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流体力学在石油工程中的应用研究引言流体力学是研究流体运动规律和流体力学定律的学科。
石油工程是石油勘探、开发、生产及工程管理的综合学科。
石油工程中涉及到各种流体的运动，因此流体力学在石油工程中的应用研究具有重要意义。
本文将从流体力学的基本原理、石油工程中的流体运动问题、流体力学在石油工程中的应用等方面展开探讨。
流体力学的基本原理流体力学是研究流体运动规律的一门学科，其基本原理包括质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。
质量守恒定律流体运动过程中，质量是守恒的。
即在任何一个流体流束中，单位时间内进入这个流束的质量与单位时间内从这个流束中流出的质量之和等于单位时间内在流束中积累的质量的变化率。
动量守恒定律流体在受到一定力的作用下产生速度的变化。
动量守恒定律指出，在没有外力作用下，单位时间内通过管道某一截面的流体动量之和等于单位时间内通过该截面进入或离开的动量之和。
能量守恒定律能量守恒定律是指在一个封闭系统中，单位时间内进入系统的能量与单位时间内离开系统的能量之和等于单位时间内系统内能量的变化率。
石油工程中的流体运动问题石油工程是研究石油勘探、开发、生产及工程管理的综合学科。
在石油开采过程中，涉及到多个流体，如石油、水和气体。
因此，如何合理地研究和控制这些流体的运动，对石油工程的发展至关重要。
油藏中的渗流问题在石油开采过程中，油藏是一个孔隙介质。
了解油藏中的渗流问题对于石油开采的效率和油田的开发方案制定具有重要意义。
流体力学可以应用于油藏中的流体运动问题，如油水分离、油藏中的气体运移等。
受压油藏中的流动问题受压油藏是指油藏中存在一定压力，油水气体都存在于孔隙中。
合理地研究和控制受压油藏中的流动问题，可以提高石油开采的效率和经济效益。
油井中的流体运动问题油井是采油项目中最重要的设施之一，其内部涉及到多个流体的运动问题。
合理地研究和控制油井中的流体运动，可以提高石油开采效率，并确保油井的正常运行。
流体力学在石油工程中的应用流体力学是研究流体运动规律的学科，其在石油工程中有着广泛的应用。
石油工程中的流体力学与优化技术石油，作为现代工业的“血液”，在全球经济和能源领域中占据着举足轻重的地位。
而石油工程，这个致力于从地下将石油高效、安全地开采出来，并进行加工和运输的领域，涉及到众多复杂的科学和技术。
其中，流体力学与优化技术的应用，对于提高石油开采效率、降低成本、保障安全生产等方面都具有至关重要的意义。
一、石油工程中的流体力学在石油工程中，流体力学主要研究的是油、气、水等在地下储层、井筒以及地面管道中的流动规律。
地下储层中的流体流动是一个复杂的过程。
储层岩石的孔隙结构和渗透性直接影响着流体的流动特性。
孔隙度决定了储层能够容纳流体的空间大小，而渗透率则反映了流体在孔隙中的通过能力。
通过对储层流体力学的研究，我们可以更好地了解石油在地下的分布和流动情况，从而为油藏的评估和开采方案的制定提供依据。
井筒中的流体流动同样不容忽视。
在钻井过程中，钻井液的流动对于冷却钻头、携带岩屑以及维持井壁稳定起着关键作用。
而在采油过程中，油、气、水混合物在井筒中的上升流动则涉及到多相流的问题。
不同相之间的相互作用和流动特性的差异，会影响井筒内的压力分布和流量，进而影响采油效率。
地面管道中的流体流动主要涉及到石油和天然气的输送。
管道的直径、长度、粗糙度以及流体的流速、粘度等因素都会影响管道的阻力和能量损失。
通过合理设计管道布局和优化流体流动参数，可以降低输送成本，提高输送效率。
二、流体力学在石油工程中的应用1、油藏模拟油藏模拟是利用计算机技术和流体力学原理，对油藏内的流体流动和油气分布进行模拟和预测。
通过建立数学模型，输入储层的地质参数、流体性质等数据，可以模拟不同开采方案下油藏的动态变化，为油田开发决策提供科学依据。
2、提高采收率技术提高采收率是石油工程中的一个重要目标。
通过注入水、气体或化学剂等驱替介质，改变油藏内流体的流动特性，从而将更多的石油驱替出来。
流体力学在研究驱替过程中的流场分布、波及效率等方面发挥着关键作用，为优化驱替方案提供理论支持。
中国石油大学工程流体力学教案一、课程简介工程流体力学是研究流体在工程中的应用和行为的科学，它涉及到流体的运动规律、动力学特性以及流体与固体相互作用的规律。
本课程旨在使学生掌握流体力学的基本理论、方法和应用，为他们在石油工程、化工、能源等领域的工作提供必要的流体力学知识。
二、教学目标通过本课程的学习，学生应能：1. 理解并掌握流体力学的基本概念、原理和定律；2. 运用流体力学的理论和方法分析和解决实际工程问题；3. 掌握流体力学在石油工程等领域的应用；4. 培养科学思维和创新能力，提高工程实践能力。
三、教学内容第一部分：流体力学基础1. 流体的性质和流动分类2. 流体静力学3. 流体动力学第二部分：流体流动的数值模拟1. 数值模拟的基本原理和方法2. 流体流动的数值模拟实例第三部分：流体与固体的相互作用1. 流体对固体的作用力2. 流体与固体的相互作用实例第四部分：流体力学在石油工程中的应用1. 油气藏流体力学2. 油井流动分析3. 油气管道流动分析四、教学方法采用课堂讲授、案例分析、上机实习相结合的教学方法。
通过讲授流体力学的基本理论和方法，分析实际工程案例，使学生掌握流体力学的应用技能。
利用上机实习环节，让学生亲自动手进行流体流动的数值模拟，提高他们的实践能力。
五、教学评价课程结束后，进行闭卷考试，考试内容涵盖课程的全部教学内容。
还将在学习过程中进行课堂讨论、上机实习等形式的平时考核，全面评估学生的学习效果。
六、教学安排1. 流体的性质和流动分类课时：2学时2. 流体静力学课时：4学时3. 流体动力学课时：6学时4. 数值模拟的基本原理和方法课时：4学时5. 流体流动的数值模拟实例课时：4学时6. 流体对固体的作用力课时：4学时7. 流体与固体的相互作用实例课时：4学时8. 油气藏流体力学课时：4学时9. 油井流动分析课时：4学时10. 油气管道流动分析课时：4学时七、教学资源1. 教材：工程流体力学教材及相关参考书2. 课件：教师制作的课件3. 案例分析：实际工程案例及相关数据4. 数值模拟软件：FLUENT、ANSYS等流体力学模拟软件八、教学建议1. 提前预习，加强课堂互动：学生应提前预习教材，了解课程内容，积极参与课堂讨论，提高学习效果。
石油工程的流体力学基础石油工程是涉及石油开采、储存和加工等领域的学科，而流体力学则是研究流体静力学和流体动力学的科学。
在石油工程中，流体力学扮演着至关重要的角色，它是研究石油在地下储集层中运移和流动规律的基础。
一、流体力学概述流体力学是研究流体运动规律和相关力学特性的学科。
在石油工程中，我们主要关注两个方面：流体的静力学和流体的动力学。
静力学研究的是不受外界力作用时流体的状态，主要研究压力、密度、体积和重力等因素对流体产生的影响。
石油工程中常常需要研究储集层的孔隙中流体的静力学特性，以便确定石油的储量和剩余储量等关键参数。
动力学研究的是受到外界力作用时流体运动的规律，主要涉及流体的速度、加速度和流量等因素。
在石油工程中，我们需要了解油井中石油和水等多相流体的运动规律，以便做出相应的开采和调控决策。
二、雷诺数与流态判别雷诺数是石油工程中常用的一个重要参数，用于判断流体的流态。
雷诺数（Re）定义为流体的惯性力与黏性力之比，是流体动力学的基本无量纲参数之一。
在低雷诺数下，流体的运动受到粘性力的主导，流体表现出层流状态。
层流的特点是流线平行而有序，黏性损失小。
而在高雷诺数下，流体的运动受到惯性力的主导，流体表现出湍流状态。
湍流的特点是流线扭曲、交错，黏性损失增大。
在石油工程中，我们需要通过判断雷诺数来确定流体的流态，从而做出相应的工程决策。
例如，在油井生产过程中，判断油井产液的流态，有助于优化生产操作和提高产能。
三、黏度与渗流特性黏度是流体的一种基本物理性质，它描述了流体的流动阻力。
在石油工程中，我们经常研究石油和水等多相流体的黏度，以便分析流体在地下储集层中的渗流特性。
黏度的大小影响着地下油水两相流体的流动性能。
石油的黏度较大，属于高黏度流体，其在地下储集层中的渗流速率较低。
而水的黏度较小，属于低黏度流体，其在地下储集层中的渗流速率较高。
了解流体的黏度，可以帮助我们预测油藏中储层流体的渗流行为，指导石油开采工艺和增产措施的选择。
计算流体力学技术在石油工程中的应用研究计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）是一种通过数值方法对流体力学问题进行数值模拟和计算的技术。
它可以帮助我们深入了解流体力学中的各种现象，从而对石油工程领域的相关问题进行分析和优化。
本文将探讨计算流体力学技术在石油工程中的应用研究。
一、油井动态流体力学模拟在石油工程中，油井的动态流体力学模拟是一个重要的研究方向。
计算流体力学技术可以用于模拟油井中的多相流、压力传输和温度变化等现象，从而为油井的设计和运营提供可靠的依据。
1. 多相流模拟：多相流是指在油井中同时存在多种物质的流动现象，比如油、水和天然气等。
借助计算流体力学技术，可以对多相流进行模拟，并研究其中不同相之间的相互作用。
这有助于预测油井中油水混合物的流动行为和油水分离的效果，改善采油效率。
2. 压力传输模拟：在油井中，压力传输是油藏、井筒和地表之间能量传递的过程，对于油井生产和注水等操作非常关键。
通过计算流体力学技术，可以模拟油井中的压力传输过程，甚至可以优化井筒的压力分布，进而提高油气开采的效率和经济性。
3. 温度变化模拟：温度变化是油井中常见的现象，特别是在注水等操作中。
计算流体力学技术可以模拟油井中的温度分布和变化趋势，帮助工程师预测井内温度的变化，有效控制注水温度，减少能源浪费和设备损坏。
二、油藏数值模拟油藏是储存和产出石油的地下储层，而计算流体力学技术可以帮助工程师研究和优化油藏的开发和生产过程，提高石油开采的效率和经济性。
1. 油藏开发优化：通过计算流体力学技术，可以模拟油藏中的渗流，预测油井间的渗流效应，以及井筒、岩石和流体之间的相互作用。
这有助于优化油藏的开发方案，提高油藏的产能和油气采收率。
2. 油藏压裂模拟：油藏压裂是一种常用的增强油气产量的方法。
利用计算流体力学技术，可以模拟油藏压裂过程中的流体流动和岩石变形情况，为工程师提供有效的设计和优化方案，从而提高压裂的效果和产量。
油藏流体力学油藏流体力学是石油工程中的重要领域，研究油气藏中流体运动的行为及其影响因素。
在油藏开发和生产过程中，了解油藏流体力学的基本原理和特性对于优化采收率、提高产能至关重要。
一、油藏流体性质油藏中的流体主要包括油、水和天然气。
这些流体在岩石介质中的运动以及相互作用对于油藏的动态行为具有显著的影响。
以下是涉及到的一些重要性质：1. 渗透率：指的是岩石介质对流体运动的阻力程度，通常用单位面积上的流体通过速率来表示。
2. 孔隙度：指的是油气藏中矿物颗粒之间的孔隙空间占总体积的比例，决定流体的储存能力和流动性。
3. 饱和度：指的是岩石孔隙中的某种流体在孔隙总体积中的比例，如水饱和度、气饱和度和油饱和度等。
二、流体流动油藏中的流体流动遵循达西定律，即流体的速度与流体受到的压力梯度成正比。
在油藏开采过程中，常用的两种流动模式是线性流动和非线性流动。
1. 线性流动（Darcy流动）：在低渗透率的油气藏中，当压力梯度较小、流动速度较慢时，流体流动符合达西定律，并且与孔隙介质的性质相关。
2. 非线性流动：在高渗透率的油气藏中，流体的速度和压力梯度之间的关系不再呈线性，流动模式更为复杂，例如油藏中的高速水环绕或气推驱动。
三、渗流方程油藏流体力学中的渗流方程是描述流体流动的基本方程，常用的有连续性方程和达西方程。
1. 连续性方程：用于描述油、水和气在油藏中的质量守恒关系，即流入等于流出。
2. 达西方程：描述油藏中流体速度与压力梯度之间的关系，是油藏流体力学中最重要的方程之一。
四、渗透率对油藏流体力学的影响渗透率是决定油气流体运动能力的重要参数，直接影响着油藏的开采效果和产能。
以下是渗透率对油藏流体力学的影响：1. 渗透率大小决定了流体在岩石介质中的运动能力，高渗透率油藏更容易获取更大的产量。
2. 渗透率对流体的渗流路径和分布具有重要影响，低渗透率油藏通常需要采用增产技术来提高产能。
3. 渗透率也影响着流体通过岩石孔隙的速度和温度分布，其中流体速度与渗透率成反比。
油管道流速计算公式是什么在石油工业中，油管道是非常重要的设施，它们用于输送原油和石油制品。
为了确保管道的安全运行和高效输送，需要对油管道的流速进行精确计算。
流速是指单位时间内通过管道横截面的流体体积，通常以立方米每秒（m³/s）或立方米每小时（m³/h）来表示。
在本文中，我们将探讨油管道流速的计算公式以及如何应用这些公式来确保管道的安全运行和高效输送。
油管道流速的计算公式可以通过流体力学的基本原理来推导。
在管道中，流体的流速取决于管道的截面积和流体通过管道的体积流量。
根据流体力学的基本方程，流体的流速可以通过以下公式来计算：流速 = 体积流量 / 截面积。
其中，流速以米每秒（m/s）来表示，体积流量以立方米每秒（m³/s）来表示，截面积以平方米（m²）来表示。
通过这个简单的公式，我们可以计算出油管道中流体的流速，从而评估管道的输送能力和安全性。
在实际应用中，我们需要根据具体的情况来确定油管道的截面积和体积流量。
油管道的截面积通常可以通过管道的直径和长度来计算，而体积流量则取决于输送的原油或石油制品的性质和需求。
一般来说，油管道的截面积可以通过以下公式来计算：截面积 = π (管道直径/2)²。
其中，π为圆周率，管道直径以米（m）来表示。
通过这个公式，我们可以快速计算出油管道的截面积，为后续的流速计算提供基础数据。
而体积流量则可以通过以下公式来计算：体积流量 = 流速截面积。
通过这个公式，我们可以根据已知的流速和截面积来计算出油管道的体积流量。
这个数据对于评估管道的输送能力和安全性非常重要，可以帮助我们确保管道的正常运行和高效输送。
除了基本的流速计算公式之外，我们还需要考虑一些其他因素对油管道流速的影响。
例如，流体的黏度、密度和温度都会对流速产生影响。
在实际计算中，我们需要根据这些因素对流速进行修正，以确保计算结果的准确性和可靠性。
在油管道的设计和运行中，流速的计算是非常重要的。
流体力学在石油储运中的应用引言流体力学是研究流体在运动和静止状态下力学规律的学科。
石油储运作为石油工业的重要环节之一，对流体力学的应用有着重要意义。
本文将重点介绍流体力学在石油储运中的应用，并分析其在提高石油储运效率、降低损耗和保证安全性方面的作用。
1. 管道输油的流体力学分析管道输油是石油储运的主要方式之一。
流体力学分析可以帮助我们确定管道输油的最佳方法。
通过分析油液在管道内的流动速度、流量、压力和摩擦等参数，可以合理设计管道的直径、长度和曲线半径，以降低能量损失和压力下降，并保证油液的有效输送和储存。
2. 液体泵的流体力学设计液体泵在石油储运中起到了关键作用。
流体力学的应用可以帮助我们设计出高效、稳定的液体泵。
通过分析泵的叶片形状、叶片间隙和泵的转速等参数，可以确定最佳的泵参数，以提高泵的工作效率和吸排油量，并减少能源消耗和泵的磨损。
3. 隔膜阀的流体力学优化隔膜阀在石油储运中广泛使用，它具有自动控制和阻隔液体的特点。
流体力学的分析可以帮助我们优化隔膜阀的设计。
通过分析阀门的开启和关闭速度、液体的流速和压力等参数，可以确定最佳的阀门尺寸、材料和结构，以提高阀门的密封性和工作效率，并减少泄漏和压力损失。
4. 储油罐的流体力学模拟储油罐是石油储运过程中重要的设备之一。
流体力学模拟可以帮助我们了解储油罐内油液的流动和压力分布情况。
通过模拟油液的流动速度、油液和罐壁的摩擦力等参数，可以优化储油罐的结构和材料，以提高油液的贮存稳定性和防止爆炸和泄漏的风险。
5. 流体力学在石油泄漏应急响应中的应用石油泄漏是石油储运过程中常见的事故之一。
流体力学的应用可以帮助我们预测泄漏液体的扩散和传播规律，以便采取相应的应急措施。
通过模拟泄漏液体的流速、流量和环境条件等参数，可以确定最佳的应急响应方案，以最大限度地减少泄漏对环境和人体健康的危害。
结论流体力学在石油储运中的应用是必不可少的。
通过流体力学的分析和优化，可以提高石油储运的效率，降低能源消耗和损耗，保证石油储运的安全性。
石油工程中的流体力学与优化方法研究石油作为现代社会重要的能源和化工原料，其开采、运输和加工等过程都离不开流体力学的理论支持和优化方法的应用。
石油工程中的流体力学主要研究石油及其相关流体在各种条件下的流动规律，而优化方法则致力于寻找提高石油工程效率、降低成本和减少环境影响的最佳方案。
一、石油工程中的流体力学在石油工程中，流体力学的应用范围广泛。
首先，在石油开采过程中，地下油藏中的石油和地层水的流动是一个复杂的多相流问题。
了解流体在多孔介质中的流动特性对于确定油井的产能、预测油藏的采收率以及制定合理的开采方案至关重要。
通过建立数学模型和数值模拟，可以模拟地下流体的流动情况，评估不同开采策略的效果。
其次，石油的管道输送也是一个重要的应用领域。
石油在管道中的流动会受到粘度、温度、压力等因素的影响。
为了确保石油能够高效、安全地输送，需要对管道内的流体流动进行分析和设计。
例如，通过计算流体力学（CFD）方法，可以优化管道的管径、壁厚、弯头设计等，减少流动阻力和能量损失，防止管道堵塞和泄漏等问题的发生。
在石油的炼制过程中，流体力学同样发挥着重要作用。
各种炼油设备如蒸馏塔、反应器、换热器等内部的流体流动和传热传质过程直接影响着产品的质量和产量。
通过对这些设备内流体力学行为的研究，可以优化设备的结构和操作参数，提高生产效率和产品质量。
二、石油工程中的优化方法为了实现石油工程的高效运行和可持续发展，优化方法的应用不可或缺。
优化方法可以分为传统优化方法和现代优化方法两大类。
传统优化方法包括线性规划、非线性规划、整数规划等。
这些方法在处理一些简单的优化问题时具有较高的效率和准确性。
例如，在石油生产的计划安排中，可以使用线性规划方法来确定不同油田的开采量和炼油厂的加工量，以实现最大的经济效益。
然而，随着石油工程问题的日益复杂，现代优化方法如遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等逐渐得到广泛应用。
这些方法具有全局搜索能力强、对目标函数和约束条件要求宽松等优点。
油气储运中的流体力学研究随着石油和天然气的开发和使用越来越广泛，油气储运越来越受到重视。
在油气储运过程中，液流输送和气流输送是两个重要的问题。
对于油气输送，如何使其在输送中更加稳定以及如何减少能耗成为了研究的对象。
在这里，流体力学技术扮演了重要的角色。
那么，流体力学对于油气储运中的液流输送和气流输送有哪些作用呢？1. 液流输送液体储运技术主要是指液体（如，石油，天然气，乳化液，水，化学品等）的输送和储存。
然而，在油气储运中，液体输送中的流动主要由三个方面影响，分别是摩擦阻力，颗粒阻力和湍流。
在这些因素中，湍流是主要的，因为湍流对于液体输送中的损失是巨大的。
在流体力学中，湍流可以理解为流体中的某些区域出现了局部的旋转和混合，这样的现象可以导致能量从大尺度向小尺度转移，最终会以摩擦热的形式消耗掉，对液体输送的贡献很大，因此，任何影响湍流的因素都会对输送产生影响。
湍流发生和演化是一个复杂的问题，液体输送流动的湍流产生是受多种因素的影响。
比如管道壁面粗糙度、管道弯曲程度、管道内部流体的特性（如稠度viscosity、密度density等）、流量等等。
针对这些因素的不同影响和相互作用，液体输送的湍流产生过程、发展过程、演化过程都可以有不同的表现。
为了了解液体输送的流动特性，对其进行实验和数值模拟是常用的手段，数值模拟是利用计算机对流体运动进行模拟和计算的过程。
数值模拟中，我们可以利用CFD（计算流体力学）技术对液流运动情况进行解析，改变不同的边界条件和流量条件进行分析和优化。
2. 气流输送气体输送，特别是天然气运输在现代工业和生活中扮演着非常重要的角色。
在气体输送过程中，主要涉及基础概念有压缩，膨胀和流动，而对于流动的处理，气体输送中所涉及到的问题和液体输送相比有一些独特之处。
一方面，在剧烈的气体流动中，气流中的分子间的碰撞可能会导致压力和温度发生剧烈的波动。
另一方面，由于大气压力，气体的密度比液体小几个数量级，在同样的质量下，气体的体积相当于液体很大的数量级，是液体泵所无法实现的轻便性和小型化的优势。
1渗流：流体在多孔介质中的流动2多孔介质：能透过流体的物质3流体力学：研究流体平衡和机戒运动规律及其应用的科学4渗流力学：研究流体在多孔介质中运动规律及其应用的科学5流动性—流体在切力（切应力）作用下易产生流动的性质。
是流体区别于固体的基本特性 6粘滞性—流体内部固有的、能抵抗相对运动（剪切变形）的内摩擦性质。
是运动流体产生能量损失的根源之一7压缩性—流体的体积V 随压力P 的增高而减小（压缩性）、随压力Ｐ的降低而增大（弹性）的性质 8体积压缩系数 ： —体应变与压强增量之比(β－Pa －1) 9体积弹性系数： E=1/β —弹性模量（ Hooke 定律 σ= E ε，E －Pa ）10不可压缩流体：dρ/d p = 0 ——均质流体（ρ=const ）11表面张力特性—液体表面层内分子吸引力使表面积力图收缩、减小的趋势在宏观上的表现 表面张力 F ：液体自由表面在分子作用半径－薄层内由于分子引力大于斥力而沿表面产生的拉力 表面张力系数δ：液面单位长度上所受的拉力 （δ—N/m ） 毛细压强：Pc = γh = 2δ/R ，δ= F / L —（R —曲率半径）12孔隙性—用孔隙度(率)n 、有效孔隙度ne 、孔隙比e 来度量 孔隙度(率)：n = Uv/U ——孔隙体积Uv 与总体积U 之比 有效孔隙度：ne = (Uv)e/U ——有效孔隙体积(Uv)e 孔隙比：e = Uv/Us ——孔隙体积Uv 与固体体积Us 之比13场：是一个与空间区域相关联的概念，若在空间区域V 上分布着量A ，便称其为量A 的场，它可以是数量场或矢量场14静压强及其特性 定义： —作用在单位面积上的压力 特性：1、静压强作用方向与作用面内法线方向一致→用静止流体不承受剪切力和拉力来证明2、任一点上各个方向静压强大小相等静水力学基本方程、等压面—高为h 的小圆柱体，单位面积dω小圆柱体： 顶面P0 = p0 dω 底面 P = p dω重力 G =γh dω 侧面合力为0 平衡方程： P = P0 + G 15描述流体运动的两种方法拉格朗日法：质点系法（同一质点在不同时间、不同位置的运动情况）欧拉法：流场法（是不同质点在同一空间点上不同时刻的运动景象，或不同质点在不同空间点上同一时刻的运动景象）。
拉格朗日法着眼于流体质点，跟踪质点描述质点运动历程；欧拉法着眼于空间点，研究质点流经空间各固定点的运动特性。
16迹线－流体质点运动的轨迹－是与拉格朗日法相联系的概念流线－某瞬时流场中的一条曲线，该曲线上所有流体质点的速度矢量线都与该曲线相切－是与欧拉法相联系的概念17水头—H=Z+(p/r)+(V 2/2g)（位置、压强、速度）水头—总机械能 水头相等的面（线）—等水头面（线）18均匀流—流线上的速度处处都相同的流动。
不满足为非均匀流 非均匀流 （1*缓变流—流线曲率较小 且相邻流线间夹角较小2*急变流—流线曲率较大 或相邻流线间夹角较小）dpd dp V dV ρρβ1=-=A p p A ∆∆∆0lim →=)(0000z z h c p z p z p z h p p -==+→+=+→+= γγγγ基本方程：之和）总势能等于位能与压能—为常数（静止水体内的总势能的乘积与水深加上水的重度等于表面压强方程表述：绝对压强h p p γ0垂直）与是水平面的各点组成的面（等压面：绝对压强相等g const p →→=019伯努利（Bernoulli ）方程——机械能能量方程：假定：均质等温不可压缩流体（ ρ= const ， T = const ，divV = 0）重力作用下的一维理想稳定流动方程（切向流动）为20流动的两种型态——层流与紊流（1883年Reynolds 实验证明的流态）层流：流体的全部质点都在作有条不紊的平行直线运动（互不穿越、混杂）紊流：流体质点相互干扰、混掺，运动轨迹曲折混乱（但总体沿管轴流动）21均质、非均质：多孔介质的某种性质是否与介质内的空间坐标有关22各向同(异)性：多孔介质的某种性质是否与介质内某点的方向有关23渗透系数K 与渗透率k —可由等直径圆管有压流的层流公式导出渗透系数K ——是综合反映多孔介质特性（孔隙度n 及其结构特性ε）、渗流流体性质（重度γ和粘滞性μ）的参数渗透率k ——反映多孔介质特性的参数，表示允许流体通过的潜在能力24达西定律的推广(1)各向同性多孔介质——流线与等水头线正交25驱动力与驱动方式：渗流过程的产生是由于各种力作用的结果。
油气开采过程中，流体将受到各种力中的一种主要力的作用，这种主要的驱动力决定了油藏的（五种）驱动方式。
（1）重力水压驱动：以与外界连通的水头压力或人工注水的压力作为主要驱动力。
如p 、n 、ρ不变，则为刚性水压驱动。
（2）弹性驱动：以岩石及流体本身的弹性力作为主要驱动力。
如油藏具有很大且连通性很好的含水区，则该弹性力很大。
（3）溶解气驱动：以从石油中不断分解出的溶解气的弹性能作为主要驱动力。
因溶解气有限，故采收率很低。
（4）气压驱动：以油藏气顶压缩气体的弹性力作为主要驱动力。
（5）重力驱动：以流体的重力作用作为主要驱动力。
一般只有在其能量均已枯竭且油藏明显倾斜时，才会出现该驱动方式。
25液体渗流数学模型的一般结构运动方程 连续性方程 能量方程 状态方程定解条件——初始条件、边界条件（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类）)(,, )(,共线、、矢量形式：的导数沿流动方向－标量形式：H J V u x H H H K J K V s H s H s H K J K V i i∇∂∂=∇∇-==∂∂∂∂-== 021112122=++⇒∂∂-∂∂-=∂∂dV g dp dz s p s z g sV γρk K μγ=H grad K V ⋅-= 0)()(=+∂∂V div t n ρργγp z g V p z H +≈++=22p n n n p )1()1(000-+=+=αβρρ, ）（k K ⋅=μγ）（12H H H -=∆26基本渗流类型的特征1、直线渗流（1）油藏地质特征长条形油藏，地层等厚，两侧及顶、底板为不渗透边界；油藏水平延伸范围较大，地层等厚，顶、底板为不渗透边界。
（2）井点布设特征长条形油藏，生产井垂直两侧边界排列成井排均匀布设；延伸范围较大的油藏，注水井排和生产井排平行、均匀布设。
完整(善)井—揭穿全部含水(油)层且整个井周全部进水(油)。
（3）渗流特征流体垂直井排流动过程中，所有流线都是平行直线，流线上各点的渗流速度都是相等的，流动是一维的。
2、平面径向渗流（1）油藏地质特征油藏水平延伸范围较大，地层等厚、水平，顶、底板为不渗透边界。
（2）井点布设特征单井或环形生产井排仅限于油藏中心布设。
完整(善)井。
（3）渗流特征以井点中心为圆心形成较大的圆形供给边界，流线平面上呈对称辐射状、剖面上呈平行直线，流体由供给边界流向井点（中心），流动是二维的（可简化为径向一维）。
3、球形径向渗流（1）油藏地质特征油藏水平延伸范围较大，地层厚度大。
（2）井点布设特征生产井打开厚度很小；或水（油）层厚度虽已全部打开，但进水（油）段很短（仅局限于过滤器或射井孔眼附近）。
不完整（善）井。
（3）渗流特征 流线以直线呈对称辐射状向井点汇集（或由井点向外扩散），流动是三维的（可简化为径向一维）。
单相不可压缩液体稳定渗流数学模型：一般情况下的直角坐标形式 对称情况下的极坐标形式 n=0 直线渗流（平面和剖面均为平行流） n=1 平面径向渗流（平面对称径向流、剖面平行流） n=2 球形径向渗流（平面与剖面均对称径向流） 27井间干扰：同一油层内有两口或两口以上的油井同时生产，其中任一口井的生产状态发生变化而影响其它井的现象，称为井间干扰。
油井干扰的表现是：整个地层中压力的重新分布和调整。
压力分布 渗流速度与压力梯度： 0222222=∂∂+∂∂+∂∂zp y p x p 022=∂∂⋅+∂∂r p r n r p )11(1110)(21122e ew w e e R r R r p p p p C r C p C dr dp r dr dp r dr d -⋅--+=→+⋅-=→=⋅→=⋅221)11()(1)11()(rR r p p dr dp r R r p p k V e w w e e w w e ⋅--=⋅--⋅=，μ例题1.二维流动质点位置的拉格朗日方程为 初始条件为x(t=0)=a ，y(t=0)=b ，试求迹线与流线解：（1）迹线——x ×y （消去t ），得： （2）流线——求Vx 、Vy ：例2：直角坐标系中流动速度的欧拉方程为Vx=x+t ， Vy= -y+t ， Vz=0 试求t = 0 时过 M(-1,-1) 点的迹线与流线解：（1）迹线（2）流线线性渗流规律—达西定律 均质等温不可压缩流体渗流方程 式中：渗透系数K —水力坡度J=1时的渗流速度V （单位面积的流量）J=△H/L — 促使液体渗流的能量（驱动力）R=1/K —渗流过程中液体所受到的地层阻力2、达西公式的适用范围上限：达西定律在水头中忽略了动能项，故仅适用于V 很小（层流）的情况， 即雷诺数Re ＜1—10的层流（粘滞力占优势）下限：岩石空隙中存在结合水，故细粒土中渗流需起始水力坡度J0才能突破结合水而运动， J0即为达西定律适用范围的下限 →单向渗流计算：一、直线渗流 1、数学模型 2、压力分布 3、产量 ）（0,≥-==t t t e b y e a x ab xy be e a y x t t =⇒⋅=⋅-x e a dt dx V t x ===y e b dt dy V t y -=-==-ab y x c y x c y Ln x Ln y dy x dx V dy V dx y x =−−−→−=⇒+-=−−→−-=⇒=初始条件积分021-11e 1e d d d d d d d d )1,1(021-=+⇒=--=−−−−−→−-+=--=−−→−+=+-=⇒===--=-y x t y t x t C y t C x t x t x t y t y t V z V y V x M t t t z y x ，，，点时过积分1))((d d d d d )1,1(0=−−−−−→−=+-+−−→−+-=+⇒==--=xy C t y t x ty y t x x V z V y V x M t z y x 点时过积分 ),(21A Q V L H H K J K V =-==向一维渗流均质各向同性介质中单Bi e p L p p p dx p d ===)()0(022x L p p p p C x C p C dx dp dxp d Bi e e ⋅--=→+⋅=→=→=211220L p p Bhk Q dx Bhk Q dp dx dp k Bh Q V Bi e p p L Bi e ⋅-⋅=→⋅-=→⋅-==⎰⎰μμμ)(04、渗流速度与压力梯度二、平面径向渗流1、数学模型2、压力分布3、产量4、渗流速度与压力梯度 三、球形径向渗流1、数学模型2、压力分布3、产量4、渗流速度与压力梯度5、流管、流量流面—过不与流线重合的线段ab 上各点的流线组成的曲面 流管－过封闭曲线L 上各点的流线所围成的管状曲面流束—过面积ω上各点的流线组成的柱状实体—微分流束称元流（纤流），总流由无数元流组成过水断面：垂直于流体流向的横断面A ，微分过水断面dA 流量：元流量 ，总流量 断面平均流速 L p p dx dp L p p k V Bi e Bi e )()(--=-⋅=，μe e w w p R p p r p dr dp r dr d r dr dp r drp d ===⋅⋅→=⋅+)()(0)(10122，)/()/(0)(211r R Ln r R Ln p p p p C r Ln C p C dr dp r dr dp r dr d e w e w e e ⋅--=→+⋅=→=⋅→=⋅平均地压 )/(2w e w e e r R Ln p p p p --=)/()(222w e w e p p R r r R Ln p p kh Q r dr kh Q dp dr dp k rh Q V e w e w ⋅-⋅=→⋅=→⋅==⎰⎰μππμμπr r R Ln p p dr dp r r R Ln p p k V w e w e w e w e 1)/()(1)/()(⋅-=⋅-⋅=，μe e w w p R p p r p dr dp r drd r dr dp r dr p d ===⋅⋅→=⋅+)()(0)(1022222，)11(1110)(21122e e w w e e R r R r p p p p C r C p C dr dp r dr dp r dr d -⋅--+=→+⋅-=→=⋅→=⋅)11()(22222e w w e p p R r R r p p k Q r dr k Q dp dr dp k r Q V e w e w -⋅-⋅=→⋅=→⋅==⎰⎰μππμμπ221)11()(1)11()(r R r p p dr dp r R r p p k V e w w e e w w e ⋅--=⋅--⋅=，μ)11()(4e w w e R r p p k Q -⋅-⋅=μπ空 间 点 汇 dA dQ n ⋅=V ()A V dA Q A =⋅=⎰n V ()⎰⋅==A dA A A Q V n V 1。
