油气集输 1.2

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1、§1—2石油在地层中的渗流一、驱油能量及驱动方式二、石油向井底的流动渗流力学——以油、气、水在地层多孔介质中的流动形态和运动规律为研究对象，以油藏中能量供应与消耗为核心，以渗流的基础规律——达西定律为基础，遵循由浅人深的认识规律，系统地介绍了原油在地层中的稳定渗流理论、弱可压缩液体不稳定渗流理论、两相渗流理论、气体渗流理论、双重介质渗流理论、非牛顿液体的渗流、特殊地质因素及分形渗流理论等。1一、驱油能量及驱动方式问题1：油藏驱动方式指的是什么？答：油藏驱动方式，是指油层在开采过程中主要依靠哪一种能量来驱油。2问题二：油藏驱动方式分为几种类型？答：油藏驱动方式分为五种类型：（1）水压驱动：当

2、油藏有活跃的边水或底水时，则会形成天然水压驱动，由于弹性水压驱动能量是不足的，很可能向弹性一溶解气混合驱动方式转化（2）气压驱动：油藏存在气顶，把气顶中的压缩气做为驱油的主要能量或者对油藏人工注气都可造成气压驱动。（3）溶解气驱：当油层压力下降到低于原油饱和压力时，随着压力的降低，处于溶解状态的气体从原油中分离出，液态变气态体积的膨胀，将石油驱向井底。（4）弹性驱动：主要依靠油层岩石和流体的弹性能量驱油。（5）重力驱动：靠原油自身的重力作用将油驱向井底的方式。3⒈水力压能及水压驱动开敞式油藏底水油油井注水井4水压驱动分为类：天然水压驱动、人工水压驱动①天然水压驱动根据水源供应：刚性水压驱动

3、和弹性水压驱动刚性水压驱动的特点：如右图所示：如P=const，则称为刚性水压驱动。特点：油层压力始终高于原油的饱和压力，油气比等于原始溶解油气比，在合理的控制下，压力、产量、油气比都比较稳定。刚性水压驱动的采收率可达50～80%。5弹性水压驱动依靠液体和油层的弹性能量为主要驱油能量来源的驱动方式。若油藏具有很大且连通性好的含水区，含水区的弹性能起重要作用，此时称弹性水压驱动。采收率要低于刚性水压驱动。6②人工水压驱动：人工水压驱动是指的注水开采油井水井四点法三点法七点法7问题三：水驱油过程中不均匀性是由哪些因素引起的？答：水驱油过程中不均匀性主要由：油层结构的非均质性、油水粘度差、岩石的

4、润湿性、毛细管力等因素引起的。（1）油层结构的非均质性：油和水都是在油层岩石颗粒之间的细小孔道（孔隙、裂缝）内运动的。这些孔道大小不一，纵横交错，变化万千，这就是油层结构的非均质性。水驱动石油在这些孔道中流动时，由于孔道大小不同，所遇到的阻力也不一样，使得水在不同的孔道中驱油时的流动速度不同。（2）油水粘度差：在水驱油过程中，由于油水粘度的差别，在同一孔道流动时，对油的阻力就大，对水的阻力就小，水就会超越到油的前面，产生窜流，从而加剧了由于油层非均质性所造成的水驱油的不均匀状况。（3）岩石的润湿性：由于油层岩石矿物组分不同，润湿性也不一样。在水驱油过程中孔道的不同部位油膜被剥落的程度也不同

5、，造成水驱油过程中的不均匀性。（4）毛细管压力：在油层中，毛细管压力影响孔道中油水的流动。当岩石表面具有亲水性质时，在毛细管力的作用下，使水自发地推动石油在微细孔道中前进；当岩石表面具有亲油憎水性质时，毛细管力就阻止水进入孔道，使石油不易被水驱走。由于岩石中孔道大小和表面性质不均匀，水驱油过程中各孔道进水和进油的程度不同，残余油的多少也不一样。8⒉气体能量与气压驱动⑴气体能量的来源①自由气：油藏中含有的气顶气②溶解气：溶解在原油中的天然气③注入气：人为地向油层注入的气体底水油层气顶（自由气）油井9⑵气压驱动：气压驱动也分为刚性气压驱动和弹性气压驱动刚性气压驱动的特点如曲线所示：气压驱动的采

6、收率低于水压驱动，一般为30%左右。10⑶溶解气驱动溶解气从油中分离出来，以分散的气泡存在于油中，当压力降低时气泡膨胀把油推向井底。溶解气驱动的特点：没有明显的驱油界面。压力降低，溶解气析出，含油饱和度降低，原油粘度、密度、表面张力增高，流动阻力增加，气相渗透率增大，油藏的采收率降低。溶解气驱动的采收率只有15～30%。衰竭式。11⒊弹性能量与弹性驱动是指当钻井钻开油藏后造成压力下降，而引起地层岩石、流体的弹性膨胀，体积增大，而迫使原油流向井底的。⒋重力能量与重力驱动一般只发生在油藏倾角很大或油层很厚时，油层高于井底位置的原油，由于高差所产生的重力位能迫使原油流向井底。12实际的情况是：多

7、种能量同时驱动，在不同的开采阶段由不同的驱油方式起着驱油的主要作用靠近气顶的是气压驱动靠近边水的是水压驱动离气顶、边水较远，又得不到注水、注气效果的油井靠弹性驱动和溶解气驱动13二、石油向井底的流动⒈渗流的特点流体在多孔介质中的流动叫做渗流渗流的特点是：①流动速度小；②流动阻力大；③渗流途径曲折复杂14⒉渗流的基本方式⑴平面单向流平面单向流的特点：流线彼此平行，渗流面积不变，垂直流动方向的截面上，各点渗流速度相等⑵平面径