第6章 两相渗流理论基础
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渗流力学知识点总结一、渗流基本理论1.渗流的基本概念渗流是指流体在多孔介质中的流动现象。
多孔介质是由孔隙和固体颗粒组成的介质,流体可以通过孔隙和固体颗粒之间的空隙进行流动。
渗流现象在自然界和工程领域都有着广泛的应用,如地下水的运移、石油的开采、地下储层的注水等。
2.渗透性与渗透率渗透性是指单位压力下单位面积介质对流体的渗透能力,通常用渗透率来描述。
渗透率是介质内渗流速度与流体粘滞力之比。
一般来说,渗透性越大,渗透率越高,介质对流体的渗透能力越强。
3.渗透压力与渗透率渗透压力是指多孔介质内部由于孔隙中流体分布不均匀而产生的压力。
渗透压力的大小与介质的孔隙结构、流体的性质、地下水位等因素有关,它是影响渗流速度和方向的重要因素。
4.达西定律达西定律是描述渗透性与渗流速度之间关系的定律,它指出在流体粘滞力不考虑的条件下,渗透速度与渗透压力成正比,与渗透率成反比。
达西定律为渗流理论研究提供了重要的基础。
二、多孔介质渗流规律1.多孔介质的渗流特性多孔介质是由孔隙和固体颗粒组成的介质,它具有复杂的微观结构和介质性质。
渗流在多孔介质中受到许多因素的影响,如介质的孔隙度、渗透率、渗透性等,这些因素决定了渗流规律的复杂性和多样性。
2.渗流方程渗流方程是描述多孔介质中流体运移规律的方程,它通常由渗流方程和质量守恒方程两部分组成。
渗流方程描述了流体在多孔介质中的流动规律,它是渗流力学研究的核心内容。
3.多孔介质的稳定性多孔介质中的渗流现象可能受到介质本身的稳定性限制。
孔隙结构、流体的性质以及渗透压力等因素都会影响介质的稳定性,这对渗流速度和方向产生重要影响。
4.非均质多孔介质中的渗流非均质多孔介质中的渗流现象通常较为复杂,其渗透率、孔隙度、渗透性等参数都可能在空间上呈现非均匀性。
对非均质多孔介质中渗流规律的研究对于实际工程应用具有重要意义。
三、非线性渗流1.非线性渗流模型非线性渗流模型是描述介质非线性渗流现象的数学模型。
《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。
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。