滲流力學(xué)緒論石油工程

1、緒緒 論論油氣層滲流力學(xué)主要內(nèi)容主要內(nèi)容有關(guān)油氣層滲流力學(xué)的概念滲流：流體通過多孔介質(zhì)的流動(dòng)。滲流：流體通過多孔介質(zhì)的流動(dòng)。多孔介質(zhì)：含有大量任意分布的彼此連通且形多孔介質(zhì)：含有大量任意分布的彼此連通且形 狀各異、大小不一的孔隙的固體介狀各異、大小不一的孔隙的固體介 質(zhì)。質(zhì)。滲流力學(xué)：研究流體在多孔介質(zhì)中滲流的形態(tài)滲流力學(xué)：研究流體在多孔介質(zhì)中滲流的形態(tài) 和規(guī)律的科學(xué)。其研究的對象是流和規(guī)律的科學(xué)。其研究的對象是流 體和多孔介質(zhì)。體和多孔介質(zhì)。全直徑巖心全直徑巖心X-CTX-CT二維掃描二維掃描002002號(hào)切片，可見號(hào)切片，可見大孔洞與裂縫連通大孔洞與裂縫連通有關(guān)油氣層滲流力學(xué)的概念 滲流力

2、學(xué)與管流、明渠流動(dòng)、大氣流動(dòng)相滲流力學(xué)與管流、明渠流動(dòng)、大氣流動(dòng)相比較都是都是流體的流動(dòng)，但流動(dòng)的環(huán)境、流比較都是都是流體的流動(dòng)，但流動(dòng)的環(huán)境、流動(dòng)的條件有很大差異。動(dòng)的條件有很大差異。表面物理表面物理物理化學(xué)物理化學(xué)固體力學(xué)固體力學(xué)多孔介質(zhì)理論多孔介質(zhì)理論流體力學(xué)流體力學(xué)滲流力學(xué)滲流力學(xué)有關(guān)油氣層滲流力學(xué)的概念滲流分類滲流分類生物滲流生物滲流(人體人體,動(dòng)植物動(dòng)植物)工程滲流工程滲流(冶金冶金,化工化工)地下滲流地下滲流(石油石油,天然氣天然氣,地下水地下水) 油氣層滲流力學(xué)：研究流體在油氣層中滲流的油氣層滲流力學(xué)：研究流體在油氣層中滲流的形態(tài)和規(guī)律的科學(xué)。屬于地下滲流的一部分。形態(tài)和規(guī)律的

3、科學(xué)。屬于地下滲流的一部分。油氣層滲流力學(xué)的發(fā)展概況發(fā)展過程發(fā)展過程 油氣層滲流力學(xué)隨著石油工業(yè)的發(fā)展而日油氣層滲流力學(xué)隨著石油工業(yè)的發(fā)展而日益發(fā)展成為一門富有生機(jī)的獨(dú)立學(xué)科。益發(fā)展成為一門富有生機(jī)的獨(dú)立學(xué)科。 早在早在18561856年法國的水利工程師達(dá)西用水透年法國的水利工程師達(dá)西用水透過砂層的實(shí)驗(yàn)，揭示了滲流的基本規(guī)律過砂層的實(shí)驗(yàn)，揭示了滲流的基本規(guī)律達(dá)西達(dá)西定律。從上世紀(jì)二十年代起，定律。從上世紀(jì)二十年代起，隨著石油與天然隨著石油與天然氣工業(yè)的發(fā)展，石油與天然氣工業(yè)的滲流理論氣工業(yè)的發(fā)展，石油與天然氣工業(yè)的滲流理論逐漸形成。逐漸形成。油氣層滲流力學(xué)的發(fā)展概況19231923年，列賓宗首

4、先提出氣體在多孔介質(zhì)中年，列賓宗首先提出氣體在多孔介質(zhì)中的滲流理論；的滲流理論； 1937 1937年，馬斯凱特發(fā)表了關(guān)于均質(zhì)流體滲年，馬斯凱特發(fā)表了關(guān)于均質(zhì)流體滲流的重要著作；流的重要著作； 30 30年代初，人們研究了液體彈性及巖石壓年代初，人們研究了液體彈性及巖石壓縮性對滲流的影響。到縮性對滲流的影響。到19481948年，謝爾加喬夫發(fā)年，謝爾加喬夫發(fā)表了彈性液體在彈性多孔介質(zhì)中的滲流理論；表了彈性液體在彈性多孔介質(zhì)中的滲流理論； 1936 1936年，在研究相滲透率的基礎(chǔ)上，初步年，在研究相滲透率的基礎(chǔ)上，初步建立了混氣液體的滲流理論；建立了混氣液體的滲流理論；油氣層滲流力學(xué)的發(fā)展概況

5、 1942 1942年，貝克萊年，貝克萊列維爾特發(fā)表了關(guān)于水列維爾特發(fā)表了關(guān)于水驅(qū)油的重要文章，闡明了水驅(qū)油的非活塞性；驅(qū)油的重要文章，闡明了水驅(qū)油的非活塞性；6060年代初，巴林布拉特提出了裂縫滲流的新年代初，巴林布拉特提出了裂縫滲流的新概念和求解裂縫滲流規(guī)律的途徑。概念和求解裂縫滲流規(guī)律的途徑。 近幾十年來，由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，開近幾十年來，由于計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，開始探索提高采收率的新方法，以及裂縫性灰?guī)r始探索提高采收率的新方法，以及裂縫性灰?guī)r油氣層的不斷發(fā)現(xiàn)，使?jié)B流力學(xué)的研究進(jìn)入了油氣層的不斷發(fā)現(xiàn)，使?jié)B流力學(xué)的研究進(jìn)入了新的發(fā)展階段。新的發(fā)展階段。油氣層滲流力學(xué)的發(fā)展概況近年來滲流力學(xué)

6、的發(fā)展近年來滲流力學(xué)的發(fā)展 物理化學(xué)滲流物理化學(xué)滲流: :指在滲流過程中伴隨著復(fù)雜的物指在滲流過程中伴隨著復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化過程理變化和化學(xué)變化過程( (如如: :對流對流, ,擴(kuò)散擴(kuò)散, ,彌散彌散, ,吸附吸附, ,解解吸吸, ,濃縮濃縮, ,分離分離, ,互溶互溶, ,相變相變, ,多組分多組分, ,乳化乳化, ,泡沫化等泡沫化等) )。 非等溫滲流非等溫滲流: :如稠油熱采。如稠油熱采。 非牛頓流體滲流非牛頓流體滲流: :如三次采油如三次采油(EOR)(EOR)。 現(xiàn)代非線性滲流理論?，F(xiàn)代非線性滲流理論。 滲流實(shí)驗(yàn)手段的現(xiàn)代化。滲流實(shí)驗(yàn)手段的現(xiàn)代化。 計(jì)算方法的快速精確化。計(jì)算方

7、法的快速精確化。油氣層滲流力學(xué)的發(fā)展概況滲流力學(xué)的發(fā)展方向滲流力學(xué)的發(fā)展方向 發(fā)展方向主要表現(xiàn)在三個(gè)方面發(fā)展方向主要表現(xiàn)在三個(gè)方面: :理論研究、實(shí)驗(yàn)理論研究、實(shí)驗(yàn)研究、計(jì)算方法研究。研究、計(jì)算方法研究。油氣層滲流力學(xué)的研究方法 油氣層滲流力學(xué)是流體力學(xué)的一個(gè)分支，因此，油氣層滲流力學(xué)是流體力學(xué)的一個(gè)分支，因此，它的研究方法也主要是數(shù)學(xué)力學(xué)方法。但由于流動(dòng)環(huán)它的研究方法也主要是數(shù)學(xué)力學(xué)方法。但由于流動(dòng)環(huán)境的特殊性，使得研究方法也具有一些特點(diǎn)，概括地境的特殊性，使得研究方法也具有一些特點(diǎn)，概括地說分三步：說分三步：1.1.建立地質(zhì)模型建立地質(zhì)模型 地質(zhì)模型描述了流體滲流的地質(zhì)條件，如地層地質(zhì)模型

8、描述了流體滲流的地質(zhì)條件，如地層的幾何形態(tài)、孔隙結(jié)構(gòu)、油層物理參數(shù)等。的幾何形態(tài)、孔隙結(jié)構(gòu)、油層物理參數(shù)等。2.2.建立力學(xué)模型建立力學(xué)模型 力學(xué)模型描述了滲流過程中所發(fā)生的力學(xué)規(guī)律力學(xué)模型描述了滲流過程中所發(fā)生的力學(xué)規(guī)律和物理化學(xué)規(guī)律。和物理化學(xué)規(guī)律。油氣層滲流力學(xué)的研究方法3.3.建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型 滲流的數(shù)學(xué)模型是地質(zhì)模型、力學(xué)模型的有機(jī)滲流的數(shù)學(xué)模型是地質(zhì)模型、力學(xué)模型的有機(jī)結(jié)合，是滲流規(guī)律的高度概括。求解數(shù)學(xué)模型就能得結(jié)合，是滲流規(guī)律的高度概括。求解數(shù)學(xué)模型就能得到流體滲流規(guī)律的具體形式，以及可直接用于生產(chǎn)的到流體滲流規(guī)律的具體形式，以及可直接用于生產(chǎn)的明確形式。明確形式。 學(xué)習(xí)本門課程的目的意義重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一重要工具（認(rèn)識(shí)油氣層、改造油氣層）重要工具（認(rèn)識(shí)油氣層、改造油氣層）理論基礎(chǔ)（油氣田開發(fā)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分析、油理論基礎(chǔ)（油氣田開發(fā)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分析、油氣井開采、增產(chǎn)工藝、反求地層參數(shù)、提高采氣井開采、增產(chǎn)工藝、反求地層參數(shù)、提高采收率等）收率等）學(xué)習(xí)本門課程的基本要求基本要求基本要求 上課認(rèn)真聽講上課認(rèn)真聽講, ,認(rèn)真做好筆記認(rèn)真做好筆記 獨(dú)立完成作業(yè)獨(dú)立完成作業(yè), ,按時(shí)交作業(yè)按時(shí)交作業(yè)