产量生产，问30天后，探井井底的压降为多少MPa？

8.试推导非活塞式水驱油时油井见水前，两相区平均含水饱和度计算公式，并说明如何用该公式求平均含水饱和度的方法。

P153-154

解：

计算公式推导：

从两相区开始形成到t时渗入两项区（xf—x0）范围内的总水量使该范围内各处含水饱和度相应增加，根据物质平衡原理有：

（1）

对

（1）式微分可得：

变换相应的积分上下限，可得：

式中相应的积分上下限为：

整理上式得：

运用分部积分法则

令：

则：

得到：

由于

得到：

整理得：

求Sw的方法：

在含水率与含水饱和度曲线，通过束缚水饱和度Swc点对fw—Sw曲线作切线，得到切点B，该切点所对应的含水饱和度即为水驱油前缘含水饱和度Swf。

9.已知一平面渗流场的流函数

，求势函数及流速分量。

10.无限大地层中两直线断层相交成直角，在其对角线上有一口生产井，该井距直线断层垂直距离为a，推导其产量公式。

已知：

供给压力为Pe，井半径Rw，井底流压Pw。

P58

11.某封闭油藏控制地质储量134×104t，原始地层压力与饱和压力之差为4MPa，地层孔隙度0.2，束缚水饱和度0.2，岩石压缩系数2×10-4/MPa，原油压缩系数7×10-4/MPa，水的压缩系数3×10-4/MPa，原油体积系数1.2，求该井弹性储量为多少吨？

解：

综合压缩系数

地质储量

由原始地质压力降至饱和压时，共排出来的油体积为

弹性储量=

12.已知一个无限大地层，k=1μm2，μ=10mPa，h=10m，导压系数为5000cm2/s，地层中有一口井A，Rw=10cm，以Q1=200cm3/s（地下值）投产5d后关井，经3d后又以Q2=100cm3/s（地下值）生产7d，试求距该井100m处此时的压力降为多少。