《渗流力学基础》习题集
01. 证明在一个饱和的单相油藏系统中，有效压缩系数的表达式为：
f t c c c )1(φφφ?+=
其中，c t 是总压缩系数，c ф是孔隙压缩系数，c f 是固体骨架压缩系数。
02. 某一油层倾角为10°，渗透率为100mD ，厚度为15m ，原油相对密度和粘度分别为0.8和0.6cP ；有两口观察井A 和B 水平相距500m ，位于下部的A 号井油层中部深度为1000m ，井底压力为13MPa ，B 号井的井底压力为12MPa ，试确定两井之间的原油Darcy 渗流速度。 03. 考虑下面的一维水平多孔介质，其中的原油沿x 轴正向稳态流动。该系统的渗透率满足下式：k x =1000/(980+0.04x )；在x = 0 处的P = P w , x = L 处，P = P L ；如果原油的粘度为μ0，多孔介质的各边长度为h 、w 和L ，试推导描述该多孔介质平均渗透率的表达式。 04. 已知直角坐标系下的连续性方程：
()()()()t t z y x A z v y v x v z y x ??=+
??+??+???φρρρρ),,,( 试分析方程中各项的量纲，说明方程的量纲齐次性。
05. 四口油井的测压资料如下：
已知原油密度为0.8，原始油水界面海拔为-950m ，试分析在哪个井区范围内形成了低压区。 06. 某油田一口位于含油区的探井，实测油层中部原始地层压力为90MPa ，油层中部海拔-1000m ；位于含水区的一口探井实测油层中部原始地层压力为11.7MPa ，油层中部海拔-1300m ，原油密度0.85，地层水密度1，求该油田油水界面海拔。
07. 某油田在开发初期钻了四口探井，实测油层中部深度原始地层压力资料如表所示，以后又钻了一口井，油层中部海拔为-980m ，但未测压。试根据已有测压资料推算此井油层中部
原始地层压力值。
08. 温度恒为20℃的水渗过砂层，渗滤速度v ＝1.5m ／d ，砂层孔隙度φ = 0.2，渗透率
井号
油层中部实测地层静压(10-1MPa)
油层中部海拔(m)
1 2 3 4
90 88.5 88 89
-940 -870 -850 -880
井号 油层中部实测地层静压（10-1MPa ）
油层中部海拔（m ）
1 2 3 4
82.5 85.9 93.125 103.07
-900 -940 -1025 -1142
k =1.4μm 2，试计算渗流的雷诺数值。
09. 管状地层模型中通过的流量q =12cm 2/min ，模型直径为D = 2cm ，在实验中用的液体粘度μ = 2.0 mPa ·s ，密度0.85，介质孔隙度φ = 0.2，渗透率k =1.0μm 2。问：液体的渗滤速度、真实速度各为若干？渗流是否破坏线性关系？
10. 某井放喷时估算产量1500t ／d ，原油密度0.85，体积系数1.2，油层厚度20m ，孔隙度20％，渗透率640×10-3 μm 2，地下原油粘度9 mPa ·s ，油井半径10cm ，试判断井底渗流是否破坏线性关系。
11. 若渗流系统发生平面径向渗流，地层厚度为h ，渗透率为k ，供给半径为r e ，供给边界压力为P e ，渗透率为k ，井底流压为P wf ，原油粘度为μ，原油体积系数为B ，试求解其稳定渗流问题，给出压力分布和产量公式。
12. 转变3-2节的平面径向渗流产量公式的单位制为SI 制，其中：
达西混合单位：[P ]—atm ；[Q ]—cm 3/s ；[μ]—cp ；[k ]—D ；[h ]—cm ； SI 实用单位：[P ]—MPa ；[Q ]—m 3/day ；[μ]—mPa ?s ；[k ]—μm 2；[h ]—m ； 结果为：
??=21ln )(87.542w e wf avg r r P P B kh q μ
要求给出完整的换算关系和中间过程。
13. 某实验室做实验测定圆柱形岩心渗透率。岩心半径为lcm ，长度为5cm ，在岩心两端建立压差，使粘度为l mPa ·s 的液体通过岩心，2min 内测量出通过的液量为15cm 3，从水银压差计上知道岩心两端压差为157mmHg 高，试计算岩心的渗透率。
14. 圆柱形石英砂模型长为40cm ，横截面直径D =2.5cm ，渗透率2.5μm 2，试验用液体粘度3.45 mPa ·s ，为了使通过模型的流量为4cm 3／min ，需要在模型两端建立压差为多少?
15. 某密闭岩心中只贯穿一条宽为b cm 、长为l cm 的薄平板形裂缝，其截面孔隙度为Φf ，试证明：该裂缝的等效渗透率为：k f = 108Φf b 2/12 μm 2.
16. 对于平面渗流问题，若K = K (x, y)，有人将Darcy 定律写成如下形式：
??=P μK v r
试分析这种写法的错误性。
17. 用坐标变换推导轴对称平面径向流连续性方程。 18. 详细推导2-2-6式。
19. 在刚性水压驱动方式下，某井的供给边缘半径为250 m ，井半径为10 cm ，供给边缘上压力为9.0 MPa ，井底流压为6.0MPa ，油层厚度为10 m ，渗透率为500×10-3 μm 2，地下原油粘度为9.0 mPa ·s ，原油体积系数为1.15，地面原油密度0.85。求：①试问从井底到供给边缘之间压力是如何分布的，作图表示(取r ＝1.0 m ，5.0 m ，10.0 m ，25.0 m ，50.0 m ，100.0m ，150.0 m)；②求该井日产量(t/d)。
20. 刚性水压驱动油藏，地层厚度15.0m ，渗透率0.5μm 2，孔隙度0.2，地下原油粘度9.0 mPa ·s ，原油
体积系数1.15，地面原油密度0.85，地层静压10.8MPa ，
油井半径10.0cm ，井距500.0m 。
问：①为使油井日产60.0t ，应控制井底压力为多少?
②供油区内平均地层压力为多少?
23题图
③距井250.0m 处的原油流到井底需多长时间?
21. 刚性水压驱动油藏，地层厚度10.0m ，渗透率400.0×10-3μm 2，地下原油粘度9.0mPa ·s ，原油体积系数1.15，地面原油密度0.85；某井静压10.5MPa ，流压7.5MPa ，单井供油面积0.3km 2，油井折算半径0.01m ，求油井日产量(t/d)。
22. 油层和油井参数同上题。当油井以40.0t/d 日产量生产时，油井井底压力为多少?
23. 在刚性水压驱动下，均质液体向排液道作单向渗流。地层模型如图所示，渗透率分两段发生突变，求产量公式和压力分布曲线的表达式。 24. 在刚性水压驱动下，均质液体向井作平面径向流。地层模型如图所示，渗透率分区发生突变。求产量公式和压力分布曲线的表达式。 25. 通过解刚性水压驱动方式下渗流的基本微分方程求向排液道单向渗流的压力分布公式和产量公式。
02
2=dx
P
d ，
e x P P ==0，w L
x P P ==
26. 某井稳定试井成果如下： q (t/d) 60.0 50.6 40.3 35.5
ΣΔP (10-1Mpa) 25.0 20.5 15.5 12.5
已知，油层厚度15.0m ，地下原油粘度9.0mPa ·s ，地面原油密度0.85，原油体积系数1.2，油井供油面积0.3km 2，油井折算半径10.0cm ，求油层渗透率。
27. 某井用198.0mm 钻头钻开油层，油层深度为2646.0-2664.0m ，下套管固井，射孔后进行试油，试油成果如下表：
地下原油粘度为9.0mPa ·s ，原油体积系数为1.12，脱气原油密度0.855，供给边缘半径250.0m ，油井折算半径10.0cm ，求油层渗透率。
28 如图所示，在半径为r e 、厚度为h 、介质渗透率为k 孔隙度为φ 的均质地层中心有一口的上部射开的生产井以常产量生产，地层边界压力为P e ，井底压力为P wf ，试根据等值渗流阻力法给出产量公式。
29. 在长为L 、宽为w 、厚为h 的薄条带形水平地层中发生一维稳态Darcy 渗流，地层原始渗透率为k ；由于受到外部影响，流体出口端部L s 范围内地层渗透率变为k s ，试通过平面线
日产量 井口压力(10-1
MPa) 油嘴(mm) 油(t) 气km 3
油气比(m 3
/t)
油压 套压 流压(10-1
MPa)
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
55.1 91.3 115.7 150.2 162.1
6.1 13.2 19.7 36.8 58.7
110.0 144.0 170.0 245.0 362.0
126.0 122.0 119.0 112.0 104.0
134.0 131.0 128.0 124.0 121.0
293.2 286.6 282.4 274.5 261.3
h
29
性稳态渗流解式导出平面线性渗流表皮因子公式。
30. 某井酸化前后稳定试井成果见下表，试分析此次酸化作业是否成功。
31. 某井用198.0mm 钻头钻开油层，油层部位深度从2646.5m 到2660.5m ，油井是射孔完成，射孔后进行了试油，试油结果见下表。据岩心分析含碳酸盐，并进行酸化。酸化后又进行第二次试油，已知此井供油半径为300.0m ，油井半径为0.1m ，原油体积系数为1.12，相对密度为0.85。 ①画出两次试油指示曲线； ②求出酸化前后地层流动系数； ③分析增产措施是否有效。
32. 某井距直线供给边缘的距离为250.0m ，要求确定该井产量(地下值)。已知：地层厚度8.0m ，渗透率300.0×10-3μm 2，地下原油粘度9.0mPa ·s ，采油压差为2.0MPa ，井半径10.0cm 。如果供给边缘是半径为250.0m 的圆时，井产量为若干？比直线供给边缘情况高出百分之几?
33. 直线供给边缘一侧有两口生产井如图所示，供给边缘上压力P e =10.0MPa ，油井折算半径r w =0.01m ，地层厚度5.0m ，渗透率1.0μm 2，地下原油粘度2.0mPa ·s ，原油体积系数1.2，地面原油密度0.9，问：当两口井各以50.0t/d 产量生产时油井井底压力各为若干?
34. 直线断层一侧有两口生产井，如图5所示，求这两口井各自的产量(t/d)，已知：供给边缘上压力10.0MPa ，供给边缘半径10.0km ，油井半径10.0cm ，地层厚度10.0m ，地层渗透率0.5μm 2，，地下原油粘度9.0 mPa ·s ，原油体积系数1.15，地面原油密度0.85，油井井底压力均为7.5MPa 。
酸前 q (t/d) 97.2 80.0 58 38.5 ΔP (10-1Mpa) 33.5
27.8
19.5
13.1
酸后 q (t/d) 162.1 150.2 115.7 91.3 55.1 ΔP (10-1Mpa)
43.5
35.1
22.4
16.2
9.9
日产量 井口压力(MPa) 井底压力
(MPa) 油嘴
(mm) 油(t/d) 气(103km 3/d)
气油比(m 3/t)
油压 套压 流压
地层静压
第一次试油结果
6.0 9
7.2 24.3 250.0 10.3 11.7 26.6 29.0 5.0 80.0 20.0 250.0 11.2 12.2 27.2 - 3.0 40.0 4.9 122.0 12.3 13.2 2
8.0 - 第二次试油结果
3.0 55.1 6.1 111.0 12.6 13.4 28.2 29.0
4.0 90 13.2 147.0 12.2 13.1 27.7 -
5.0 115.7 19.7 170.0 11.9 12.8 27.5 -
6.0 150.2 36.8 245.0 11.2 12.4 26.8 -
7.0
162.1
58.7
362.0
10.4
12.1
26.55
-
=600m
33题图
34题图
35. 如图所示，两断层相交成120o 角，在分角线上有一口生产井，求该井产量(t/d)。已知：供给边缘上压力10.0MPa ，供给边缘半径10.0km ，井半径10.0cm ，地层渗透率0.5μm 2，地下原油粘度9.0mPa ·s ，原油体积系数1.15，地面原油密度0.85，油
井井底压力7.5MPa 。油层厚度10.0m 。
36. 两断层相交成直角，其中有一口生产井距直角断层的距离分别
为a 和b ，求该井的稳态产量计算公式。
37. 某油层中油水两相渗流时，含水率与含水饱和度关系如下：
S w 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 f w
0.03
0.115
0.64
0.93
0.99
1.0
已知：该油层束缚水饱和度S wc =0.2，试用图解法确定水驱油前缘含水饱和度值和油水两相渗流区平均含水饱和度值。
38. 某油层油、水相对渗透率数据如下： 已知：地下原油粘度3.4 mPa ·s ，地下水粘度0.68 mPa ·s ，求：
① 绘制油、水相对渗透率曲线；
② 确定束缚水饱和度和残余油饱和度值； ③ 绘制f w -S w 关系曲线；
④ 用图解法确定水驱油前缘含水饱和度和两相渗流区中平均含水饱和度值； ⑤ 确定水驱油前缘含水饱和度下的f ′(S wf )值。
39. 带状油藏宽4000.0m ，油层厚度8.0m ，孔隙度0.18，地层渗透率0.6μm 2，注水井排距离生产井排L e ＝1000.0m ，井排保持产量1000.0m 2/d(地下值)，注水井排处压力P e ＝10.0MPa ，计算时将注水井排，生产井排分别看成是注水坑道和排油坑道，相对渗透率数据，油水粘度数据同前题。完成：①计算生产井排见水时间和无水采油量；②绘制μr ωo ～Z 关系曲线；③计算μr ωo =A Z+B Z+C Z 2多项式的系数A 、B 、C ；④计算水驱油前缘位置L f =500m ，150m ，50m 时，生产井排处压力。
40. 某封闭油藏面积F=30.0km 2，油层厚度10.0m ，岩层孔隙度0.2，原始地层压力12.0MPa ，饱和压力8.0MPa ，岩石压缩系数2.0×10-4MPa -1，原油压缩系数7.0×10-4MPa -1，地面原油密度0.85，原油体积系数1.2，求该油藏依靠弹性能量能采出多少吨原油。
41. 某封闭油藏面积10.0km2，油层厚度15.0m ，岩层孔隙度0.2，导压系数1545.0cm2/s ，岩层渗透率0.5μm 2，原始地层压力12.0MPa ，饱和压力8.0MPa ，地面原油密度0.85，原油粘度9.0mPa ·s ，原油体积系数1.2，求该油藏的弹性储量。
42. 某井地质储量134.0×104t ，原始地层压力和饱和压力之差值为4.0MPa ，地层原始含油饱和度0.8，束缚水饱和度0.2，原油压缩系数7.0×10-4MPa -1，束缚水压缩系数 3.0×10-4 MPa -1，岩石压缩系数为2.0×10-4 MPa -1，岩层孔隙度0.2，求该井的弹性储量(t)。
43. 在弹性驱动方式下，某探井以30.0t/d 的产量生产，试求生产30.0d 后井底流压为多少？已知：原始地层压力11.0MPa ，油体积系数1.32，地下油粘度3.0mPa ·s ，渗透率500.0×10-3μm 2，地层厚度10.0m ，综合压缩系数3.0×10-4 MPa -1，折算半径10.0cm ，脱气原油密度0.85。 44. 由于压力表灵敏度的原因，只有当压力降超过0.2×10-1MPa 时才能在压力表上反映出来，如果距离前题中探井500.0m 处有一停产井，问要多长时间后才能在停产井中看到探井投产的影响，油井数据同前题。
S w 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4
0.5 0.6 0.7 0.75 0.8 0.9 1.0 k o 1.0 1.0 1.0 0.94 0.80 0.44 0.16 0.045 0.0 0.0 0.0 0.0 k w
0.0
0.0
0.0
0.0
0.04
0.11
0.20
0.30
0.36
0.44
0.68
1.0
36题图
45. 弹性驱动油藏中某井以20.0t/d 生产，第二口井以40.0t/d 生产，第三口井以79.02t/d 注入，已知：原始地层压力11.0MPa ，原油体积系数1.32，地下原油粘度3.0mPa ·s ，地层渗透率0.5 μm 2，地层厚度10.0m ，综合压缩系数3.0×10-4MPa -1，孔隙度0.2，地面原油密度0.85，问在一口距这三口井均为500.0m 的停产井中，3天后会有多大压降。 46. 弹性驱动油藏某区h ＝10.0m ，K=0.4μm 2，u=2.0mPa ·s(地下)，B o ＝1.12，导压系数104cm 2/s ，该区有四口生产井，两口注水井，各井投产(或投注)时间，产量和距观察井距离数据如下表：
问：到1979年12年31日观察井中压力降为若干?
47. 某油田有一探井以20.0 t/d 产量投入生产，生产15天后，距该井1000.0m 处又有一新井以40.0t/d 产量投入生产，试问第一口井在生产30.0天后井底压力降为多少？已知：k ＝250.0×10-3μm 2，h=12m ，C=1.8×10-4 MPa -1，μ=9mPa ·s ，B o ＝1.12，ρ=0.85，r w =10.0cm 。 48. 弹性驱动油藏中两口生产井共同生产了T 时间，然后关闭一口井，而让另一口井继续生产，试推导出关闭井井底压力的表达式。
49. 弹性驱动油藏中某井以Q 产量生产t 1时间后关井，至t 2时刻又开井以原产量继续生产，试推导出该井再生产t 时间的井底压力表达式。
50. 在某封闭油藏中均匀布井，利用原油和地层的弹性能采油，井距400m ，各井产量保持40.0t/d ，导压系数104cm 2／s ，原油体积系数1.12，地下原油粘度3.0mPa ·s ，地面原油密度0.85，地层厚度10.0m ，渗透率1.0μm 2，井半径10.0cm ，若生产一段时间后测得井底流压为9.0MPa ，试求此时供油区内平均地层压力和供油区边界上压力各为若干?
51. 某油田开发初期进行矿场试验，研究利用原油和地层弹性能采油时油井动态变化规律。已知：井网500.0×600.0m ，地层导压系数1500.0cm 2/s ，地层厚度20.0m ，原始地层压力10.0MPa ，饱和压力6.0MPa ，地层渗透率0.5μm 2，地下原油粘度9.0mPa ·s ，地面原油密度0.85，原油体积系数1.12，油井产量保持20.0t ／d ，井半径10.0cm ，试计算t ＝100天、200天和300天时油井井底流压，供油区内平均地层压力，供油区边界上压力，并绘制动态预测曲线。
52. 某探井油层中部压力恢复曲线咨料如下： 油井数据：关井前稳定产量q =28.0t/d ，地面原油密度0.85，原油体积系数1.12，地下原油粘度9.0mPa ·s ，油层综合压缩系数 3.75×10-4 MPa -1，油层有效厚度8.6m ，油井完井半径r w =10.0cm 。试求：油层流动系数和渗透率；油层导压系数；油井有效井径；若已知关井前累积产量为986t ，试用MDH 公式推算原始地层压力和计算油层参数。 53. 用外推时间法处理前题中压力数据，推算地层压力，已知：油藏驱动类型属于水压驱动，原油体积系数1.12，脱气原油密度0.855，油层综合压缩系数3.79×10-4MPa -1。
54. 两断层相交成120o 角，在此角的分角线上有1口油井，井至断层的垂直距离为d ，试推导：①油井关井后井底压力恢复规律的表达式；②压力恢复曲线第二直线段与第一直线段斜
井别 井号 投产时间 产量（m 2/d ））
距观察井的距离（m ）
生产井
生产井 生产井 生产井 生产井 生产井
1 2 3 4 5 6
1979.1.20 1979.2.5 1979.4.8 1979.8.25 1979.5.1 1979.10.4
50
80 70 100 300 200
340 300 580 520 400 500
t(min) 0.0 10.0 30.0 60.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 435.0 P wf (t)(MPa)
7.26
7.55 8.02 8.41 8.64
8.75
8.79
8.81
8.83
8.87
率的比值；③计算井到断层距离d 的公式。
55. 某油藏原始地层压力等于饱和压力，油藏开发后即处于溶解气驱状态下，油藏以井距500m 的均匀井网布井。已知：原始地层压力10.2MPa ，井半径10.0cm ，地层厚度10.0m ，孔隙度0.2，油层渗透率0.2μm 2，原始含油饱和度S oi =1.0，地面原油密度0.85，油、气相对渗透率曲线资料如表-1所示，油气性质与压力关系如表-2所示。 求解：地层平均压力、油气比随地层含油饱和度的变化关系，绘制成曲线；地层平均压力、油气比随地层采出程度的变化关系，绘制成曲线；当保持井产量20.0t/d 时，计算地层平均压力，油气比，井底流压随时间变化关系，绘制曲线。
表-2
P wf (10-1MPa) B o R s μo (mPa ·s) μg (mPa ·s) B g 102 95 90 85 80 75 70 65 60 50 40 30 20 10 0
1.241 1.230 1.220 1.210 1.202 1.193 1.183 1.174 1.164 1.145 1.127 1.108 1.090 1.060 1.000
87.4 82.5 79.0 75.5 72.0 66.5 65.0 61.5 58.0 51.0 44.0 36.5 28.5 17.5 0
1.21 1.23 1.27 1.29 1.30 1.31 1.35 1.39 1.42 1.50 1.62 1.90
2.30
3.05
4.06
0.0160 0.0156 0.0153 0.0150 0.0148 0.0144 0.0141 0.0138 0.0136 0.0130 0.0124 0.0118 0.0111 0.0102 0.0092
129 119 111 103.5 96.5 89.5 82.2 75 68.5 55.2 42.5 31 20.1 10.15 0.886
56. 某溶解气驱油藏以井距500m 的井网均匀布井，原始地层压力10MPa ，井底压力8MPa ，地层厚度10m ，油层渗透率0.2μm 2，井半径10cm ，地面脱气原油密度0.85。 已知：k ro /(μo B o ) = 0.001P - 0.032，求油井地面日产油量(t ／d)。
57. 某溶解气驱油藏以井距500.0m 的井网均匀布井，原始地层压力10.0MPa ，井底压力8.8MPa ，地层厚度10.0m ，油层渗透率0.2μm 2，井半径10.0cm ，气体粘度0.016mPa ·s ，原油粘度1.5mPa ·s ，原油体积系数1.1，气体溶解系数1.5m 3／m 3／10-1MPa ，油气比560.0m 3/m 3，原油密度0.85，油、气相对渗透率资料如下表：
S o 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 k ro 0 0.03 0.075 0.14 0.24 0.32 0.42 0.53 0.61 k rg
0.59
0.39
0.29
0.2
0.11
0.07
0.04
0.02
表-1 S o 1.00 0.95 0.90 0.85 0.8
0.75 0.70
0.65
0.60 0.50 0.40
0.30 k ro 1.00 0.875 0.75 0.625 0.50 0.40 0.295 0.215 0.15 0.05 0.00
0.00
k rg
0.00 0.00
0.00 0.01
0.03 0.07 0.14
0.225 0.35 0.66 0.865 1.00
求油井日产油量(t/d)。
58. 试处理溶解气驱油藏稳定试井资料求油层渗透率：
工作制度产量
(t/d)
油气比
(m3/d)
井底压力
(10-1MPa)
油层压力
(10-1MPa)
1 2 3 4 14.4
22.0
29.0
38.0
570.0
605.0
640.0
651.0
78.4
71.2
66.4
60.8
81.0
81.0
81.0
81.0
已知：油藏饱和压力9MPa，气体溶解系数0.83m3／m3／10-1MPa，地下原油粘度1.5mPa·s，地下气体粘度0.018mPa·s，地面原油密度0.86，原油体积系数1.2，井半径10cm，井距500m，地层厚度8m，处理中可选用H*通用曲线。
59.某气井进行稳定试井，其试井资料如下表。请用二项式、指数式确定气井的产气方程及绝对无阻流量。
工作制度地层压力(MPa) 井底压力(MPa) 产气量(km3/d)
1 9.54 9.326 34.25
2 9.54 9.049 68.29
3 9.5
4 8.88 86.52
4 9.54 8.52 118.78
60. 某气井以56.0km3／d的产量生产了90d后测得井底压力变化如表：
Δt(min) 14.0 27.0 62.0 165.0 474.0 1400.0 4200.0 11400.0 18600.0
P ws(MPa) 18.3 19.16 19.37 19.58 19.8 20.0 20.2 20.35 20.43
已知气层厚度为3.0m，井半径为0.1m，天然气粘度为0.019mP a·s。气体压缩因子为0.98，气层温度为93o C，地层孔隙度为0.2，等温压缩系数为0.6×10-1/MPa，试确定气层压力、流动系数、导压系数。
《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》练习题+答案 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.采油指数：单位压差下的产油量。 3.舌进现象：当液体质点从注水井沿x 方向己达到生产井时，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。 4.稳定渗流：运动要素（如速度、压力等）都是常数的渗流。 5.绝对无阻流量：气井井底压力为一个大气压时的气井产量。 6.渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。 7.多井干扰：多井同时工作时，地层各点的压降等于各井单独工作时的压力降的代数和。 8.稳定试井：通过认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。 二、填空 1.符合(流量和压差成正比)的渗流叫(线性渗流)。 2.油气储集层的特点(储容性)、(渗透性)、(比表面大)和(结构复杂)。 3.渗流的三种基本几何形式有(平面单向流)、(平面径向流)、(球形径向流)。 4.流体渗流中受到的力主要有(粘滞力)、(弹性力)和(毛细管压力)。 5.单相液体稳定渗流的基本微分方程是(02 =? p )，为(拉普拉斯型方程)。 6.单相液体不稳定渗流的基本微分方程是( 21p p t η??= ?)，为(热传导方程型方程)。 7.油井不完善类型有(打开程度不完善)、(打开性质不完善)和(双重不完善)。 8.等产量两汇流场中等势线方程为(r 1r 2=C 0)，y 轴是一条(分流线)，平衡点是指(流场中
流速为零的点)。 9.气井稳定试井时，按二项式处理试井资料时，其流动方程为(2 sc sc 2wf 2e Bq Aq p p +=-)， 绝对无阻流量表达式(B p p B A A q 2) (42 a 2e 2AOF -++-= )。 三、简答题 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.渗流速度和真实渗流速度定义。给出两者之间的关系。 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 =?Φ 3.什么是折算压力？其公式和实质分别是什么？ 折算压力：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。 4.试绘图说明平面单向流压力消耗特点。 平面单向流：在沿程渗流过程中压力是均匀消耗的。 p p e p B L O 5.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。
油气层渗流力学答案 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 =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－940)=9.08MPa =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－870)=9.48MPa =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－850)=9.58MPa =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： 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 3．某油田在开发初期钻了五口探井，实测油层中部原始地层压力资料见表2。 后来又钻了一口井，已知其油层中部海拔为－980m ，试根据已有资料推算此井
油层中部原始地层压力。 解： 由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线，从图上查得当海拔为-980m 时，此井的油层中部原始地层压力为8.6m 。 7．在重力水压驱动方式下，某井供给边界半径为250m ，井半径为10cm ，供给边界上压力为9MPa ，井底流压为6MPa 。井底流压为6MPa ，原始饱和压力为4.4MPa ，地层渗透率是0.5×10-12m 2，原油体积系数为1.15。相对密度为0.85，粘度为9×10-3Pa·s ，油层厚度为10m 。 (1) 求出距井中心0.2m ，0.5m ，1m ，10m ，50m ，100m ，200m 处压力值。 (2) 画出此井的压力分布曲线。 (3) 求该井日产量。 解： 已知：r e =250m ，r w =0.1m ，p e =9×106Pa ，p wf =6×106Pa ，p i =4.4×106Pa ，K =0.5×10-12m 2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s ，h =10m 。 由平面径向流压力公式可知 代入数据化简可得 p =0.38ln r +7 r (m) 0.2 0.5 1 10 50 100 200 p (MPa) 6.3 6.7 6.8 7.77 8.38 8.65 8.91 地面的产量 化为以质量表示的产量 ρ?=e m q q =0.117×10-2×0.85×1000=0.99kg/s=85.5t/d 日产量为85.5t 。 8．注出开发油田的井距为500m ，地层静止压力为10.8MPa 。油层厚度为15m ，渗透率为0.5×10-12m 2。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，油层孔隙度为0.2，油井半径为10cm 。 (1) 若油井日产量为60t ，井底压力多大？ (2) 供油区范围内平均地层压力为多大？ (3) 距井250 m 处的原油流到井底需要多少时间？ 解： 已知：r e =250m ，r w =0.1m ，p e =10.8×106Pa ，p wf =6×106Pa ，K =0.5×10-12m 2，γ=0.85，
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
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
一、选择题 1、连续介质假设意味着 B 。 （A）流体分子互相紧连；（B）流体的物理量是连续函数； （C）流体分子间有间隙；（D）流体不可压缩 2、静止流体A 剪切应力。 （A）不能承受；（B）可以承受； （C）能承受很小的；（D）具有粘性是可承受 3、温度升高时，空气的粘度 B 。 （A）变小；（B）变大；（C）不变；（D）可能变大也可能变小 4、流体的粘性与流体的 D 无关。 （A）分子的内聚力；（B）分子的动量交换；（C）温度；（D）速度梯度5、在常温下，水的密度为 D kg/m3。 （A）1 ；（B）10 ；（C）100；（D）1000 6、水的体积弹性模量 A 空气的体积弹性模量。 （A）大于；（B）近似等于；（C）小于；（D）可能大于也可能小于 7、 C 的流体称为理想流体。 （A）速度很小；（B）速度很大；（C）忽略粘性力；（D）密度不变 8、 D 的流体称为不可压缩流体。 （A）速度很小；（B）速度很大；（C）忽略粘性力；（D）密度不变 9、与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是 B （A）切应力和压强；（B）切应力和剪切变形速率； （C）切应力和剪切变形；（D）切应力和速度。 10、水的粘性随温度升高而 B （A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定 11、气体的粘性随温度的升高而A （A）增大；（B）减小；（C）不变；（D）不确定。 12、理想流体的特征是C （A）粘度是常数；（B）不可压缩；（C）无粘性；（D）符合pV=RT。 13、以下关于流体粘性的说法中不正确的是 D
（A）粘性是流体的固有属性； （B）粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度； （C）流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用； （D）流体的粘性随温度的升高而增大。 14、按连续介质的概念，流体质点是指 D （A）流体的分子；（B）流体内的固体颗粒；（C）无大小的几何点； （D）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 15、理想流体与实际流体的主要区别在于（ A ）。 （A）是否考虑粘滞性；（B）是否考虑易流动性； （C）是否考虑重力特性；（D）是否考虑惯性 16、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中（D） （A）随压强增加而增加；（B）随压强减小而增加 （C）随体积增加而减小；（D）与压强变化无关 17、液体与气体都是流体，它们在静止时不能承受（C ）。 （A）重力；（B）压力；（C）剪切力；（D）表面张力 18、下列流体的作用力中，不属于质量力的是（ B ）。 （A）电磁力；（B）粘性内摩擦力；（C）重力；（D）惯性力 19、在连续介质假设下，流体的物理量（ D ）。 （A）只是时间的连续函数；（B）只是空间坐标的连续函数； （C）与时间无关；（D）是空间坐标及时间的连续函数 20、用一块平板挡水，平板形心的淹深为h c，压力中心的淹深为h D，则h c A h D。（A）大于；（B）小于；（C）等于；（D）可能大于也可能小于 21、静止流体的点压强值与 B 无关。 （A）位置；（B）方向；（C）流体种类；（D）重力加速度 22、油的密度为800kg/m3，油处于静止状态，油面与大气接触，则油面下0.5m 处的表压强为 D kPa。 （A）0.8 ；（B）0.5；（C）0.4；（D）3.9
第一章 1-4 解： 系统内水的总体积38m V =，水的体积膨胀系数V 0.005α=1/℃。 水温升高50T ?=℃时，水的体积膨胀量 3V 80.005502m V V T α?=???=??=。 1-6解：油的运动粘度7214.2810m s ν--=??，密度3678kg m ρ-=?，则油的动力粘度74678 4.2810 2.910Pa s μρν--==??=??。 1-7解：水的动力粘度31.310Pa s μ-=??，密度3999.4kg m ρ-=?，则水的运 动粘度36211.310 1.310m s 999.4 μνρ---?===??。 1-9解：如图示：在锥体表面距离定点x 处取一宽度为d x 的微圆环，则在x 处的微圆环的半径sin r x α=。由牛顿粘性定律可得，微圆环所受到的摩擦阻力 22 2sin d d 2d U r F A rdx x x h ωπμωαμμπδδ =??=??=， 微圆环旋转时所需的微圆力矩为332sin d d d M r F x x πμωα δ =?== 所以锥体旋转时所需的总力矩 3 34 cos 3cos cos 0 2sin 2sin d d 4H H H x M M x x α ααπμωα πμωαδ δ?? === ????? ? 344342sin tan 4cos 2cos H H πμωα πμωα δ αδα = = 1-10解：设轴承内轴旋转角速度为ω ，所以由牛顿粘性定律可得，内
轴表面所受的摩擦阻力2 22D U b D F A Db h ωμπωμμπδδ ? ===， 内轴旋转的摩擦力矩3 24D b D M F μπωδ == 克服摩擦需要消耗的功率23 4b D P M μπωωδ == 所以内轴的圆周角速度19.37rad s ω-===? 所以内轴转速60609.372 89.50rpm 22 3.14 n ωπ?= ==? 1-13解：润滑油的动力粘度μρν=， 活塞表面所受的摩擦阻力2()2 U V dLV F A dL D d h D d πμμμπ=== --， 所以活塞运动所消耗的功率 22 22dLV dLV P FV D d D d πμπρν===-- 43223 2 3.149200.914410152.41030.48106 4.42KW (152.6152.4)10----?????????==-? 第二章 流体静力学 2-1解：在图中1－2等压面处列平衡方程： 1A P P =，2B Hg P P gh ρ=+， 因为12P P =， 所以A B Hg P P gh ρ=+， 所以 44A B 3 Hg 2.710( 2.910)0.420m 13.6109.81 P P h g ρ-?--?===??
中国石油大学（北京）期末考核 《石油工程概论》 一、综述题（共5小题，每小题20分，第1、2和3题选做两道，第4和第5题选做一道，共60分）（每道题目不少于500字。照抄知识点提示不得分。） 1. 阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。（20分） 知识点提示：井深结构的主要内容包括套管的层次、各层套管下入深度、相应的钻头直径、套管外水泥返高等，请详细列出各内容所包含的具体内容，并画出简单的井深结构图。 答：井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。包括井中套管的层数及各种套管的直径、下入深度和管外的水泥返深，以及相应各井段钻进所用钻头直径。井身结构是钻井施工设计的基础。 （一）井身结构的组成及作用 井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。 1.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。 2.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。 3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 4.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。 5.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离 （二）相关名词及术语 1.完钻井深：从转达盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。 2.套管深度：从转盘上平面到套管鞋的深度。 3.人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。其深度是从转盘
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。
第1章 绪论 选择题 【1.1】 按连续介质的概念，流体质点是指：（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒； （c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元 体。 解：流体质点是指体积小到可以看作一个几何点，但它又含有大量的分子，且具有 诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。 （d ） 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：（a ）切应力和压强；（b ）切应力和剪切变 形速度；（c ）切应力和剪切变形；（d ）切应力和流速。 解：牛顿内摩擦定律是d d v y τμ=，而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度 d d t γ，故d d t γτμ=。 （b ） 【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是：（a ）m 2/s ；（b ）N/m 2；（c ）kg/m ；（d ）N ·s/m 2。 解：流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2。 （a ） 【1.4】 理想流体的特征是：（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p =ρ 。 解：不考虑黏性的流体称为理想流体。 （c ） 【1.5】当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为：（a ）1/20 000；（b ） 1/1 000；（c ）1/4 000；（d ）1/2 000。 解：当水的压强增加一个大气压时，其密度增大约 95d 1 d 0.51011020 000k p ρ ρ-==???=。 （a ） 【1.6】 从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体：（a ）能承受拉力，平衡时 不能承受切应力；（b ）不能承受拉力，平衡时能承受切应力；（c ）不能承受拉力， 平衡时不能承受切应力；（d ）能承受拉力，平衡时也能承受切应力。 解：流体的特性是既不能承受拉力，同时具有很大的流动性，即平衡时不能承受切 应力。 （c ） 【1.7】下列流体哪个属牛顿流体：（a ）汽油；（b ）纸浆；（c ）血液；（d ）沥青。 解：满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 （a ） 【1.8】 15C o 时空气和水的运动黏度6215.210m /s υ-=?空气，621.14610m /s υ-=?水 ，这说明：在运动中（a ）空气比水的黏性力大；（b ）空气比水的黏性力小；（c ）空气 与水的黏性力接近；（d ）不能直接比较。
《流体力学》复习题（专升本） 一、填空题 1、在作纯剪切流动时满足 的流体称为牛顿流体，生活中常见的牛顿流体有 和 。 2、在静止或相对静止的流体中，任一作用面的流体静压强的方向为 。 3、描述 来研究流体运动的方法称为欧拉法。 4、静止非均质流体的水平面是 、 和 。 5、无限空间淹没射流中，沿着气体射流的方向，边界层厚度 ，射流轴心速度 ，断面上的动量 。 6、常见的质量力有 、 ，表面力有 、 。 7、雷诺数反映了 的比值，弗诺德数反映了 的比值。 8、 、 和 之和，称为总压。 9、流体力学中三个主要力学模型是 、 、 。 10、均匀流过流断面上压强分布服从于 。 11、流体受压，体积缩小，密度 的性质，称为流体的 ；流体受热，体积膨胀，密度 的性质，称为流体的 。 12、静止非均质流体的水平面是 、 和 。 13、流线不能相交（驻点处除外），也不能是折线，因为 ，流线只能是一条光滑的 。 14、由紊流转变为层流的临界流速k v 由层流转变为紊流的临界流速k v '，其中k v '称为 ，k v 称为 。对圆管来说，临界雷诺数值=k Re 。 15、泵和风机的全效率等于 ， 及 的乘积。 二、选择题 1．连续介质模型意味着 。 （A ）流体分子之间没有间隙 （B ）流体中的物理参数是连续函数 （C ）流体分子之间有间隙 （D ）流体不可压缩 2．静止流体中任意一点的压强与 无关。 （A ）点的位置 （B ）作用面的方向 （C ）流体的种类 （D ）重力加速度
3．水平管道的截面逐渐缩小，管内水流的速度。 (A) 逐渐变大 (B) 逐渐变小 (C) 不改变 (D) 没有变化规律 4．在总流的伯努利方程中，速度V是___________速度。 (A) 在截面上的任意点的速度 (B) 截面平均速度 (C) 截面形心处的速度 (D) 截面上的最大速度 5．在总流的伯努利方程中，湍流的动能修正系数总是___________层流的动能修正系数。 (A) 大于 (B) 不小于 (C) 等于 (D) 小于 6．如果_______，则沿程损失系数λ不受壁面粗糙度?的影响。 (A) 雷诺数足够大 (B) 在紊流光滑区 (C) 在紊流过渡区 (D) 速度足够大 7．如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？________ （A）弗劳德数（B）雷诺数 （C）欧拉数（D）马赫数 8．根据泵与风机的工作原理，离心式泵属于哪种类型的泵?__________ （A）容积式（B）往复式 （C）叶片式（D）其它类型的泵 9．离心式泵的主要部件不包括__________ （A）叶轮（B）汽缸 （C）机壳（D）吸入室 10．下面的哪一条曲线是泵的特性曲线？__________。 （A）泵所提供的流量与扬程（B）流量与沿程损失系数之间 之间的关系曲线的关系曲线 （C）管路的流量与扬程（D）管路的性能曲线 之间的关系曲线 11、在一个储水箱的侧面上、下安装有两只水银U形管测压计（如图），当箱顶部压强Po＝1atm时，两测压计水银柱高之差△h=h1-h2=760mmHg，如果顶部再压入一部分空气，使Po ＝2atm时。则△h应为（） A．△h=－760mmHg B．△h= 0mmHg C．△h= 760mmHg D．△h=1520mmHg 12、亚音速流动，是指马赫数__________时的流动。（） A．等于1B．等于临界马赫数C．大于1D．小于1 13、气体温度增加，气体粘度（）
第一章 渗流的基本规律 【1-1】一圆柱岩样6cm D =，10cm L =，22m K μ=，0.2φ=，油样沿轴向流过岩样，04mPa s μ=?，密度为800kg/m 3，入口端压力为0.3MPa e p =，出口端压力为0.2MPa w p =。 求：(1) 每分钟渗过的液量？ (2) 求雷诺数e R 。 (3) 求粘度162mPa s w μ=?、密度3=1000kg/m ρ的水通过岩样是的雷诺数(其余条件不变)。 【解】(1) 由达西定律知 22126 33(610)210(0.30.2)106084.82cm /min 44100.1 ?πμ---????-?==?=??=??AK p Q qt t L (2) 4284.82/60510m /s 6/4 π-===??q v A e 00.009R === (3) 356e 3/2101000 1.210 6.8100.2162 R ---???==?? 【1-2】设液体通过直径10cm D =，长30cm L =的砂管，已知0.2φ=，00.65mPa s μ=?，0.7MPa p ?=，0.3wc S =，200.2m μ=K ，求产量Q 、渗流速度v 和真实渗流速度t v 。 【解】由达西定律知 产 量 212663330.10.2100.7105.610m /s 5.6c m /s 40.65100.3?πμ---????==?=?=??AK p Q L 渗流速度 126430.2100.7107.1910m /s 0.65100.3 K p v L ?μ---???===??? 真实渗流速度 43t 7.1910= 3.6010m /s 0.2φ--?==?v v 【1-3】砂层500m L =，宽100m B =，厚4m h =，20.3m μ=K ，孔隙度0.32φ=，0 3.2mPa s μ=?，315m /d Q =，0.17wc S =，求： (1)压差p ?，渗流速度V 和真实渗流速度t V 。 (2)若330m /d Q =，则p ?、v 和t v 又为多少？ (3)两种情况原油经过砂层所需的时间1T 和2T 等于多少？
1、 由题意知ΔL =10cm 时： 3 2 60/60(/)*1.5()*10() p 0.5()1.5()*20() q L cm s cp cm atm K A D cm μ??= = = a 05.0MP P =? 1（2旧版）：设有一均质无限大地层中有一生产井，油井产量q =100m 3/d ，孔隙度=0.25，h =10m ，求r =10m ，100m ，1000m ，10000m 时渗流速度和液流速度，通过计算，能看出什么? 解：2h A r π=，渗流速度q v A = ，液流速度w v φ ＝ 当r=10m 时， 3 4 q 100/864001000(/)0.00184/22 3.1410()10() 0.00184100/10000.000184/ 1.8410/q m ks v m ks A rh m m cm s cm s π-?=== =???=?==? s /cm 10 37.7w 4 -?＝ 当r=100m 时，51.8410cm /s v -=?，s /cm 1037.7w 5-?＝ 当r=1000m 时，61.8410cm /s v -=?，s /cm 1037.7w 6-?＝ 当r=10000m 时，71.8410cm /s v -=?，s /cm 1037.7w 7-?＝ 由此可以看出，离井眼越远，渗流速度以及液流速度也越小 2（4旧版）：设油层p e =12MPa ，p w =10.5MPa ，r e =10000m ，r w =0.1m ，r =100m ，求r ~r e 及r w ~r 两区内的平均压力。 解：e w e e e w r ln r r ln r P P P P =－－ ；e w e w r 2ln r e P P P P －＝－ 当r ＝100m 时，1210.51000012ln 11.410000100 ln 0.1 P M Pa ==－－ 在r ～re ：，e 121.4e 1.93121.94r 102l n 2l n 100 r e P P P P M P a -- =- =-=＝MPa
流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答：以当时，第2次B点量测数据（表1.1）为例，此时，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为。 3、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。 答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式，从而求得。 4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。常温（）的水，或，。水与玻璃的浸润角很小，可认为。于是有 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面？哪一部分液体是同 一等压面？ 答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面： （1）重力液体； （2）静止； （3）连通； （4）连通介质为同一均质液体； （5）同一水平面 而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？ 答：关闭各通气阀，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（）与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。
第七章 粘性流体动力学 7-1 油在水平圆管内做定常层流运动，已知75=d （mm ），7=Q （litres/s ），800=ρ (kg/m 3)，壁面上480=τ（N/m 2），求油的粘性系数ν。 答：根据圆管内定常层流流动的速度分布可得出2 08 1m u λρτ=； 其中：λ是阻力系数，并且Re 64= λ； m u 是平均速度，585.1075.014.325.01074 123 2=???==-d Q u m π（m/s ）。 由于阻力系数2 8m u ρτλ=，因此02 02886464Re τρτρλm m u u ===； 即： 2 8τρν m m u d u = ； 所以油的粘性系数为401055.3585 .18008075 .0488-?=???== m u d ρτν（m 2/s ）。 7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么？ 答：把湍流中流体微团的脉动与气体分子的运动相比拟。 7-3无限大倾斜平板上有厚度为h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下做定常层流运动，自由液面上的压力为大气压Pa ，且剪切应力为0，流体密度为ρ，运动粘性系数为ν，平板倾斜角为θ。试求垂直于x 轴的截面上的速度分布和压力分布。 答：首先建立如图所示坐标系。 二维定常N-S 方程为： ???? ????+??+??-=??+??22221y u x u x p f y u v x u u x νρ ??? ? ????+??+??-=??+??22221y v x v y p f y v v x v u y νρ 对于如图所示的流动，易知()y u u =，()y p p =，0=v ，θsin g f x =，θcos g f y -=；
中国石油大学（北京）远程教育学院 期末考试 《石油工程概论》 学习中心：_______ 姓名：________ 学号：_______ 一、综述题（共8小题，每小题15分，任选4小题，共60分）（综述题请根据知识点提示结合课件组织答案，每道题目不少于400字。照抄知识点提示不得分。） 选做题号： 1. 阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。 答：井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。包括井中套管的层数及各种套管的直径、下入深度和管外的水泥返深，以及相应各井段钻进所用钻头直径。 ⑴井身结构的组成及作用：井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。①.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。②.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。 ③.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 ④.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。⑤.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。 2.简述绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率的定义，影响绝对渗透率的影响因素？ 绝对渗透率:岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。 有效渗透率:多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的渗透率叫该项流体的有效渗透率，又叫相渗透率。 相对渗透率:多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体在该饱和度下的渗透系数与该介质的饱和渗透系数的比值叫相对渗透率，是无量纲量。 影响绝对渗透率的因素有：①岩石的颗粒大小；②孔隙截面形状和孔隙连通性的好坏：③胶结物的含量；④岩石中的裂缝。 3.阐述油藏的驱动能量及油藏驱动类型，并针对国内一油藏进行举例分析。 答：一般油藏驱动类型可以分为五类：1）弹性驱动：依靠油层岩石和流体的弹性膨胀能进行原油驱动的方式。2）溶解气驱：油层压力低于饱和压力时，溶解状态的气体分离出的气泡膨胀而将石油推向井底的驱动方式。3）水压驱动：当油藏有边水、底水时就会形成水压驱动，可以分为刚性水驱和弹性水驱。4）气
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 3．某油田在开发初期钻了五口探井，实测油层中部原始地层压力资料见表2。 后来又钻了一口井，已知其油层中部海拔为－980m ，试根据已有资料推算此井油层中部原始地层压力。 解： 由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线，从图上查得当海拔为-980m 时，此井的油层中部原始地层压力为8.6m 。 -1120 -1100-1080-1060-1040-1020-1000-980-960-940-920-900-880-860-840-820-800△p (MPa ) h(m) 7．某实验室做测定岩芯渗透率实验。已知圆柱形岩芯半径为1cm ，长度为