渗流的概念

渗流力学：是研究流体在多孔介质中的运动形态和运动规律的科学

渗流：流体通过多孔介质的流动。

稳定渗流：在渗流过程中，如果压力、渗流速度等运动要素不随时间变化。任一时刻，通过任一过流断面的质量流量恒定且相等。

油气藏：是油气储集的场所和流动的空间。

渗透性：多孔介质允许流体通过的能力。

绝对渗透率：当岩石中的孔隙流体为一相时，岩石允许流体通过的能力。

有效渗透率：当岩石在有两种以上流体存在时，岩石其中一相的通过能力。

比表面积：单位体积岩石所有岩石颗粒的总表面积或孔隙内表面积。

理想结构模型：岩石的孔隙控件看成是由一束等直径的微毛细管组成。

修正理想结构模型：变截面弯曲毛细管模型。

力学分析：重力（动力或阻力）、惯性力（阻力）、粘滞力（阻力）、弹性力（动力）、毛管力（动、阻力）

供给压力：油藏中存在液源供给区时，在供给边缘上的压力。

井底压力：油井正常工作时，在生产井井底所测得的压力。

折算压力：选择一基准面，基准面上处的压力为折算压力。

渗流速度：渗流量与渗流截面积之比。

真实速度：渗流量与渗流截面的孔隙面积之比。

线性渗流：当渗流速度较低时，属层流区域，则粘滞力占主导地位，而惯性阻力很小，可忽略，这时压差与流量呈线性关系。

渗流的三种方式：单向流、平面径向流、球面向心流

贾敏现象：当液滴或者气泡在直径变化的毛管中运动时，由于变形而产生的附加阻力。

绝对孔隙度：岩石总孔隙体积与岩石视体积之比。

连续流体：把流体中的质点抽象为一个很小体积重包含着很多分子的集合体，致电中流体的性质与周围质点中的流体性质成连续函数关系。

连续多孔介质：把多孔介质中的质点抽象为一个很小体积单元，该体积单位的介质性质与周围体积单元中的介质性质成连续函数关系。

连续介质场：理想的连续多孔介质及其所包含的连续流体的整体系统。

压力梯度曲线：在直角坐标系中，根据最初的探井所实测到的油藏埋藏深度H和实测压力P所得的关系曲线

地层压力系数：P=a+bH，直线的斜率称为压力系数

渗流力学有关概念

2.3.1 渗流力学

指专门研究流体通过各种多孔介质渗流时的运动形态和运动规律的科学。它是现代流体力学的一个重要分支，是油藏工程、油藏数值模拟的理论基础。

2.3.2 不可压缩流体{刚性流体)

又称为刚性流体，是指随着压力的变化，体积不发生弹性变'形的流体。

2.3.3 可压缩流体(弹性流体)

又称弹性流体，是指随压力的变化，体积发生弹性膨胀或收缩的流体。

2 . 3 . 4体相流体

指分布在多孔介质孔道的中轴部分，其性质不受界面影响的流体。

2.3.5 边界流体

指分布在孔道壁上形成一个边界层，其性质受界面影响的流体。 2.3.6 地下流体流场

指地下流体与岩石相互作用所占据的、并能在其中流动的场所或空间。

2.3.7 变形介质

当地层中的液体压力降低时，岩石发生变形而使孔隙空间减小，渗透率降低，这种孔隙空间发生变形的多孔介质称为变形介质。

2.3.8 可变渗透率地层

变形多孔介质的渗透率不是常数，而是压力的函数，具有这种性质的油、气层称为可变渗透率地层。

2.3.9 多孔介质

以固相介质为骨架，含有大量互相交错又互相分散的微小孔隙或微毛细管孔隙的介质叫多孔介质。油气储层就是多孔介质的一种。

2.3.10 双重孔隙介质{裂缝孔隙介质}

又称裂缝孔隙介质，是指由孔隙介质和裂缝介质两个水动力学系统构成，两个系统按一定规律进行流体交换。 2.3.11 渗流与地下渗流

流体在多孔介质中的流动称为渗流。流体在地层中流动叫做地下渗流。

2.3.12 单相渗流

指在多孔介质中只有一种流体以一种状态参与流动。如在地层压力高于饱和压力条件下，油藏中的原油流动，气藏中的气体流动等。

2.3.13 两相渗流与多相渗流

指在多孔介质中有两种流体同时参与流动叫两相渗流，如油层中的油、水两相流动。同时有两种以上互不混溶的流体参与流动叫多相渗流，如油层中的油、气、水三相流动。

2.3.14 多组分渗流

指含有多种组分的烃质和非烃质混合的流体在多孔介质中的流动。

第七章 天然气渗流

周

次 第 7 周， 总第 2 次课 备 注

章节名称 第七章 天然气渗流

§1 天然气渗流的基本微分方程

§2 天然气的稳定渗流

§3天然气的稳定试井

教学目的

及要求 1．掌握天然气渗流的基本微分方程的推导

2．掌握服从线性、非线性渗流规律的气体稳定渗流规律

3．掌握按二项式、指数公式整理试井资料的方法

4．掌握气井压力计算公式的应用方法

教学内

容提要 1．天然气渗流的基本微分方程

• 气体等温压缩系数

• 拟压力函数

• 气体导压系数

2．服从线性、非线性渗流规律的气体稳定渗流

• 气体服从线性渗流规律时平面径向稳定渗流基本公式

• 气体平面径向流流场图

• 气井和油井压力分布曲线比较

3．按二项式、指数公式整理试井资料

• 服从二项式渗流规律的气体平面径向流

• 服从指数时渗流规律的气体平面径向流

4．气井压力计算公式

• 按二项式公式整理试井资料

• 按指数式公式整理试井资料

• 计算绝对无阻流量

• 气井压力计算公式

教学重点、

难点及

重点：掌握服从线性、非线性渗流规律的气体稳定渗流规律

掌握按二项式、指数公式整理试井资料的方法

难点：掌握服从线性、非线性渗流规律的气体稳定渗流规律

处理方案及方法设计 画示意图讲解说明

作业

练习 思考题：p117 1，2，3，4

作业：p186 39 特别提示 涉及到理想及实际气体的状态方程

周

次 第 7 周， 总第3 次课 备 注

章节名称 第七章 天然气渗流

§4 天然气的不稳定渗流

§5 天然气的不稳定试井

教学目的

及要求 1．掌握天然气的不稳定试井方法

教学内

容提要 1．天然气的不稳定渗流

2．天然气的不稳定试井

• 开井压力降落试井

实测压降试井曲线特点

• 关井压力降落试井

压力恢复基本规律

第十二章 渗 流

流体在孔隙介质中的运动称为渗流。流体包括水、石油、天然气等。孔隙介质是指由颗粒或碎块材料组成的内部包含许多互相连通的孔隙和裂隙的物质。常见的孔隙介质包括土壤、岩层等多孔介质和裂隙介质。有些水工建筑物本身就是由孔隙介质构成的，如土坝、河堤等。

研究渗流的运动规律及其工程应用的一门科学便是渗流力学。在水利工程中，渗流主要是指水在地表以下土壤或岩层孔隙中的运动，这种渗流也称为地下水运动。研究地下水流动规律的学科常称为地下水动力学，是渗流力学的一个分支。

在社会的许多部门都会遇到渗流问题。例如，石油开采中油井的布设，水文地质方面地下水资源的探测，采矿、化工等。在水利部门常见的渗流问题有以下几方面：

（1）经过挡水建筑物的渗流，如土坝、围堰等。

（2）水工建筑物地基中的渗流。

（3）集水建筑物的渗流，井、排水沟、廊道等。

（4）水库及河渠的渗流。

上述几方面的渗流问题，就其水力学内容来说，归纳起来不外乎是要求解决以下几方面的问题：（1）确定渗流量；（2）确定浸润线位置；（3）确定渗流压力；（4）估计渗流对土壤的破坏作用。

第一节 渗流的基本概念

渗流既是水在土壤孔隙中的流动，其运动规律当然与土壤和水的特性有关。 一、 土壤的分类

一切土壤及岩层均能透水，但不同的土壤或岩层的透水能力是不同的，有时甚至相差很大。这主要是由于各种土壤的的颗粒组成不同而引起的。此外，在低水头下不透水的材料，在高水头作用下仍可能透水。本章重点研究的土壤中的渗流，故可以根据土壤的透水能力在整个流动区内有无变化对土壤进行分类。

任一点处各个方向的透水能力相同的土壤称为各向同性土壤，否则称为各向异性土壤。

所有各点在同一方向上透水能力都相同的土壤称为均质土壤，否则称为非均质土壤。显然，均质土壤可以是各向同性土壤，也可以是各向异性土壤。

均质且各向同性的土壤就透水能力而言是一种最为简单的土壤。严格说来，只有当土壤由等直径的圆球颗粒组成时，其透水能力才不随空间位置及方向变化，才符合均质及各向同性条件。而实际土壤的情况却非常复杂，为了使问题简化，大多数情况下都假定土壤是均质的各向同性的。