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M-6第六章油水两相渗流理论基础第六章油水两相渗流理论基础油气运移理论认为储层原为水所饱和，而油是在后来的某一时间才运移来的。
迄今为止，人们还没有发现孔隙空间中绝对不含水的油气藏。
地层固有水饱和度称为原生水或间隙水饱和度。
仅这些水的存在，除了减少储存烃类物质的孔隙空间外，也构成了孔隙空间中的多相（至少两相）流体体系。
另外，诸多大油区成功经验表明，起源于19世纪下叶的注水采油能够显著提高原油最终采收率，这一技术在20世纪40年代之后蓬勃发展，由注水所引起的多相渗流问题一直被国内外研究者重视，并相继取得了一系列成果。
在理论上，Richards （1931）最先开始了未饱和土壤中毛管束气—液两相流动的研究，之后Wyckoff 和Botset （1936）在研究未饱和土壤中气—液两相渗流时，首先提出了相对渗透率的概念。
Muskat 和Merese （1937）运用相对渗透率的概念先将Darcy 定律推广到了多相流体渗流之中。
诚如Scheidegger （1972）所说，Darcy 定律的这种推广只能有条件的成立，即相对渗透率不受渗流系统的压力和速度影响，而只是流体饱和度的单值函数（Muskat 假设）。
Leverett （1939，1941）、Leverett 和Lewis （1941）、Buckley 和Leverett （1942）相继完成了孔隙介质二相驱替机理。
关于二相或者三相流动的细观研究成果几乎都是基于Leverett 等人的理论推广而进行的。
在宏观渗流方面，主要贡献者有Perrine (1956)、Martin(1959) 、Weller(1966)、Raghavan （1976）、Aanonsen （1985）、Chen （1987）、Al-Khalifah （1987）、B φe （1989）、Camacho-V 和Standing （1991）、Thompson （1995）等，主要成果有P-M 近似模型、拟压力模型、拟压力拟时间模型及压力平方模型等。
油藏油水两相渗流特征研究油藏油水两相渗流特征研究指的是对具有油水两种相的地下储层中流体运移过程进行分析和研究，以解析油藏中油水相间的相互作用及其对油藏开发和生产的影响。
下面将从原理、特征及影响等方面进行详细介绍，以期更好地理解油藏油水两相渗流特征。
首先，油藏油水两相渗流的原理是基于多相流理论。
地下油藏中油水两相存在共存，每个相都受到渗流过程中的岩石孔隙结构和岩石表面张力等影响。
油水两相的运动会相互干扰，从而影响油藏的开采效果。
油相的渗流受到表面张力的作用，而水相的渗流则受到毛细力的影响。
同时，油水两相之间的界面张力也会影响两相之间的相互转化和流体的分布。
其次，油藏油水两相渗流的特征体现在以下几个方面。
首先，油藏中油水相的分布会受到岩石孔隙结构的限制，不同的孔隙尺度和孔隙连通程度会导致油水相分布的非均匀性。
其次，两相渗流会存在于不同的渗流状态中，包括饱和渗流、非饱和渗流和混相渗流等。
不同的渗流状态会导致两相的流动特征和渗透能力有所不同。
最后，油水两相会发生相间的运移，即油相和水相会在渗流过程中相互转化。
这种相间运移会影响油藏中的渗流行为和生产动态，对油气开发产生重要影响。
最后，油藏油水两相渗流的特征对油气开发和生产有着重要的影响。
首先，了解和研究油藏油水两相渗流特征可以帮助评估储层的物理性质和渗流能力，为开发方案的制定和调整提供依据。
其次，油藏中油水两相的相互作用与运动对油气的产出和采收率有着重要的影响。
通过深入研究油藏中油水两相渗流的特征，可以优化开采方案，提高采收率，减少技术和经济风险。
此外，还可以通过研究油藏中的油水两相渗流特征来评估油藏的剩余储量和可采储量，为资源评价和油气储量估算提供依据。
综上所述，油藏油水两相渗流特征研究对油气开发和储层评价具有重要作用。
通过对油藏中油水两相渗流的原理、特征及其影响进行深入研究，可以更好地理解油藏中油水相的相互作用和运动规律，为优化油气开发方案以及评估油藏剩余储量提供科学依据。
长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。
住在富人区的她中国石油大学（华东）智慧树知到“石油工程”《渗流力学》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共10题)1.是一个简化式，因为它没有考虑()。
A.毛管力和惯性力B.重力和粘滞力C.毛管力和重力D.重力和惯性力2.油水两相渗流时，油水粘度比r对水驱油的影响是()。
A.r越大油井见水越晚B.r越大油井见水越早C.r越大Swf越小D.r越大Swf越大3.在渗流过程中毛管力一般表现为阻力。
()A.正确B.错误4.不稳定渗流时压力变化总是从井底开始，然后逐渐向地层外部传播。
()A.正确B.错误5.井以变产量生产时可看成同一井位多口不同时刻投产井的叠加。
()A.正确B.错误6.根据等饱和度面移动方程计算的某时刻饱和度分布会出现双值。
()A.正确B.错误7.通过稳定试井可以确定油井的采油指数。
()A.正确B.错误8.势函数φ和流函数ψ的关系为()。
A.B.C.D.9.镜像反映法的基本原则是()。
A.边界性质不变B.最终化为无限大地层C.井的位置对称D.井的产量相同10.渗透率突变地层中，()的描述是正确的。
A.渗透率小的区域，压力损失小B.渗透率小的区域，压力变化平缓C.渗透率大的区域，渗流阻力大D.渗透率大的区域，压力变化平缓第1卷参考答案一.综合考核1.参考答案：C2.参考答案：BC长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。
住在富人区的她3.参考答案：B4.参考答案：A5.参考答案：A6.参考答案：A7.参考答案：A8.参考答案：BD9.参考答案：ABCD10.参考答案：D。
油藏油水两相渗流特征研究
油藏油水两相渗流是指在地下油气储层中，油和水两种不同相的流体同时存在并相互渗透的现象。
这是油田开发和管理中一个重要的研究领域，涉及到油藏工程、地质学、岩石力学等多个学科。
以下是对油藏油水两相渗流特征的一些常见研究方向：
1.相对渗透率：相对渗透率描述了油和水在不同饱和度下的相对
渗透能力。
这是一个关键参数，影响着两相流体在储层中的分
布和产量。
2.渗流模型：渗流模型是描述油藏中流体运移的数学模型。
对于
油水两相渗流，常用的模型包括相对渗透率模型、饱和度模型
等。
这些模型有助于理解油水两相在储层中的行为。
3.油水界面移动：研究油水界面的移动对于了解油藏中油水分布
的动态变化至关重要。
这涉及到界面稳定性、渗流速度等方面
的研究。
4.相分离：在一些情况下，油藏中的油水两相可能发生相分离现
象，即油和水在储层中形成分散相或分层。
研究相分离的机制
和影响对于油田开发策略的制定具有重要意义。
5.渗透调整技术：为了提高油田的采收率，一些调整油水相对渗
透性的技术被广泛研究，如水驱、聚合物驱等。
这些技术有助
于优化油藏中两相渗流的性能。
6.地质特征影响：地质特征，如岩性、孔隙结构等，对油水两相
渗流也有着显著的影响。
研究这些地质特征对渗流行为的影响，
可以为油藏管理提供更准确的信息。
以上只是油藏油水两相渗流特征研究的一些方向，实际上这个领域非常复杂，需要综合考虑地质、物理、化学等多方面因素。
研究这些特征有助于更有效地开发和管理油田资源。
7.1 油水两相不稳定渗流数学模型 ............................................................................... 175 7.2 水驱油稳定渗流理论 .. (178)7.2.1 边水水驱稳定渗流理论 .................................................................................. 179 7.2.2 注采井稳定渗流理论 ...................................................................................... 181 7.3 分流方程式 (183)7.4 平面单向流等饱和度平面移动方程的应用 (187)7.5 平面单向流两相混合带的压力 ............................................................................... 189 7.6 平面径向流等饱和度平面移动方程的应用 .. (190)7 油水两相渗流理论7.1 油水两相不稳定渗流数学模型在有边水、底水、夹层水或上层水的油气田中都存在油水两相渗流。
为了保存地层能量，为了确保长期高产、稳产和提高油田的最终采收率，我国采用注水采油。
在注水采油的油田，都存在油水两相渗流。
多孔介质中一种流体驱替另一种流体时，两种流体之间存在一个明显的分界面，因而驱替过程中，分界面象活塞一样向前移动。
这种驱替方式称为活塞式驱替piston-like displacement 。
活塞式驱油忽略油水性质的差异, 油水接触面将垂直于流线均匀地向井排移动，含水区和含油区是截然分开的, 水推进到含油区后，将孔隙中可以流动的油全部驱出。
实际上，油水性质差异很大，特别是油水的粘度差别很大的，必须认真考虑油水性质的差别对渗流的影响。
实际上由于油水粘度差、毛细管现象、油水重率差以及地层本身非均质性等因素的影响，水渗入到油区后，不可能把全部的石油都置换出去。
储集层中由于存在岩层的微观非均质性，并且由于流体性质差异及毛细管现象的影响，当一种流体驱替另一种流体时，出现两种流体混合流动的两相渗流区，这种驱替方式称为非活塞式驱替non-piston-like-displacement 。
在非活塞式水驱油时，从供给边界到生产井排之间可以分为三个区，即纯水区、油水混合区和纯油区。
混合区逐渐扩大到生产井排。
图7.1.1 活塞式驱动图7.1.2 非活塞式驱动天然能量已衰竭或用注气、注水法采油后(或注水，注气同时)，运用更复杂的物理化学技术改变或改善其排出机理，从而提高采收率enhanced oil recovery (EOR)。
也称强化开采最终采出油量占原始地质储量的百分率称为采收率 recover efficiency ，以E R 表示。
一个油藏或一个开发区不含水时累积采油量与该油藏或开发区的地质储量之比称为无水采收率 water-free of recovery 。
油藏经各种方法开采后，最终采出的总采油量占原始地质储量的百分率称为最终采收率 ultimate recovery 。
采收率等于驱油效率与波及系数的乘积。
由天然的或人工注入的驱替剂波及范围内所驱替出的原油体积与波及范围内的总含油体积的比值称为驱油效率 oil displacement efficiency ，以E D 表示。
累积注水量与累积产水量之差除以油层有效孔隙体积的商称为注入水体积波及系数 sweep volume of injected water,即油层水淹部分的平均驱油效率，又称扫及体积系数。
天然的或人工注入的驱替剂波及的部分油藏体积s V 与整个油藏含油体积V 的比值称为体积波及系数 volumetric sweep efficiency ，以V E 表示。
注入的驱油流体(包括天然的和人工的)在平面上波及的油藏部分的面积s A 与油藏整个含油面积A 的比值称为平面波及系数 area sweep efficiency ，以E A 表示。
注入流体(包括天然的和人工的)在垂向上波及的部分油藏厚度s h 与油 藏垂向厚度h ，的比值称为垂向波及系数 vertical sweep efficiency ，以E z 表示。
单位射开油层厚度的日注水量称为注水强度 intensity of water injection 。
注水开发的油田在含水采油期每采出1t 原油所带出的水量称为耗水量 rate of produced water 。
累积注入量与油层孔隙体积之比称为注入孔隙体积倍数injected PV of water 。
在人工注水保持地层能量的过程中，注入水体积与油层采出液体体积之差，称为地下亏空体积 subsurface volume 。
累积注入量减去累积产水量后占累积注水量的百分数称为存水率 net injection percent 。
注水开发的油田，影响驱油效果的的主要因数有：润湿性、吸附、毛管压力、重力差和粘度差。
油相流入量-油相流出量=油相变化量()()()()()()()dxdydzdt tv dxdydt dz z v v dxdydt dz z v v dxdzdtdy y v v dxdzdt dy y v v dydzdt dx x v v dydzdt dx x v v o o oz o oz o oz o oz o oy o oy o oy o oy o ox o ox o ox o ox o ∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂-φρρρρρρρρρρρρρ222222(水相流入量-水相流出量=水相变化量()()()()()()()dxdydzdt t v dxdydt dz z v v dxdydt dz z v v dxdzdtdy y v v dxdzdt dy y v v dydzdt dx x v v dydzdt dx x v v w w wz w wz w wz w wz w wy w wy w wy w wy w wx w wx w wx w wx w ∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂-φρρρρρρρρρρρρρ222222 (油、水流人和流出单元体的质量差应等于单元体内油、水相饱和度变化而导致的油、水相质量变化，整理得：()()()()t S z v y v x v o o oz o oy o ox o ∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+∂∂+∂∂-φρρρρ(()()()()t S z v y v x v w w wz w wy w wx w ∂∂=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+∂∂+∂∂-φρρρρ(油、水两相渗流的数学模型为:(( 油相饱和度S 。
和水相饱和度S w 之和应为：1=+w o S S( w o c p p p -=(圆柱坐标下(井边界条件：(外边界条件： 外边界定压，e e w e o p t r r p t r r p ====),(),((外边界封闭，(7.2 水驱油稳定渗流理论流体在多孔介质中的相对渗透率K r 与粘度μ的比值称为流体的流度mobility 。
如水和油的流度w λ和o λ可分别表示为：w rww K μλ=，o roo K μλ=(驱动相的流度与被驱动相流度的比值称为流度比mobility ratio 。
如水驱油的流度比M 表达为：w oro rw ro o w rw o w K K K K M μμμμλλ=== ( 直接或间接受注入水或边水驱动和影响的储量称为水驱储量water drive reserves 。
地层压力下降后，边水或底水向油区推进的现象称为水侵water invasion 。
油田开发过程中边水的累积侵入体积称为边水入浸量 cumulative invasion of edge water 。
油田开发过程中单位时间，单位压降下边水的侵入量称为水浸系数 water invasion coeffient 。
注入水井不是在整个厚度上均匀推进，而是呈指状或其他方式窜流入井,水呈指状推进的这种流动称为水窜 water breakthrough 。
油藏含油内边界至含油外边界之间的地带称为油水过渡带 oil-water transition zone 。
油藏中油与水之间的接触界面称为油水接触面 oil-water contact 。
油水界面并非一个截然分开的面、而是一个具有一定厚度的油水过渡段，为了确定油藏参数，人为地确定油水过渡段中某一深度为该油藏的油水接触面。
在已知有开发价值的油（气）藏的边界内，按开发方案的布井格局钻成的用来生产油（气）的井称为生产井 producing well 。
在开发过程中。
为补充、维持及加强油（气）藏的驱替能量，专门用于注入驱油（气）介质的井称为注入井 injection well 。
如注水井、注气井等。
如果在油（气）水接触面很大的油（气）藏的含油（含气）部分钻井，在开采过程中，使油（气）水接触面变形而成一“丘状”，这个“丘状”底水（气体）称做水（气）锥water(gas) cone 。
以水压驱动方式开采底水油藏时，油井投产后，井底附近的油水接触面呈锥形上升的过程，称为底水锥进bottom water coning 。
在边水油气藏开发中，边水以舌状向井突进的现象称为边水舌进edge water tonguing or edge water viscous fingering 。
7.2.1 边水水驱稳定渗流理论水区压力分布公式()eow eowe ow e e w r r r r r r r P P P r P ≤≤--=,ln ln (水区渗流速度()()rr r P P KK dr r dP KK r V owe ow e w rw w w rw w 1ln -==μμ(油区压力分布公式()oww w wowwfc ow wfc o r r r r rr r P P P r P ≤≤-+=,ln ln (油区渗流速度()()r r r P P KK dr r dP KK r V wow wfc ow oro o o ro o 1ln -==μμ( ()()ow w ow o r V r V =,()()ow w ow o r p r p =(wow w rw ow e o ro ow eo ro wfc w ow w rweow r rK r r K r r K P r r K P P ln ln ln lnμμμμ++=(图7.2.1 边水水驱示意图代入水区压力分布公式()r rr rK K r r P P P r P ewow w o ro rw ow e wfc e e w ln ln ln μμ+--=(代入油区压力分布公式()wwowow e rw w o ro wfc e wfc o r rr r r r K K P P P r P lnln ln +-+=μμ(水区速度公式()r r r K K r r P P KK r V w oww o ro rw ow e wfc e wrww 1ln ln μμμ+-=(油区速度公式()rr rr r K K P P KK r V w ow ow e rw w o ro wfc e oroo 1ln ln +-=μμμ(水产量公式w owro o w rw ow e wfce w rww r r K K r r P P K Khq ln ln 2μμμπ+-=(油产量公式w owow e rw w o ro wfce o roo r r r r K K P P K Khq ln ln 2+-=μμμπ(渗流速度等于孔隙度与真实流速dr/dt 的乘积。
