油气层渗流力学

《油气层渗流力学》讲授内容及作业第一章油气渗流力学基础第一节油气藏类型及其外部形态的简化（全讲）第二节油气藏内部储集空间结构的简化（全讲）第三节多孔介质及连续介质场（全讲）第四节渗流过程中的概念及渗流形态的简化（全讲）第二章油气渗流的基本规律第一节油气渗流的力学分析（全讲）第二节油气渗流的达西定律（全讲）第三节油气渗流的非达西定律（全讲）第四节两相渗流规律（全讲）第三章单相液体渗流数学模型第一节渗流数学模型的建立原则（全讲）第二节渗流数学模型的微分方程（全讲）第三节渗流数学模型的定解条件（全讲）第四章单相液体稳定渗流理论第一节单相液体稳定渗流理论（全讲）第二节井的不完善性对渗流的影响（全讲）第三节多井干扰与势的叠加理论（全讲）第四节等值渗流阻力法（简要提到）第五章单相液体不稳定渗流理论第一节弹性不稳定渗流的物理过程（全讲）第二节弹性液体不稳定渗流理论（全讲）第三节不稳定渗流的井间干扰（全讲）第六章气体渗流理论第一节气体渗流微分方程（全讲）第二节气体稳定渗流理论（全讲）第三节气体不稳定渗流理论（全讲）第七章油水两相渗流理论第一节影响水驱油非活塞性的因素（全讲）第二节油水两相渗流理论（全讲）第三节油水两相渗流理论的应用（全讲）第八章油气两相渗流理论第一节油气两相渗流的物理过程（全讲）第二节油气两相渗流的微分方程（重点阐述微分方程的建立方法）第三节油气两相稳定渗流理论（重点阐述稳定渗流研究的目的）第四节油气两相不稳定渗流理论（重点阐述不稳定渗流研究的目的）第九章双重介质渗流理论第一节双重介质油藏模型（全讲）第二节双重介质油藏渗流微分方程（全讲）第三节双重介质油藏渗流理论（全讲）第十章复杂渗流理论（简要提到）第一节传质扩散流体渗流理论第二节非牛顿液体渗流理论《油气层渗流力学》作业第一章油气层渗流力学基础：p26，第1、2、3题。

第二章油气渗流的基本规律：p44，第1、2题。

第三章单相液体渗流数学模型：p62，第7、8题。

油气层渗流力学课程设计课程简介本课程旨在介绍油气田开发过程中的渗流力学原理及其应用方法，深入探讨油气层渗流特性、规律以及开发工艺等方面的问题，以培养学生的系统性思维和实际应用能力，为学生今后从事相关领域的研究和实践奠定基础。

课程目标1.掌握油气层渗流力学基本知识和理论模型。

2.了解油气层产能评价方法，掌握预测油气田产能的技术方法。

3.培养运用现代数值模拟工具分析油气层渗流特性的能力。

4.掌握油气田开发的技术方法和决策过程，提高协同工作能力。

课程内容第一章油气层渗流力学基础1.1 渗流力学基本概念 - 渗透率、压力梯度、渗透压等基本概念 - 渗透率的测定方法、与地质条件的关系1.2 渗流力学方程组 - 矩阵压力方程组及其解法 - 油气层砂体力学性质的传递模型 - 渗流方程的物理意义及其解法1.3 渗流特性模拟 - 有限元法与有限差分法的基本原理 - 油气层的地质建模及数值模拟方法 - 渗流特性模拟软件及其应用第二章油气田产能预测方法2.1 油气层动态特性分析 - 油气层动态特性与产能的关系 - 常用的分析方法及其优缺点2.2 产能评价方法 - 储量/产能的估算方法及其特点 - 产能预测模型的构建与优化2.3 产能监测技术 - 产量及产量分布的监测技术 - 现场数据采集与处理技术第三章油气田开发工艺3.1 油气田集输工艺 - 收集地面原油/天然气的方法及其特点 - 压缩、输送、储运等技术的应用3.2 油气地面设备 - 变压器、变频器等设备的应用 - 液化/气化设备的原理及其应用3.3 油田注水工艺 - 注水技术的原理及其适用条件 - 常见的注水方法及其特点课程要求1.认真学习课堂内容，积极参加课堂讨论，每周提交一篇思考作业，按时完成课程设计任务。

2.考核方式：课堂出勤、作业、课程设计、期末考试。

3.合格标准：作业满分率不低于80%，课程设计优秀率不低于60%，期末考试成绩不低于60分。

参考文献1.杨洋，张三. 油气层渗流力学及应用[M]. 石油工业出版社, 2012.2.孙春田，张四. 油气田开发工艺及设备[M]. 石油工业出版社, 2014.3.刘建华，李五. 油气田产能评价方法与技术[M]. 石油工业出版社,2018.。

第四章油气渗流力学基础§4-1 油气层渗流的基本概念一、油气渗流的基本知识流体在孔隙中的流动叫渗流。

由于油层中渗流的流道非常小而又特别复杂，因而渗流的阻力很大，所以渗流的速度是十分缓慢的。

（一）单相渗流在油层的孔隙中，如果渗流仅能满足单一流体的要求，即只有石油或天然气，其渗流状况可称为单相渗流。

由于储油岩层绝大多数是在水体中沉积的，因此在岩石的孔隙中，首先是充满了水，油气是以后运移进来的。

这些后期进来的油气，只有把原来充填在岩石孔隙中的水排挤出去，气才有存储之处。

但是岩石孔隙中的水是不能完全排挤出去的，总有一部分残留在孔隙中，叫做束缚水。

束缚水在油层中的含量，大约占油层孔隙体积的20％左右，它们总是附着在岩石颗粒的表面，不能流动。

因此，所谓石油或天然气在油层孔隙中的单相流动，实际上是在被束缚水占据而变小了的岩石孔隙中渗流。

（二）油、气两相渗流当油层压力高于饱和压力时，天然气完全溶解在油中，此时油层内只有油的单相渗流（束缚水是不能流动的）。

当油田没有外来能量的补充时，在开发过程中，油层本身能量不断被消耗，压力不断下降，以致油层平均压力低于饱和压力，油层孔隙中就会有油、气两种流体的流动，称为油、气两相渗流。

为了进一步了解油、气两相渗流的一些规律，下面介绍几个有关的概念：1．贾敏效应假若在岩石孔隙中渗流的液体里只含有一个小气泡，由于表面张力的作用，这个气泡要终保持它的圆球形状。

当这个气泡的体积小于孔隙的喉道很多时，气泡通过这些喉道是不费力的。

而当其截面积接近于孔隙喉道截面积时，在通过这些不是圆形的喉道截面，或喉道面积稍小于气泡截面积时，就必然要改变气泡的形状。

改变气泡的形状需要一定的力，这力是阻碍油流的阻力。

改变一个气泡不需要多大的力，而大量的气泡就会变成阻碍油流的大阻力，它消耗油藏驱动的能量，促使油层压力进一步降低。

气泡对油流造成阻碍作用的现象叫做贾敏效应。

2．吸留气泡实验证明，当油气层内气体的饱和度低于20％时，气体的相渗透率等于零，即油层孔里没有气体的渗流。

《油气层渗流力学》教学思考《油气层渗流力学》课程是石油工程专业的核心课程，是油气田开发设计、动态分析、油气井开采、增产工艺、反求地层参数、提高采收率等的理论基础，是学好石油工程其它专业课如《油藏工程》、《采油工程》、《油藏数值模拟》、《试井分析》的关键课程之一。

本门课程的主要目的与任务是让学生掌握油气在储层中的渗流的基本概念、基本规律，学会研究油气在复杂工程问题中渗流的基本方法，为学好其它专业课程打好理论基础。

通过本课程的教学，使学生达到以下课程目标：1. 通过本门课程的学习，使学生系统地掌握油气层渗流的基本概念、基本规律。

在单相流体渗流部分，掌握稳定渗流时，各种情况下的水动力学场及其特征参数，井间干扰及叠加原理，不稳定渗流的压力传播规律、动态特征，气体渗流的特点，双重介质渗流的特征;在多相流部分，了解油气两相渗流物理过程及渗流数学模型，掌握油水两相流、非活塞式水驱油的理论和方法。

2. 培养学生利用油气层渗流的基本概念、基本规律对复杂油气层渗流过程进行识别和表达的能力，能够将实际的复杂渗流过程进行简化、组合，选择合理的表达方式，建立渗流数学模型。

3. 通过课程所属渗流力学实验，培养团队协作精神，在学生掌握实验基本原理、流程和操作步骤的基础上，通过综合渗流基本原理、数学方法、数据分1/ 8析等完成实验报告，得出正确认识与结论，具备解决石油工程复杂问题的实验研究能力，能够进行实验设计、实验操作。

4. 培养基于科学原理和石油工程专业基础知识对石油工程复杂问题开展深入专业研究的能力。

在掌握油气渗流的基本概念、渗流规律的基础上，初步具备研究复杂工程问题中油气层渗流相关问题的能力。

许多老师和学生都感觉到渗流力学理论比较抽象、数学模型复杂，非常难以理解。

的确是这样，其实油气藏渗流力学理论不外乎分为两部分，一部分不涉及到传热与传质的流体渗流理论，这部分理论相对简单些，其实就是常规油气藏的开采，即压力与产量的关系，单相流动与多相流动的关系;另一部分是涉及到传热与传质的渗流理论，第二部分理论要求更高，涉及到传热与传质理论，就是非常规油气藏的开采，比如稠油热采、聚合物驱、化学驱等，这部分内容在本科教学中暂时不讨论。