渗流力学思考题答案.doc

渗流力学 思考题
1、什么是稳定渗流？写出稳定渗流的基本微分方程，并说明其属于哪种数理方程？
答：稳定渗流：在渗流过程中，各渗流要素不随时间变化。 属于拉普拉斯方程。
2、有哪些方法可得到稳定渗流渗流规律？ 答：渗流场图和公式。
3、什么是渗流场图？画渗流场图时应作何规定？
答：渗流场图：由一组等压线和一组流线按一定规则构成的图形。
规则：各相邻两条等压线间的压差值相等；各相邻两条流线间通过的流量相等。
4、由平面单向流和平面径向流的压力分布曲线，说明其压力消耗特点。
平面单向流：沿程渗流过程中压力是均匀下降的。
平面径向流：压力主要消耗在井底附近，这是因为越靠近井底渗流面积越小而渗流阻力越大的缘故。
P
Pe

PB

O

L
P

Pe

Pwf
rw re r

5、单向流的渗流阻力：R=uL/kBh，平面径向流的渗流阻力：R=μ㏑﹙Re/Rw)/2πkh。
其物理意义：不知道 。
6、写出平面径向流的流量公式，并说明提高油井产量一般有哪几种途径？
答： 途径：1酸化压裂，增加渗透率；2增大生产压差；3加入降粘剂，火烧油层；4补孔处理；5加密井。
7、什么是油井的完善性？表示不完善性有几个物理量？
答：完善井，即油层全部钻穿，且裸眼完井。不完善类型：①打开程度不完善②打开类型不完善③双重不完善。物理量：油层厚度h、油层打开部分的厚度b、射孔数、射孔子弹的直径、射入深度、折算半径、表皮因子。
8、什么是稳定试井？用途是什么？
答：稳定试井是通过人为的改变井的工作制度，并在各个工作制度稳定的条件下测量其压力及对应的产量有关资料，以确定井的产生能力和合理的工作制度，以及推算地层的有关参数等。用途：确定油井合理的工作制度；确定油井的生产能力；判断增产措施的效果；推算地层的有关参数。指示曲线类型：Ⅰ型（n=1，流量和压差呈线性关系）Ⅱ型（n<1一开始即出现非线性渗流）Ⅲ型（n>1，曲线不合格，即工作制度改变后尚未稳定即测试参数）。
9、什么是采油指数？物理意义？
答：采油指数等于消耗单位压差采出的流量，物理意义是表示油井生产能力的一个重要参数。
10、什么叫多井干扰？其实质是什么？
答：在油层中当许多油井同时工作时，其中任一口井工作制度的改变，如新井投产、事故停产或更换油嘴等，必然会引起其他井的产量或井底压力发生变化，这种现象称为井干扰现象。 实质：多井同时工作时，地层中任意一点的压降等于各井单独工作时在该点造成的压降的代数和，即压降叠加原理。
11、写出势的叠加原则的数学表达式。 答：
12、等产量的一源一汇和等产量的两汇各自存在的特殊现象是什么？其各自渗流场的特点什么？
答：一源一汇的特殊现象是舌进现象，是因为注采井间流体流动的最快。两汇的特殊现象是死油区，由于流场的对称性，可知在坐标原点的流速为零，此点称为平衡点，在平衡点附近将形成死油区。
一源一汇：他的等压线是圆心在x轴上移动的一族圆，流线是圆心在y轴上移动的一族圆，y轴是等压线，x轴是流线，整个水动力场关于y轴对称。
等产量两汇：x，y轴都是流线，y轴有分流性质。
13、什么是镜像反映法？遵循的原则是什么？
答：镜像反映法分为汇源反映法和汇点反映法。汇源反映法是在研究直线供给边界附近一口井的问题时，可以想象它是一源一汇中的点汇部分，这样就可把直线供给边界附近一口生产井的问题归结为无限大地层中存在等产量的一源一汇的情况，这种方法称为汇源反映法；汇点反映法是在讨论半无限大地层内距直线断层处有一口生产井，断层相当于一条分流线，断层左侧的流体被阻挡而不能流入井中，可见直线断层附近一口井的流场相当于无限大地层中等产量的两汇的流场的一半，于是把断层附近的一口井看作为无限大地层中存在两汇的问题来解决。 遵循的原则：反映法原则，不渗透边界是“同号”等产量反映两汇（两源），反映后不渗透边界保持为分流线；供给边界是“异号”等产量反映（汇源）。
14、等值渗流阻力法：利用水电相似原理，以电路图来描绘渗流场，然后应用电路定律求解，称这种方法为等值“渗流阻力法”。
水电相似原理：水（流体）和电是两种不同的物质，但它们的流动可用同一种数学模型来描述，称之为水电相似原理。
15、分别写出等值渗流阻力法中内阻和外阻的物理含义及表达式。
答：直线井排流体渗流中：外阻是平面单向流阻力；内阻是平面径向流的阻力。在圆形井排中：外阻是从圆形供给边界到生产井排附近的平面径向流；内阻是由生产井排附近到生产井井底克服的径向流阻力。（表达式看书）

16、什么是不稳定渗流？在什么情况下发生？答：运动要素与运动时间有关的为不稳定渗流， 发生条件：（1）封闭边界（2）多井干扰。
17、压力波井底压力变化的形式（井底压力下降或上升）在地层中的传播。传播特点略。
18、压力波传播的第一阶段为压降传到边界之前，第二阶段为传到边界之后
19、什么是拟稳态渗流？在什么边界条件下会出现？
答:当井的产量不变时，渗流阻力一定，则底层内弹性能量的释放也相对稳定下来，这种状态成为拟稳定状态或均匀不稳定状态。
出现在封闭边界条件下
20、弹性不稳定渗流多井干扰压降叠加原理一般形式：

21、赫诺（Horner）原理：若某井以定产量Q稳定生产T时间后，瞬时关井，则可以设想：关井后该井仍以原来的产量继续生产，但从关井时刻起，在原井位上假想一口与原来井产量相等的注入井投注，实际井产量为零，符合关井情况。这样关井后的地层压力变化规律就可以用假想的一口生产井和一口注水井同时工作在地层中所引起压力变化的叠加来描述。即：

22、什么是不稳定试井？常规不稳定试井分析包括哪几种方法？
答：不稳定试井是利用油井以某一产量进行生产时（或在以某一产量生产一段时间后关井时）所实测的井底压力随时间变化的资料，用以反求各种底层参数。
方法：（1）压力恢复试井法（2）压力降落试井法。
23、实测不稳定实景曲线与理论曲线产生偏差的原因？
答：“续流”的影响；油井完善性的影响；边界的影响
24、什么是活塞式水驱油？活塞式水驱油为什么是不稳定渗流？
答：假定在水驱油过程中地层含水区和含油区之间存在着一个明显的油水分界面，这个油水分界面将垂直于液流流线向井排移动，当它到达井排处时井排就见水。这样的水驱油方式称为活塞式水驱油。因为油水粘度差的影响，在此过程中渗流阻力随时发生着改变，因此活塞式水驱油是不稳定渗流。
25、什么是非活塞式水驱油？影响水驱油非活塞性的因素主要有哪些？
答：非活塞式水驱油即水渗入到含油区后，不能将全部原油置换出去，而是出现一个油和水同时混合流动的油水混合区。主要因素：毛管力的影响，如果岩石表面亲油，则毛管力为阻力，如果岩石表面亲水，则毛管力为动力；重率差的影响，一般情况下，重率差对混合区的形成影响不大；粘度差影响，粘度差越大，粘性指进越严重，也即非活塞性越严重。
26、什么叫含水率？分相流量方程指的是什么？
答：流过渗流断面的油水总流量中水所占据的分量记为fw，称为含水率。
27、贝克莱-列维尔特方程的含义是什么？说明其建立过程；
答：含义，它表明等饱和度平面的移动速度等于截面上的总液流速度乘以含水率对含水饱和度的导数。
28、根据两相区含水饱和度分布公式，如何绘制含水饱和度分布曲线？
答：由于各含水饱和度下的fw’（Sw）值不同，因此各等饱和度面在t时刻所到达的位置也不同。对于同一含水饱和度平面，随着t的增加，推进的距离x也随之增加。
29、根据饱和度分布公式绘制的含水饱和度分布曲线为什么会出现多值现象？
答：由含水率对含水饱和度的导数曲线的多值性所造成的
30、水驱前缘含水饱和度为什么是定值？如何确定前缘含水饱和度？
答：因为水驱油前缘含水饱和率取决于岩层微观结构和油层中油水粘度比。在含水率与含水饱和度关系曲线中，通过束缚水饱和度Swc作fw—Sw关系曲线的切线，得到切点B。该切点所对应的含水饱和度即为水驱前缘含水饱和度。
31、井排见水前两相区平均含水饱和度是否变化？如何确定平均含水饱和度？
答：否，在含水率与含水饱和度关系曲线中，通过束缚水饱和度Swc对fw—Sw曲线作切线，并延长此切线使其与fw=1的横线交于D点。D点所对应的含水饱和度即为两相区中平均含水饱和度。
32、两相区含水饱和度的变化范围是什么？
答：前缘含水饱和度到1
33、井排见水后，如何确定井排处含水饱和度和含水率？
答：公式p220
34、井排见水前，井排的产量或井排压力如何变化？
答：P225
35、渗流特点：渗流阻力大，流动速度慢，渗流力学是研究流体在多孔介质中渗流形态和规律的学科。
36、什么是多孔介质,有哪些特点？答：多孔介质：由固体股价和相互联通的空隙、裂缝、溶洞和各种类型的毛细管体系所组成的材料。特点为：储容性、渗透性、比表面性、结构复杂。
37、在渗流过程中一般受到哪些力的作用？主要作用力是什么？
答：流体的重力、惯性力、粘滞力、岩石及流体的弹性力、毛细管压力。后三个为主要作用力。
38、油藏驱动类型一般有哪几种？答：弹性驱动、溶解气驱动、气压驱动、重力驱动、重力水驱动。
39、什么是原始地层压力？获得原始地层压力的方法有哪些？
答：油藏在投入开发以前测得的地层压力称为原始地层压力，获得方法有：打第一批探井时测得的；通过压力梯度曲线得到。
40、什么是折算压力？其物理意义是？答：油藏中任一点的实测压力均与其埋藏深度有关，为了确切地表示地下的能量分布情况，必须把地层内各点的压力折算到同一水平面上，这个水平面称为折算平面，经折算后的压力称为折算压力。其物理意义为折算压力在实质上代表了该点流体所具有的总的机械能。
41、什么是达西定律？其适用条件是说什么？为什么说它是线性渗流定律？答：达西定律为q=KA∆p/μL 。达西定律的适用条件：流体为牛顿流体；流速在适当范围内，可不考虑惯性阻力；不考虑其它物理化学作用。因为流量q与压差∆p呈线性关系，故达西定律也是线性渗流定律。
42、写出渗流速度及真实渗流速度的定义，并说明它们之间的关系？
答：渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量；真实渗流速度：流体通过单位真实渗流面积的体积流量，关系为
43、达西定律中各物理量的单位是什么？答：K—渗透率—m2；A—横截面积—m2；∆p—两个渗流截面间的压差—Pa；μ—粘度—Pa·s；L—两个渗流截面间的距离，m。
44、渗流形式：单向流，平面径向流、球面向心流。

单向流：

平面径向流： 球面向心流：

45、在什么情况下会产生非线性渗流？其运动方程是什么？
答：高速非线性渗流：一般会出现在气井或裂缝性油井中；低速非线性渗流：低渗，特低渗油藏或是稠油油藏中。
渗流速度过高流量过大，分子效应。离子效应、非牛顿流体流动时会出现非线性渗流。 （1）指数式：q=C(△p)n C—取决于岩石和流体性质的常数 n—渗流指数，一般1/21）毛细管压力的影响（2）重率差的影响（3）粘度差的影响
47、什么是压缩系数和综合压缩系数？物理意义？答：液体的压缩系数：单位压差下，单位液体体积的变化率，物理意义是衡量液体的可压缩性；岩石的压缩系数：单位压差下，单位岩石体积的变化率，物理意义是衡量岩石的可压缩性；综合的压缩系数：单位压差下，单位液体和岩石体积的变化率，Ct=Cl+Cf 。物理意义是衡量综合的可压缩性。
48、折算半径 rrw：把实际不完善井用一产量与之相等，但半径改变的假想完善井来代替，这一假想完善井的半径称为实际不完善井的折算半径。
49、水动力学不完善井：凡是井底结构和完善井的井底结构不同,或井底附近油层性质发生变化的井，称为水动力学不完善井。
50、表皮系数（表皮因子）S：用无量纲的附加压力降来表征一口井表皮效应的性质和严重程度的物理量，称为表皮因子。
51、舌进现象：油水前缘沿高渗透层突进的现象，在成层非均质油层中可以见到明显的舌进。
52、不稳定试井：利用油井以某一产量进行生产时（或在以某一产量生产一段时间后关井时）所实测的井底压力随时间变化的资料来反求各种地层参数的方法。
53、