下载文档原格式
第七章 溶解气驱方式下流体的渗流规律任何一个油藏，其原油中总是溶有相当多的天然气。
无论油藏是开启的还是封闭的，当油井的井底压力低于饱和压力时，在井底附近的一定范围内原来溶解在油中的天然气将分离出来，在该区域内形成油气两相渗流，随着地层压力的进一步降低，两相区有可能扩大到整个地层。
当地层压力低于饱和压力时，全油藏将形成油气两相渗流。
溶解气驱是采收率最低的一种驱动方式，采收率一般在5%~25%，然而，由于它完全依靠天然能量进行开采，因此，成本较低。
理论计算证明，地层压力比饱和压力低20%左右不会降低采收率，实际往往并非如此。
所以，即使是以后准备注水开发的油藏，当它在低压下注水开发效果也较好时，开发初期可以采用溶解气驱开采一段时间。
这样做可以降低注水压力和生产成本，提高经济效益。
所以，研究油气两相渗流具有很大的现实意义。
第一节 油气渗流的基本微分方程通过前几章的学习，我们清楚地认识到要解决任何一种渗流问题，首先必须建立与该问题相对应的基本微分方程式，即数学模型，建立油气两相渗流的基本微分方程，也要从取单元体（在直角坐标系下就是平行六面体）开始，然后根据质量守恒定律建立连续性方程。
所不同的是在研究油气两相渗流时，我们将渗流过程中的油气体积都换算到地面标准条件下的体积，这样的话，质量守恒就可以用体积守恒来代替。
设在油气两相渗流区内任取一微小的六面体（图7.1），其中心M 点处原油的流速0V ，体积系数为0B ，自由气的流速为g V ，体积系数为g B 。
不妨假定油气沿x,y,z 方向流入和流出六面体，则M 点油相换算到标准条件下的渗流速度在x 方向上的分量是：oxV B 因为所取得六面体的边长dx 很小，可以认为速度在这个范围内按线性变化，dt 时间内沿x 方向流入六面体内的原油标准体积为：001()2ox ox V V dx dydzdt B x B ⎡⎤∂-⎢⎥∂⎣⎦同理，dt 时间内沿x 轴方向流出六面体的原油标准体积为：001()2ox ox V V dx dydzdt B x B ⎡⎤∂+⎢⎥∂⎣⎦从而求得dt 时间内沿x 方向流入与流出六面体的原油标准体积之差为：()oxV dxdydzdt x B ∂-∂ 同理，可以求得dt 时间内沿y 和z 方向流入与流出六面体的原油标准体积之差为：()oyV dxdydzdt y B ∂-∂()ozV dxdydzdt z B ∂-∂ 所以，dt 时间内沿x,y 和z 轴三各方向流入与流出六面体的总的原油标准体积之差为： 000()()()oy ox oz V V V dxdydzdt x B y B z B ⎡⎤∂∂∂-++⎢⎥∂∂∂⎣⎦ (7.1) 而六面体内油相的标准体积在dt 时间内的增量为：00()S dxdydzdt t B φ∂∂ (7.2) 式中：0S ——油相饱和度；φ——孔隙度，如果不考虑岩石弹性，则φ=常数。
天然气储层及渗流特性研究天然气作为一种清洁能源，在近年来得到了广泛的应用和开发。
然而，在天然气的开采过程中，对于天然气储层及渗流特性的研究显得尤为重要。
下文将围绕这一主题展开深入的探讨。
一、天然气储层研究天然气储层是指含有大量天然气的地质层，是天然气开采的主要目标。
储层研究包括了物性分析、孔隙结构分析、构造研究等方面。
其中物性分析是最为关键的一步。
通过对天然气的密度、温度、压力等物理量的测量和实验，可以更加准确地了解天然气的性质。
例如，大多数天然气分子结构较为简单，分子间作用力较小，可以较为容易地被压缩。
因此，天然气储层的压缩性是天然气储存和运输中需要考虑的重要因素之一。
除此之外，孔隙结构分析也是储层研究中的一个关键问题。
孔隙是储层中贮存天然气的重要空间，孔隙的大小和分布直接影响着天然气的渗流性质。
通过对孔隙结构的研究，可以更好地理解天然气在储层中的分布规律和运移特性。
此外，构造研究也是储层研究的一个重要方面。
储层往往受到地质构造的影响，因此针对不同的构造类型，需要制定相应的钻掘和开采计划。
二、天然气渗流特性研究天然气的渗流是指天然气在储层中的运移和分布过程。
渗流特性的研究包括了渗流机理、天然气在储层中的迁移规律以及渗透率等方面。
其中，渗透率是评价天然气储层渗流性质的主要指标之一。
渗透率越高，表示储层中天然气渗流的速度越快，也就意味着天然气的开采效率更高。
渗流机理是理解天然气渗流特性的核心。
天然气的渗流过程受到气体分子的自由运动、压缩性、相对流速等因素的影响。
在实际应用中，需要考虑不同的渗流机理对储层中渗流特性的影响。
例如，当天然气的激发能过高导致渗透率较低，需要特别考虑气体吸附、非线性渗流等特性。
天然气在储层中的迁移规律也是渗流特性研究中的一个重要问题。
根据不同的储层特性和流场条件，天然气的渗流规律有所不同。
例如在某些储层中，渗透率较高，天然气的扩散比较快，而在另一些储层中，天然气的运移受到地下水流的限制，需要考虑地下水与天然气之间的相互作用关系。
西南石油大学教案课程名称油气层渗流力学任课教师王怒涛院(系) 石油工程学院教研室石油工程教研室2010年11月18日课程表《油气层渗流力学》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：The oil and Gas Flow through Porous Media2、课程类别：专业课程基础3、课程学时：总学时46，实验学时2。
4、学分：35、先修课程：大学数学、数学物理方程、油气田开发地质、油层物理6、适用专业：石油工程、资源勘查工程7、大纲执笔：石油工程教研室（李晓平）8、大纲审批：石油工程学院学术委员会9、制定（修订）时间：2005.11二、课程的目的与任务《油气层渗流力学》课程是石油工程专业的主干课程，是地质勘探专业的专业基础课。
学习该课程的目的，是要把它作为认识油气藏、改造油气藏的工具，作为油气田开发设计、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。
因此，它是石油工程专业的主干专业基础课程之一，是学好石油工程其它专业课如《油藏工程》、《油藏数值模拟》、《采油工程》、《试井分析》的关键课程之一，该门课的目的是让学生了解油气在储层中的渗流基本规律以及研究油气在储层中渗流的基本方法。
其任务是，掌握油气渗流的基本概念，认识油气储层的渗流规律，学会研究油气在储层中渗流的方法，为学好其它专业课程打好理论基础。
三、课程的基本要求该课程在学习之前，要先学习有关石油地质、油层物理以及工程数学和微分方程等方面的知识理论。
学习该课程后，要求掌握油气层渗流的基本概念、基本规律和基本方法与技巧，学会研究油气在储层中渗流的方法。
重点是单相流体的流动，掌握单相稳定渗流时，各种情况下的水动力学场，井间干扰及叠加原理，单相不稳定渗流的压力传播规律、动态特征等，掌握气体渗流理论的特点及研究方法，掌握双重介质渗流的特点及研究方法。
在多相流部分，重点掌握油水两相流、非活塞式水驱油的理论和方法。
了解复杂介质的渗流特点及研究方法。
第一章渗流的基础知识和基本定律1、渗流的特点是什么？2、什么是多孔介质？有哪些特点？3、写岀渗流速度及真实渗流速度的定义，并说明它们之间的关系。
4、一般的渗流形式有哪些？5、什么是原始地层压力？获得原始地层压力的方法有哪些？6、什么是达西定律？为什么说它是线性渗流定律？7、达西定律中各物理量的单位是什么？8 在渗流过程中一般受到哪些力的作用？主要作用力是什么？9、油藏驱动类型一般有哪几种？10、在什么情况下会产生非线性渗流？11、什么是折算压力？其物理意义是什么？第二章单相液体的稳定渗流1解决渗流问题的一般思路是什么？2渗流基本微分方程由哪几个方程组成？3什么是稳定渗流？4 写岀稳定渗流的渗流基本微分方程，并说明其属于哪一种数理方程5 由平面单向流和平面径向流的压力分布曲线，说明其压力消耗的特点6 写出平面径向流的流量公式，并说明提高油井产量一般有哪几种途径7 什么是油井的完善性？表示不完善性有哪几个物理量？8 什么是稳定试井？9 什么是采油指数？其物理意义是什么？第三章多井干扰理论1 什么叫多井干扰？2 在多井干扰情况下确定地层中压力重新分布的原则是什么3 写岀势的叠加原则的数学表达式。
4 等产量的一源一汇和等产量的两汇各自存在的特殊现象是什么5 什么是镜象反映法？遵循的原则是什么？6 什么是水电相似原理？7 什么是等值渗流阻力法？8 分别写岀等值渗流阻力法中内阻和外阻的表达式。
第四章弱可压缩液体的不稳定渗流1什么是不稳定渗流？在什么条件下发生？2在不稳定渗条件下，压力波是如何传播的？3不稳定渗流的渗流基本微分方程是什么？属于哪一类数理方程？4什么是导压系数？其物理意义是什么？5 什么是压缩系数和综合压缩系数？其物理意义是什么？6 写出无限大地层中定产条件下井底的压力分布公式。
7 什么是不稳定试井？8 常规不稳定试井分析方法包括哪几种方法？9 实测压力恢复曲线与理论曲线产生偏差的原因是什么？10线源解的定解条件是什么？11不稳定试井可进行哪些探边测试？12现代试井分析方法与常规试井分析方法相比有哪些优点？13常见的试井分析模型有哪几种？14试井理论图版由哪几组曲线组成？第五章油水两相渗流的理论基础第六章油气两相渗流（溶解气驱动）1 、发生溶解气驱动的条件是什么？2、什么是生产油气比？其变化规律是什么？3、什么是H函数？其物理意义是什么？4、如何计算H函数？5、什么是逐次替代法？第七章天然气的渗流1.天然气的标准状态是什么？2•什么是理想气体和真实气体?3. 什么是压缩因子？其物理意义是什么？4. 什么是拟压力函数？5. 描述天然气渗流有哪几种形式？6. 为什么气井的井底压力常采用折算的方法求得？第八章 液体在双重孔隙介质中渗流的理论基础双重孔隙介质渗流的特点是什么 ？ 什么是窜流量？ 双重孔隙介质渗流的特征方程是什么 ？ 双重孔隙介质压力恢复曲线有何特点 ？ 与均质介质相比，双重孔隙介质渗流的基本微分方程有什么特点第九章 非牛顿液体的渗流什么是物体的流变性？ 如何在流变曲线上区分牛顿液体和非牛顿液体？ 说明视粘度的定义。
《渗流力学》课程学习指南第一章渗流的基础知识和基本定律一、学习内容简介油气储集层；渗流的基本概念；渗流过程的力学分析及油藏驱动方式；线性渗流和非线性渗流。
二、学习目标全面掌握渗流力学的基本概念和基本定律，了解本课程的学习目的，为今后的学习打下基础。
三、学习基本要求1．了解油气储集层的理论及实际结构，渗流过程的力学分析及油藏驱动方式，非达西渗流的两种形式；2．掌握孔隙结构的概念和油气储集层的特点，渗流的基本几何形式，渗流速度和压力的概念，掌握达西定律的应用及其范围。
四、重点和难点重点：油气储集层的特点，渗流速度的概念，折算压力在计算中的应用，达西定律和单位制，达西定律的适用条件。
难点：油气储集层的特点，渗流速度和真实渗流速度的概念及关系，换算折算压力，达西定律的适用条件。
五、学习方法推荐结合油层物理，大学物理和课堂例题学习。
第二章单相液体的稳定渗流一、学习内容简介渗流数学模型的建立；单相液体稳定渗流数学模型的解；井的不完善性；稳定试井。
二、学习目标能够建立单相液体稳定渗流基本微分方程；能根据基本微分方程推导流量与产量公式；了解井的不完善性和稳定试井的知识。
三、学习基本要求1．了解渗流力学研究问题方法，井的不完善性的分类，稳定试井可解决的问题；2．掌握渗流力学模型要素及建立过程，平面单向流模型，平面平面单向流、径向流压力分布公式的推导，流量公式的推导和应用，加权法求地层平均压力，稳定试井的概念。
四、学习重点和难点重点：微分法导出渗流数学模型，平面单向流、径向流模型压力分布和流量公式，流场图的含义，面积加权法求地层平均压力，表皮系数、采油指数、指示曲线的概念。
难点：微分法导出渗流数学模型，平面径向流压力分布特点，流量公式的推导，表皮系数的意义。
（四）学习方法推荐联系高等数学的知识与结合例题学习。
第三章多井干扰理论一、学习内容简介多井干扰现象的物理过程；势的叠加原则；镜像反映法及边界效应；等值渗流阻力法；复变函数理论在渗流力学中的应用。
采气高级工题库AA 001 渗流的概念1、把天然气通过孔隙或裂缝的流动称为（ C ）。
（A）紊流（B）层流（C）渗流（D）稳定流2、天然气通过（ A ）的流动叫渗流。
（A）孔隙或裂缝（B）井筒（C）地面工艺流程（D）油管3、地层中存在的孔隙或裂缝，是天然气从地层流向井底的（ B ）。
（A）储集空间（B）渗流通道（C）阻碍（D）不利因素4、渗流系统中只有一种流体流动，该渗流叫（ D ）。
（A）稳定渗流（B）不稳定渗流（C）两相渗流（D）单相渗流AA 002 渗流的分类5、根据不同的分类方法，渗流方式分为（ C ）。
（A）单项渗流和多相渗流（B）稳定渗流和不稳定渗流（C）简单渗流和复杂渗流（D）层流和紊流6、流体流动时，质点互不混杂、流线相互平行的流动叫（ C ）。
（A）单相渗流（B）稳定渗流（C）层流（D）单相渗流7、根据渗流的的流线方向的不同将渗流分为（ D ）。
（A）单向和径向渗流（B）径向和球向渗流（C）单向和球向渗流（D）单向、径向、球向渗流8、根据渗流规律是否符合达西定律将渗流分为（ C ）。
（A）层流和紊流（B）稳定渗流和不稳定渗流（C）线性渗流和非线性渗流（D）单相渗流和两相渗流AA 003 垂直管流流态的种类9、一般把天然气从井底流向井口的垂直上升过程，称为气井的（ B ）。
（A）渗流（B）垂直管流（C）流动（D）管流10、一般把天然气从（ B ）的过程，称为气井的垂直管流。
（A）地层流向井底（B）井底流向井口（C）井口流向输气管线（D）地层流向井口11、对于不产水或油的纯气井，垂直管流一般呈（ A ）。
（A）单相流（B）两相流（C）多相流（D）以上均正确12、在垂直管流的流态从井底到井口的变化情况是（ A ）。
（A）气泡流→段柱流→环雾流→雾流（B）气泡流→段柱流→雾流→环雾流（C）雾流→环雾流→段柱流→气泡流（D）雾流→段柱流→环雾流→气泡流13、垂直管流产生的滑脱损失与下列哪些因素有关（ D ）。
