成都理工大学渗流力学考试真题
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硕士研究生课程渗流力学考试试题及答案一. 简答题1.什么是多孔介质?.什么是多孔介质?多孔介质指的是这样的一个体积;可以把它分成很多微小的体积,在每个小体积中,都包含有固体和流体;其中固体部分称为“骨架”,而充满流体(液体及气体)的部分称为“孔隙”。
所有连通的孔隙所占的体积称为“有效孔隙”。
在有效孔隙中,流体可以从一点连续运动到任意另外一点。
在一般情况下,常认为孔隙都是连通的。
在自然界,多孔介质指的是松散土层,含裂隙或溶隙的坚硬岩石,而含有溶洞或地下暗河的岩溶介质不属于这个范围。
河的岩溶介质不属于这个范围。
多孔介质具有孔隙性、多孔介质具有孔隙性、多孔介质具有孔隙性、压缩性和贮水或释放出水的一些性质。
压缩性和贮水或释放出水的一些性质。
2.比贮水系数.比贮水系数比贮水系数S s 定义为水头下降一个单位时,从表征体元中释出的水所占的体积,即 h U U S ws D D =0其中D U w 表示[U 0]中由于多孔介质骨架的变形和水的膨胀而释出的水的体积;D h 表示水头的下降值。
下降值。
3.Darcy 定律定律1856年,法国的H .Darcy 在装满砂的圆管中进行实验。
得到如下关系式: lH H KA Q 21-= 式中Q 是渗流量;H 1和H 2是通过砂样前后的水头;l 是砂样沿水流方向的长度;A 是试验圆筒的横截面积,包括砂粒和孔隙两部分面积在内;K 是比例系数,称为渗透系数,也称水力传导系数。
上式中l H H 21-的即水力梯度J ,故可改写为KJ AQ V == 上述两个关系式称为Darcy 定律。
它表示渗流速度V 与水力梯度成正比关系。
与水力梯度成正比关系。
4.建立双重介质渗流方程时的基本假设(1)岩层中孔隙和裂隙的分布彼此都是连续的,即所谓的“二重性”假定。
双重介质的名称即由此而来。
根据这一假定,在渗流区中每个点上都有两个水头,一个是孔隙水头H ,另一个是裂隙水头H f 。
(2)孔隙以贮水为主,裂隙以导水为主,水自孔隙经裂隙流向别处,这样总的渗透性就决定于裂隙的渗透性。
成都理工大学地球科学学院高等数学(一)2002——2005高等数学(二)2000——2005自然地理学2004——2005旅游资源学2004——2005城市规划原理2004——2005普通地质学2004——2005测量学2004——2005地理信息系统概论2004——2005,2010(2010为回忆版)C语言及程序设计2004——2006遥感地质学2004遥感导论2005微机原理及应用2001——2002,2004——2006(2005有答案)沉积岩石学2004——2005地球科学概论2004——2005找矿勘探地质学2004——2005环境化学2004——2005普通化学2004——2005地质学基础2004——2005油藏工程2004——2005石油地质学2004——2005(注:2005年试卷共6页,缺第5页和第6页)渗流力学2004——2005油层物理学2004——2005普通生物学2004——2005结晶学与矿物学2005能源学院普通地质学2004——2005油层物理学2004——2005沉积岩石学2004——2005石油地质学2004——2005(注:2005年试卷共6页,缺第5页和第6页)找矿勘探地质学2004——2005渗流力学2004——2005油藏工程2004——2005机械原理2004——2005环境与土木工程学院混凝土结构2004——2005工程岩土学2004岩土力学2004——2005结构力学2004——2005工程力学2004——2005环境化学2004——2005水力学2004——2005建筑设计原理2004——2005城市规划原理2004——2005普通生物学2004——2005机械原理2004——2005信息工程学院普通物理2004物理2005地球科学概论2004——2005地质学基础2004——2005信号与系统2004——2006通信原理2004——2006微机原理及应用2001——2002,2004——2006(2005有答案)C语言及程序设计2004——2006数据结构2004——2006数字电子技术2004,2006计算数学2004线性代数2004——2005概率论2004计算方法2004——2005高等数学(一)2002——2005高等数学(二)2000——2005核技术与自动化工程学院高等数学(一)2002——2005高等数学(二)2000——2005普通地质学2004——2005分析化学2004——2005无机化学2004——2005普通化学2004——2005电子测量与仪器2005微机原理及应用2001——2002,2004——2006(2005有答案)核电子学基础2005普通物理2004物理2005机械原理2004——2005材料与化学化工学院高等数学(一)2002——2005高等数学(二)2000——2005无机化学2004——2005分析化学2004——2005有机化学2004——2005无机材料物理化学2004——2005 材料科学基础2004——2005材料科学概论2004——2005化工原理2004——2005结晶学与矿物学2005信息管理学院高等数学(一)2002——2005数据结构2004——2006计算数学2004线性代数2004——2005概率论2004最优化方法2004——2005计算方法2004——2005管理学研究2005现代管理学原理2004微观经济学2004——2005西方经济学2004——2005文法学院马克思主义哲学原理2004——2005 科学技术史2004——2005社会学原理2004——2005外国语学院综合英语2004——2006英语语言基础理论2004——2005 二外俄语2003二外法语2004——2006二外日语2004——2006沉积地质研究院高等数学(一)2002——2005高等数学(二)2000——2005普通地质学2004——2005地球科学概论2004——2005沉积岩石学2004——2005普通生物学2004——2005传播科学与艺术学院(无此试卷)。
成都理工大学2017年硕士研究生入学考试(819土力学)试题一、名词解释1. 地基容许承载力2. 土的固结度3. 压缩系数4. 被动土压力5. 基地附加压力6. 地基沉降计算深度二、填空题1. 黏性土的软硬状态由划分,据其将黏性土分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑5种不同状态。
2. 在荷载作用下,建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足引起的剪切破坏,地基剪切破坏的形式可分为整体剪切破坏、和三种。
3. 已知某天然地基上的浅基础,基础底面尺寸为3.50m×5.00m,埋深d=2.00m,由上部结构传下的竖向荷载F=4500.00KN,则基底压力等于KPa。
4. 某薄层天然地基,土的孔隙比为0.8,在建筑物荷载作用下其压缩稳定后的空隙比为0.6,若地基压缩层厚度为3m,则该建筑物的最终沉降量等于。
5. 渗透破坏主要有和两种基本形式。
6. 由于的存在,黏性土坡不会像无黏性土坡一样沿坡表滑动。
7. 朗肯土压力理论与库伦土压力理论计算所得土压力相同的情况是。
三、判断题1. 渗透力的大小和水力坡降成正比,其方向与渗流方向一致。
2. 在一般压力作用下,土体的压缩主要是由土粒受压破碎产生的。
3. 瑞典条分法的计算原理能满足整个滑动土体的整体力矩平衡条件,但对每一个土条本身的力矩平衡是不满足的。
4. 在土压力的计算中,当墙后填土有地下水时,一般对黏性土采用水土分算法,对无黏性土常采用水土合算法。
5. 对于透水性好的砂性土,无论处于饱和还是非饱和状态,其沉降计算均可按照瞬时沉降考虑。
6. 若不透水土层在地下水位以下时,该层土的自重应力应取有效重度来计算。
7. 建立土的极限平衡条件的依据是整个莫尔圆位于抗剪强度包线下方的几何关系。
四、简答题1. 简述均布条形荷载作用下地基中竖向附加附加应力的分布规律。
2. 画图说明典型的地基载荷试验p-s曲线上土体变形的三个阶段,简述这三个阶段的特征及其界限荷载。
3. 简述有效应力原理,并分析在对饱和黏性土样施加各向相等的压力后,土样孔隙水压力和有效应力的变化过程。
选择题1、如果多孔介质的渗流力学性质和方向相关,即某方向的性质与另外方向不同,则称为:各向同性介质各向异性介质非均匀介质2、地层压力抬地层内部多孔介质中流体所承受压力,它是:矢量张量标量3、根据dupmit-forohheimer关系式,流体质点平均速度渗流速度大于小于等于4、在均匀介质流场中,流线和等压线是:平行的相交成锐角垂直相交5、将渗流力学数学模型转化为纯数学问题的手段是:量纲化无量纲化给出定义和值域6、建模性方程是的数学表达式动量守恒质量守恒能量守恒7、一维油水两相渗流计算中,等饱和度前缘多值现象是由于忽略了什么?毛管力重力重力和毛管力8、牛顿流体是粘度流体,而拟塑性非牛顿流体具有什么?剪切稀释剪切变稠屈服应力9、若表皮因子大于0,标示近井地层渗透率变大变小不变10、根据等值渗流阻力法,区域复合的总渗流阻力有总电阻的特征串联并联串联和并联简答题1、略重力和毛管力的情况下写出含水率公式,说明如何用它确定是一维水驱油的前缘含水饱和度2、某油井产量30立方米/天,半年后产量降至10立方米/天,工程师向井中注入了一些混合液,结果产量恢复至250立方米/天,用渗流力学理论解释这一现象3、结合气体渗流拟压力定义式,并根据被积函数的变化规律说明简化条件和简化结果。
理论题1、导微可压缩液体一维不稳态渗流欧拉连续性方程。
2、径向渗流地层中,存在交角为90°的两个直线断层,有一常产量生产井位于角平分线上,距一个直线断层距离为D,画出镜像反演结果图,并根据压降叠加原理写出地层压力分布公式。
提示:无限大地层点汇解为:画图说明题写出圆形封闭地层中心一口井的平面径向渗流无量纲井壁压力和压力导数双对数示意图,说明压力导数的两个直线段部分的意义。
2、画图平面线形渗流,平面径向流,空间球形流的流场图,说明各自的特点。
计算题已知目前地层压力()为10.0MPa,井底流动压力()为6.0MPa,地层渗透率(k)1.0um ,地层厚度为5.0m,原油粘度()为8.0mPa·s,原油体积系数()为1.0,已知下列公式:完成:1,转化为SI单位制。
2011—2012学年 第一学期 《渗流力学》试卷(A )参考答案一、名词解释(每小题3分、共15分)1、第一类边界条件:给出压力或势的边界条件。
2、表皮效应:由于油井的不完善性,而使油井的生产能力增大或减小的效应。
3、稳定试井:通过人为的改变井的工作制度,并在各个工作制度稳定的条件下,测量其压力及对应产量等有关资料,以确定井的生产能力及合理工作制度和反求地层参数的方法。
4、拟稳定状态:封闭弹性驱油藏,油井以定产量时,随着时间的增加,从井壁到边界各点压降幅度趋于一致的状态。
5、非活塞式水驱油:水驱油过程中,水渗入到含油区后,不能将全部原油置换出去,而是出现一个油水同时混合流动的油水混合区的驱替方式。
二、填空题(每空1分、共15分) 1、惯性阻力;渗流速度;压力梯度。
2、静水力学内部压力分布规律;同一水平面上;油藏中两点是否处于同一水动力系统;地层中流体的流向。
3、确定井底附近地层参数;推算目前地层压力;判断油井完善程度;探测油层边界;分析增产措施效果;估算泄油区内的原油储量。
4、逐渐增加;不变。
三、简答题(共 20 分)1、油井指示曲线三种情况,并解释各曲线代表的渗流情况。
(5分) 曲线I 表示流量与压差成线性关系。
曲线II 表示渗流速度较小时,流动服从达西定律,指示曲线呈 直线,随渗流速度增大,达西定律被破坏,指示曲线弯曲。
曲线III 表示油井生产还未达到稳定之前,就测取P wf 、q 值。
评分标准:三条曲线的解释各1分,画图2分2、等产量一源一汇油水界面移动示意图,并解释出现该现象的原因。
(5分)由流体质点的运动速度21r r ah q v π=,可见水驱油时,同一油水界面上,x 轴上流体质点的21r r 最小,流速 最快,沿x 轴流体质点最先到达生产井井底。
评分标准:每小点1分3、画出定压边界、定产生产时压力波的传播规律,并写出定产条件的数学模型(10分)tPr P r r P ∂∂=∂∂+∂∂η1122 o t P P ==0|o r r P P e ==|khQ r P rw r r πμ2|=∂∂= 评分标准:微分方程2分,定解条件各1分四、在刚性水压驱动方式下,某井的供给边缘半径为250m ,井半径为10cm ,供给边缘上的压力为12.0MPa ,井底流压为6.0MPa ,油层厚度为10m ,渗透率为500×10-3μm 2,地下原油粘度为9mPa 。
渗流力学复习题渗流力学是研究流体在多孔介质中流动的科学,它在石油工程、地下水研究、环境工程等领域有着广泛的应用。
以下是一些渗流力学的复习题,以帮助学生更好地理解和掌握这一学科的基本概念和计算方法。
1. 定义解释- 请解释什么是达西定律,并说明其适用范围。
2. 达西定律的应用- 给定一个多孔介质的渗透率和流体的粘度,如何使用达西定律计算流体的流速?3. 渗透率- 描述渗透率的物理意义,并解释如何测量一个多孔介质的渗透率。
4. 流体类型- 区分牛顿流体和非牛顿流体,并说明它们在渗流力学中的重要性。
5. 多孔介质的分类- 描述多孔介质的几种类型,并解释它们在渗流过程中可能表现出的不同特性。
6. 有效应力原理- 解释有效应力原理,并讨论它在多孔介质中的重要性。
7. 相对渗透率- 定义相对渗透率,并解释它如何影响多孔介质中的流体流动。
8. 毛管压力曲线- 描述毛管压力曲线,并解释它如何与多孔介质的饱和度相关。
9. 多相流动- 讨论在多孔介质中发生的多相流动现象,并解释它们对渗流力学的影响。
10. 井筒流动问题- 解释井筒流动问题,并给出一个计算井筒流动速率的公式。
11. 边界条件和初始条件- 描述在解决渗流问题时需要考虑的边界条件和初始条件。
12. 数值方法- 简述数值方法在解决复杂渗流问题中的应用,例如有限差分法或有限元法。
13. 环境影响- 讨论渗流力学在环境工程中的应用,以及如何评估污染物在地下水中的迁移。
14. 案例研究- 提供一个实际案例,分析渗流力学在该案例中的应用和解决问题的方法。
15. 未来趋势- 讨论渗流力学领域的未来发展趋势,包括新的理论、技术和应用。
渗流力学是一个不断发展的领域,随着技术的进步和新理论的提出,其应用范围和深度也在不断扩展。
通过复习这些题目,学生可以更好地理解渗流力学的基本原理,并将其应用于解决实际问题。
2014年成都理工大学819土力学考研试题土力学考研试题((回忆版回忆版))
一、名词解释名词解释,,五个五个
1、孔隙比
2、应力路径
3、变形模量
4、渗流力
5、可塑性指标(20分)
二、选择题选择题,,五个五个
有两道以前考过,三道计算,具体啥记不清了。
(20分)
三、简答题简答题,,四个四个
1、使用有效应力原理说明有效应力、孔隙压力和沉降随时间的变化;(40分)
2、说明按分层法计算沉降的假设条件;
3、颗粒级配累积曲线在实际工程中的应用;
4、粘性土坡抗剪强度指标的选取
四、论述题论述题,,两个两个((40分)
1、论述朗肯土压力理论和库伦土压力理论的差异;
2、土坡工程中抗剪强度指标的选用.
五、计算题计算题,,两个两个((30分)
1、去年前年都考过,第七章的7.1、7.2例题变个数字
2、第八章的8.3例题变个数字。
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2. 地层导压系数的表达式为;物理意义是单位时间内地层压力传播的地层面积。
3. 渗流速度v是指流体通过单位渗流面积的体积流量,流体质点的真实平均速度u是指流体通过单位孔隙渗流面积的体积流量_,两者的关系为。
4. 综合压缩系数(Ct)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。
若地层中饱和油水两相流体时Ct的表达式为 Ct = Cf + CLφ 。
5. 等值渗流阻力法根据水电相似原理建立的,主要解决多井同时工作的问题。
《渗流力学》综合复习资料参考答案二、简答题1.简述推导渗流基本微分方程式(组)的基本思路。
2.简述线性达西定律的适用条件,并写出非线性渗流时指数式、二项式渗流速度表达式。
适用条件:流体为牛顿流体;渗流速度在适当范围内,不考虑惯性阻力,不考虑其他物理化学作用。
3.简述井间干扰现象及势的叠加原理?在油层中当许多井同时工作时,其中任意一口井工作制度的改变,如新井投产;事故停产或更换油嘴等等,必然会引起其他井的产量或井底压力发生变化,这种现象称为井干扰现象。
叠加原理:当渗流服从线性定律,在无限平面地层中同时存在若干源汇时,合成流动的势就等于每个源汇单独存在所引起的势的代数和。
4.绘图说明非活塞式水驱油时含水饱和度分布及随时间的变化规律。
在油水两相区中含水饱和度和含油饱和度是随时间变化的;当原始油水界面垂直于流线,含油区束缚水饱和度为常数时,两相区中含水饱和度和含油饱和度分布规律如图所示。
1. 地下水动力学:是研究地下水在孔隙岩石、裂隙岩石、和喀斯特岩石中运动规律的科学。
它是模拟地下水流基本状态和地下水中溶质运移过程,对地下水从数量和质量上进行定量评价和合理开发利用,以及兴利除害的理论基础。
2.流量:单位时间通过过水断面的水量称为通过该断面的渗流量。
3. 渗流:逸度假设水流通过整个岩层断面(骨架+空隙)时所具有的虚拟平均流速,定义为通过单位过水断面面积的流量。
4.渗流场:发生渗流的区域称为渗流场。
是由固体骨架和岩石空隙中的水两部分组成。
5.层次:水质点作有联序,互不混杂的施动。
6.素流:水质点作无秩序、互相混杂的流动。
7.稳定流与非稳定流:若流场中所有空间点上-切运动要素都不随时间改变时.称力稳定流。
否则称为非稳定流。
8.雷诺数:表征运动流体质点所曼惯性力和粘性力的比值。
9.雷诺数的物理意义:水流的惯性力与黏滞力之比。
10.渗透系数:在各项同性介质(均质)中,用单位水力梯度下单位面职上的流量表示流体通过孔隙骨架的难易程度,称之为渗透系数。
11.流网:在渗流场中.由流线和等水头线组成的网络称力流网。
12.折射现象:地下水在非均质岩层中运动,当水流通过渗透系数突变的分界面时.出现流线改变方向的现象。
13.裘布依假设:绝大多数地下水具有缓变流的特点。
14.完墓井:贯穿整个含水层,在全部含水层厚度上都安装有过滤器并能全断面进水的并。
15.非完整井:未揭穿整个含水层.只有井底和含水层的部分厚度上能进水或迸水部分仅揭穿部分含水层的井。
16.水位降溧:抽水井及其周围某时刻的水头比初始水头的降低值。
17.水位降落漏斗:抽水井周国由抽水(排水)而形成的漏斗状水头(水位)下降区,称为降落后斗。
18.影响半铿:是从抽水井到实际观测不到水位降深处的径向距离。
19.有效井半镘:迪井轴到井管外壁某-点的水平距离。
在该点。
按稳定流计算的理论降深正好等于过滤器外壁的实际降深。
20.井损水流经过滤器的水头损失和在井内向上运动至水泵吸水口时的水头损失,统称为井21.水跃:在实验室砂槽中进行并流模拟实验时发现,只有当井中水位降低非常小时.抽水井中的水位与井壁外的水位才基本-致.当井中水位降低较大时,抽水井中的水位与井壁外的水位之间存在差值的现象。
一、 公式推导1、均质水平圆形地层中心一口生产井,油井以定产量q 生产,已知井折算半径r we ,边界压力p e ,地层厚度h ,若在r e 到r 1(地层中某点)之间服从线性渗流规律,r 1到r we 之间服从二项式非线性渗流规律(2dp v v dr Kμβρ=+,v —渗流速度),求井底压力p wf 的表达式。
2αρννμ+=Kdr dp 2[()]22e ewfwe p rp r q q dp dr K rh rhμαρππ=+⎰⎰11221211111ln 2222e we r r e wf r r we e r q q q q p p dr dr Kh r h r Kh r h r r μαρμαρππππ⎛⎫-=+=+-⎰⎰ ⎪⎝⎭2、均质水平等厚圆形地层中有一口完善生产油井以定井底压力p wf 生产,地层流体向井的流动服从达西定律且呈稳定渗流,已知油井半径r w ,供给边界半径r e ,供给边界压力p e ,地层厚度h ,地层流体粘度为K ,地层流体粘度为μ。
请导出油井产量的表达式。
渗流0122=+drdpr r d p d 转换0)(1=dr dpr dr dp r 积分 1C drdpr = 分离变量 dr rC dp 11=21ln C r C p += 带入初始条件 21ln C r C p e e += 21ln C r C p w w += 联立求得 r r r r p p p p ewe w e e ln ln --= 求导r r r p p drdp we w e 1ln -=带入达西表达式 r r r p p K v wew e 1ln -=μ 产量表达式 rhv Av q π2==wew e r r p p Kh q ln)(2μπ-=P191-1、H g pe p ∆+=ρ(1)p=9+850*9.8*(-940+950)*106-=9.0833MPa (2)p=8.5164MPa (3)p=9.633MPa (4)p=9.4831MPa 1号井是低压的1-2、9+850*9.8*(-1000-x )*106-+1000*9.8*(x+1300)*106-=11.7 1-3、都折算到B 平面MPa gh p p A za 43.9=+=ρ<B p 所以由B 流向A P342-1、计算雷诺数dv l q π= s cm ld qv /018.0==π2.0103.35.17Re 35.1〈*==-μφρkv 所以服从达西定律2-2、3600*241002v r q π= v=58.9 cm/s Re=10.66>0.3 所以不服从达西定律。