最新渗流力学--油气渗流教学讲义PPT.ppt

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1、渗流力学--油气渗流M点所具有的总能量？折算压力表示油层中各点流体所具有的总能量；P仅仅表示该点处压能的大小。油水界面供给压力pe表示油藏存在稳定供给区时，在供给边缘上的压力静压（或静止压力）--油气井关井后，液面恢复到稳定时所测得的井底压力（地层压力）井底压力---在井底油层中部测得的压力油井生产时井底测量得到的压力，习惯上也称为该井的流压。质量力重力势能惯性重力驱动液体渗流阻力驱动方式水压驱动弹性水压驱动刚性水压驱动气压驱动溶解气驱动水压混气驱重力驱动油气渗流基本规律3.1渗流速度3.2线性渗流定律3.3线性渗流定

2、律的适用范围3.1渗流速度渗流微观环境——多孔介质孔隙度、比面、渗透性和可压缩性多孔介质的特征孔隙截面积很小孔道形状弯曲多变、不规则孔道中流体于固体接触面积大孔道表面粗造渗流的基本特征流速低，渗流阻力大渗流速度与真实速度为了研究流体在多孔介质中的流动，我们考察多孔介质中法向为n的特征面元（ΔAn），实际上，流体只能通过这个区域中的空隙面积（ΔApn)而流动，被固体占据的那部分面积（ΔAsn）上没有流体流动。但为了计算方便m，我们把单位时间内通过这个区域的流体体积记作为特征流量（ΔQn），定义渗流速度v为特征流量除以特征

3、面元的商，即渗流速度v与流体实际质点速度u之间的关系。质点速度的法向分量在特征面元空隙部分（ΔApn)上的积分就是特征流量，即φ真实速度与渗流速度之关系渗流速度与真实速度真实速度q:通过渗流过水断面的体积流量f:岩石过水断面上，各个孔隙通道截面积之和渗流速度A:岩石的渗流过水断面面真实速度与渗流速度之关系表述流体流动的两种方式空间中任意一点上，在某一个特定的时刻各种物理量的变化情况，如压力、密度、速度和饱和度。任意一个流体质点的各个物理量（压力、密度、速度和饱和度）随时间的变化情况欧拉观点拉格朗日观点固定空间点和固定流

4、体质点是两个不同的概念。流体在多孔介质中运动时，一个固定空间点在不同时到是由不同的流体质点所占据的。反过来说，一个固定的流体质点在不同时刻位于不同的空间点。3.2线性渗流定律流体通过砂柱横截面的体积流量Q与横截面积A和水头差h1一h2成正比，而与砂柱长度L成反比渗滤系数根据水力学原理，每个截面上单位质量流体的能量由压力能、势能和动能3部分组成，即：把上式代入：实验表明，渗滤系数K’与流体重率成正比，与流体粘度成反比．用K作比例系数，即有：渗透率对各种不同的单相牛顿流体通过多孔介质流动的研究表明：以上Darcy定律中的K

5、只与多孔介质本身的结构特性有关，而与单相牛顿流体的特性无关。也就是说，用不同的单相牛顿流体通过同一多孔介质流动时，Darcy定律中的K值保持不变，这个K就称为渗透率。也称为绝对渗透牢。这一结论只适用于牛顿流体，它对非牛顿流体是不适用的。几种表现形式：垂直流动：取坐标轴Z垂直向上，考虑到速度方向与Z轴方向相反以微分形式表示，可以得到达西定律：倾斜地层流动：L水平地层流动：LDarcy定律得推广几个概念：均质（均匀）：某一性质与其在介质中的位置无关各向同性：某一性质与其沿介质中的方向无关各向异性各向同性介质中单相流体渗流写

6、成分量形式均匀介质各向异性介质中单相流体渗流若将坐标轴方向取得与介质中某点渗透率张量的主方向一致，则该点渗透率张量矩阵可写成如下对角线形式：各向异性介质中单相流体渗流写成分量形式各向异性介质中单相流体渗流各向同性介质中两相流体渗流设有两种不混溶的流体同时流过一个多孔介质，原来描写单相液体饱和多孔介质流动的Darcy定律，形式上推广为两种不混溶流体各自分别满足Darcy定律。将两种流体分别用下标1和2表示，若不计重力，则其方程组为相渗透率驱油动力渗流阻力3.3线性渗流定律的适用范围问题的提出低速渗流时（达西定律的适用下限

7、）Inmay(1968)总结液体的低速渗流时存在的现象-----启动压力梯度引起存在启动压力梯度的原因液体的非牛顿流变性岩石表面的相互作用岩石表面形成水化膜高速渗流时现象研究的问题研究的思路和方法---借助于管流理论研究的结果判断达西流与非达西流的方法公式判断方法服从达西定律过度流紊流不服从达西定律层流非线性渗流的数学描述低速液流的非达西描述用带启动压力梯度的非线性规律描述vgradpC与孔隙度和渗透率有关用不同斜率的直线组合来描述渗流过程初始段用幂律关系来描述，后一段用直线关系描述高速非达西流的数学描述指数式描述物理

8、意义:n=1达西流n=0.5----1过渡流;n=0.5完全紊流平方区,惯性力成为主要作用力二项式描述描述的表达式物理意义:分段线性描述分段线性目的:为方便数学处理而提出来的一种近似方法vdp/dl气体的低速渗流现象(滑脱效应）原因气体在固体壁面上具有一定的非零速度气体分子的平均自由程接近通道的大小时界面上的分子都将处于运动状态…