《滲流力學(xué)》復(fù)習(xí)題及答案

大學(xué)〔北京〕遠(yuǎn)程教育學(xué)院滲流力學(xué) 期末復(fù)習(xí)題一、概念題〔可由文字或公式表示，本類型題目也可以以填空題的形式消滅〕1、壓力梯度曲線2、非線性滲流的二項(xiàng)式3、采油指數(shù)4、不完善井折算半徑5、勢的疊加6、平面徑向穩(wěn)定流的滲流阻力7、穩(wěn)定試井8、折算壓力9、活塞式水驅(qū)油10、滲流速度11、達(dá)西定律12、匯點(diǎn)反映13、綜合彈性壓縮系數(shù)14、導(dǎo)壓系數(shù)15、等飽和度面移動(dòng)方程二、簡答及概念題〔本類型題目有的可以以填空題的形式消滅〕16、依據(jù)儲(chǔ)集層的空間形態(tài)，油藏可以分成為哪兩種類型？17、簡述油藏開發(fā)中的幾種自然能量對應(yīng)驅(qū)油方式。18、簡述油藏流體滲流時(shí)流體質(zhì)點(diǎn)真實(shí)平均速度的概念，及其與滲流速度的關(guān)系。19、簡述多口生產(chǎn)井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)存在死油區(qū)的緣由，并給出2種以上動(dòng)用死油區(qū)的方法。20、寫出不穩(wěn)定試井的概念。21、寫出單相不行壓縮流體單向滲流時(shí)的產(chǎn)量表達(dá)式。22、依據(jù)鏡像原理，作出圖中兩條斷層相夾油井的“鏡像”：120°等等類型，復(fù)習(xí)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)要留意。23、什么是壓力的疊加原理？〔可由公式或文字表達(dá)〕24、簡述油水兩相滲流區(qū)形成的緣由是什么，其中哪一個(gè)更重要？25、作出單相液體封閉邊界，油井定產(chǎn)時(shí)地層的壓力波傳播示意圖，并說明壓力傳播的階段及其特點(diǎn)?！泊祟}還需要留意和它相像的另外三種狀況：封邊外邊界、油井定壓；定壓外邊界、油井定產(chǎn)；定壓外邊界、油井定壓〕26、什么是匯源反映法？匯點(diǎn)反映？三、在由一條斷層和一條直線供給邊界構(gòu)成的水pea，斷bK，原油粘層度μ，孔隙度φ，油層厚度h，油井半徑Rw，在穩(wěn)定滲流的狀況下，試寫出該井井底流壓的表達(dá)式〔此題15分〕 Pe考慮：假設(shè)是不穩(wěn)定滲流時(shí)井底流壓的表達(dá)式又是什么

bPw,RwbPw,Rw○aPe四、推導(dǎo)考慮重力與毛管力作用下的含水率公式?！泊祟}共10分〕K 1 Po1owf w

( V xtgSin) K1wKo0 w另外請考慮其它三種狀況〔〕毛管力和重力都不考慮〔〕不考慮重力，只考慮毛管力、〔3〕考慮重力，不考慮毛管力。at五、地層被直線供給邊界〔邊界壓力為pe〕分割成為半無限大地p生產(chǎn)〔如右圖地層厚度為h，滲透率為K，孔隙度為φ，流體粘度為μ，生產(chǎn)井井底半徑為rw，綜合彈性壓縮系數(shù)為C，請建立此狀況下地層不穩(wěn)定滲流at〔或者穩(wěn)定滲流時(shí)的數(shù)學(xué)模型(備注：這一類型的題目一般要留意告知的是什么條件，穩(wěn)定滲流或者不穩(wěn)定滲流，生產(chǎn)井定壓還是定產(chǎn))dA2dB(1dA2dB(1〕壓力為pe，A井產(chǎn)量Q

1

，A井距斷層為d，B井2距斷層2d〔見圖，地層厚h，原油粘度μ，滲透K, d導(dǎo)壓系數(shù)為η，井半徑均為Rw，求A、B兩井同時(shí)生產(chǎn)T1時(shí)間后的A井及B井井底壓力〔6分〕？假設(shè)T時(shí)刻之后A1T時(shí)間后A井井底壓力變化又如何〔42分〕？〔此題10分〕〔〕假設(shè)把直線供給邊界換做斷層呢？假設(shè)此時(shí)的滲流是穩(wěn)定滲流，A井的井底壓力如何表示？八、推導(dǎo)一維水驅(qū)油等飽和度面移動(dòng)方程。f”(S ) txx w w Q(t)dt0 A 0

〔15分〕大學(xué)〔北京〕遠(yuǎn)程教育學(xué)院滲流力學(xué) 期末復(fù)習(xí)題答案一、概念題〔可由文字或公式表示〔23〕1、壓力梯度曲線答案：pi=a+bH；bpiHb>1.2屬于特別高壓油藏、壓力系數(shù)b<0.7為特別低壓油藏，b在0.7~1.2之間的是常規(guī)油藏。2、非線性滲流的二項(xiàng)式p答案：L

aQbQ2；其中Q為流體流量、Δp/L為壓力梯度、a和b為與巖石是流體性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)；

QCpn

QΔp/LL L為壓力梯度、C為滲流系數(shù)、n為滲流指數(shù)3、采油指數(shù)

G，單位生產(chǎn)壓差時(shí)油井的日產(chǎn)油量。標(biāo)志油井生產(chǎn)力氣的大小，它的p物理意義是壓差為1個(gè)單位壓力時(shí)油井的產(chǎn)量4、不完善井折算半徑答案：由于井底不完善,導(dǎo)致流線集中而引起的附加壓力降落,把實(shí)際不完善井用一個(gè)產(chǎn)量與之相當(dāng)?shù)募傧胪晟凭畞泶?，這個(gè)假想完善井的井半徑稱為實(shí)際不完善井折算半徑rw。備注：一般井的不完善性可以分為三類：翻開性質(zhì)不完善，翻開程度不完善和雙重不完善；除了用井的折算半徑表示之外，還可以用表皮系數(shù)來表示由于井的不完善性而消滅的井底附加阻力。5、勢的疊加N Nq

ilnrC，無限大地層中有Nii1

i i口井穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)，地層中任意一點(diǎn)的勢函數(shù)等于這些井單獨(dú)生產(chǎn)時(shí)在該點(diǎn)的勢函數(shù)的和。6、平面徑向穩(wěn)定流的滲流阻力 rR

ln erw7、穩(wěn)定試井答案：穩(wěn)定試井是通過人為的轉(zhuǎn)變油井工作制度，待生產(chǎn)穩(wěn)定之后，測量出各不同工作制度下油井的產(chǎn)量、生產(chǎn)壓差、產(chǎn)氣量、含沙量和含水量等資料，以便弄清油井的生產(chǎn)特征和產(chǎn)能大小，從而確定油井合理的工作制度。8、折算壓力ppZ，表示油層中各點(diǎn)流體所具有的總能量r9、活塞式水驅(qū)油答案：假設(shè)水驅(qū)油時(shí)，油水接觸面將垂直于流線均勻地向井排流淌，含水區(qū)和含油區(qū)截然分開，這稱為活塞式水驅(qū)油。10、滲流速度——vQ，即流體通過多孔介質(zhì)時(shí)，假設(shè)單位時(shí)間內(nèi)流體通過整個(gè)巖石截面對應(yīng)A的流體速度。11、達(dá)西定律——QK

p K pA 或者 Q A r L L流體通過多孔介質(zhì)時(shí)，流量和多孔介質(zhì)兩邊的壓差呈線性關(guān)系；12、匯點(diǎn)反映——答案：以斷層面為界面，一口生產(chǎn)井鏡像反映得到同樣的性質(zhì)的井，稱為匯點(diǎn)反映。留意：匯點(diǎn)反映的特點(diǎn)是映像井和原井以斷層對稱，性質(zhì)一樣且強(qiáng)度一樣。13、綜合彈性壓縮系數(shù)——CCt f

CL

，單位體積的地層巖石，在壓力下降一個(gè)單位的時(shí)候，由于巖石體積壓縮和流體體積膨脹而從巖石中排擠出來的流體總體積；14、導(dǎo)壓系數(shù)——答案：

K，表示壓力波在地層中傳播速度的快慢量，物理意義為單位時(shí)間內(nèi)壓力波ct在地層內(nèi)傳過的面積。15、等飽和度面移動(dòng)方程——f”(S)txx0

w w A

q(t)dt016、依據(jù)儲(chǔ)集層的空間形態(tài)，油藏可以分成為哪兩種類型？答案：層狀油藏和塊狀油藏17、簡述油藏開發(fā)中的幾種自然能量對應(yīng)的驅(qū)油方式。答案：水驅(qū)、氣頂氣驅(qū)、溶解氣驅(qū)、彈性驅(qū)、重力驅(qū)18、簡述油藏流體滲流時(shí)流體質(zhì)點(diǎn)真實(shí)平均速度的概念，及其與滲流速度的關(guān)系。答案：流體在砂層中只是在其中的孔隙通道內(nèi)流淌，因此流體通過砂層截面上孔隙面積的速度平均值u反映了該砂層截面上流體流淌真實(shí)速度的平均值。uv19、簡述多口生產(chǎn)井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)存在死油區(qū)的緣由，并給出2種以上動(dòng)用死油區(qū)的方法。答案：幾口生產(chǎn)井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)，由于滲流速度疊加，會(huì)消滅滲流速度為零的區(qū)域，該區(qū)域即形成死油區(qū)。處理方法包括〔1〕其中某幾口油井轉(zhuǎn)注〔〕交替變化油井產(chǎn)量；補(bǔ)充井20、寫出不穩(wěn)定試井的概念。答案：當(dāng)油井的工作制度發(fā)生轉(zhuǎn)變，在其轉(zhuǎn)變的同時(shí)測量井的井底流壓變化，從而獲得地層參數(shù)的地層測試方法稱為不穩(wěn)定試井。包括壓力恢復(fù)試井、壓力降落試井等。壓力恢復(fù)試井是指在油氣井關(guān)井停產(chǎn)后，引起油氣層壓力重分布的這個(gè)不穩(wěn)定過程中，測得井底壓力隨時(shí)間變化的資料，依據(jù)曲線外形來分析油氣層性質(zhì)求得油氣層各種資料。壓力降落試井是指生產(chǎn)井在定產(chǎn)量生產(chǎn)的條件下，測量并繪制出井底壓力隨時(shí)間的恢〔如滲透率中，測得井底壓力隨時(shí)間變化的資料，依據(jù)曲線外形來分析油氣層性質(zhì)求得油氣層各種資料。壓力降落試井是指生產(chǎn)井在定產(chǎn)量生產(chǎn)的條件下，測量并繪制出井底壓力隨時(shí)間的恢〔如滲透率、地層壓力和井的完善系數(shù)。21、寫出單相不行壓縮流體單向滲流時(shí)的產(chǎn)量表達(dá)式。Q

KBhppe w L〔備注：這個(gè)地方應(yīng)當(dāng)聯(lián)想一下平面徑向滲流的產(chǎn)量表達(dá)式，即裘比公式〕22、依據(jù)鏡像原理，作出圖中兩條斷層相夾油井的“鏡像”。答案：假設(shè)是平行斷層，則平行斷層中一口生產(chǎn)井映射之后消滅一個(gè)直線無限井排，示意圖如下：如下：23、什么是壓力的疊加原理？〔可由公式或文字表達(dá)〕px,yni1

pxy。i24、簡述油水兩相滲流區(qū)形成的緣由是什么，其中哪一個(gè)更重要？答案：粘度差〔粘滯力〕、重度差和毛管力。其中粘度差更重要。25、作出單相液體封閉邊界，油井定產(chǎn)時(shí)地層的壓力波傳播示意圖，并說明壓力傳播的階段及其特點(diǎn)。答案：該壓力波傳播應(yīng)分為二個(gè)階段〔本應(yīng)為三個(gè)階段，但其中的過渡流階段可以無視〕，這二個(gè)階段分別是：第一個(gè)階段，壓力沒有傳到邊界之前，壓力在地層內(nèi)的傳導(dǎo)類似于無限大地層壓力傳導(dǎo)過程；其次個(gè)階段是壓力傳到邊界，且經(jīng)過一段時(shí)間之后，地層中每一個(gè)地方的壓力下降的速度都全都，即消滅了擬穩(wěn)定滲流階段?！矀渥ⅲ捍祟}還需要留意和它相像的另外三種狀況：封邊外邊界、油井定壓；定壓外邊界、油井定產(chǎn)；定壓外邊界、油井定壓，此處略，確定要相關(guān)內(nèi)容〕26、什么是匯源反映法？匯點(diǎn)反映？答案：在求解直線供給邊界四周存在一口生產(chǎn)井的滲流問題時(shí)，以直線供給邊界為對稱軸，在其另一側(cè)與生產(chǎn)井對稱的位置上，虛設(shè)一口等產(chǎn)量的注入井，把問題轉(zhuǎn)變成無限大地層存在等產(chǎn)量一源一匯的求解。在求解斷層邊界四周存在一口生產(chǎn)井的滲流問題時(shí)，以斷層為對稱軸，在其另一側(cè)與生產(chǎn)井對稱的位置上，虛設(shè)一口等產(chǎn)量的生產(chǎn)井，把問題轉(zhuǎn)變成無限大地層存在等產(chǎn)量兩匯的求解。三、在由一條斷層和一條直線供給邊界構(gòu)成的水pea，斷bK，原油粘層度μ，孔隙度φ，油層厚度h，油井半徑Rw，在穩(wěn)定滲流的狀況下，試寫出該井井底流壓的表達(dá)式〔此題15分〕 Pe考慮：假設(shè)是不穩(wěn)定滲流時(shí)井底流壓的表達(dá)式又是什么〔答案略〕？答案：

bPw,RwbPw,Rw○aPe依據(jù)鏡像反映原理，作出映像井及其位置：寫出任意一口井在地層中勢的分布：

ilnrCqi 2 i iqq rr四口井形成的勢進(jìn)展疊加：2

12rr

C34找特別點(diǎn)把積分常數(shù)消去，可知Ce因此可知 e

q rrln12rr34ppew因此可知井底流壓公式為：Q ew

rb w2a a2w2a a2b2 備注：請思考此題假設(shè)是不穩(wěn)定滲流的時(shí)候，是什么樣的狀況？四、推導(dǎo)考慮重力與毛管力作用下的含水率公式?！泊祟}共10分〕K 1 Poc1ocf

V(xtgSin)w

KwKo0 w另外請考慮其它三種狀況〔〕毛管力和重力都不考慮〔〕不考慮重力，只考慮毛管力、〔3〕〔這三種狀況的答案這里不寫，但同學(xué)們應(yīng)當(dāng)要會(huì)〕答：任意一個(gè)滲流界面上，含水率為：f vww v vw ov

K

gsin，v KwP

gsin o w o x o

w x w w P Po由運(yùn)動(dòng)方程可得：ov oK o o

gSin，wvo K w

wx

gSin〔3分〕兩式相減得： wv

ov

P(

gSinK w K w o

x P

w oP P又由P=P-P，其中：P

為毛管力，則： c o wc o w c

x x x令w

，vo

v vw

，則：v w

Pc o o v vcgsinw Kw

K K w o xo ov v

P 1同除以

整理得：

w

o(

gsin )t v v K K Kw o w o

x vtwvfwv wv

1 PKvo ( Kv o t x

gsin)w o w oK Kw oocK 1 PocKK

1

V(xtgSin)w 1 wo Kwo0 wat五、地層被直線供給邊界〔邊界壓力為pe〕分割成為半無限大地p生產(chǎn)〔如右圖地層厚度為h，滲透率為K，孔隙度為φ，流體粘度為μ，生產(chǎn)井井底半徑為rw，綜合彈性壓縮系數(shù)為C，請建立此狀況下地層不穩(wěn)定滲流at〔或者穩(wěn)定滲流時(shí)的數(shù)學(xué)模型(具體每題的問法可能不一樣，因此做題時(shí)需要認(rèn)真讀題)答：穩(wěn)定滲流的數(shù)學(xué)模型-QQ-QQOx②坐標(biāo)原點(diǎn)選擇在供給邊界上，則2p2p0x2 y2〔定壓〕px,y

xa2y2r2w

p ，wpx,y

px0 eprprpx,yx0

rrwpe

Qxa2xa2y2不穩(wěn)定滲流的數(shù)學(xué)模型坐標(biāo)原點(diǎn)選擇在供給邊界上，則：2p2p

1px2 y2

t〔定壓〕px,y

xa2y2r2w

p ，w假設(shè)〔定產(chǎn)〕r

prrprw

Qxa2xa2y2外邊界條件：①px,y p：②px,y px0 e r e初始條件：px,y,t pt0 e穩(wěn)定滲流的產(chǎn)量與壓力分布表達(dá)式：①首先將該半無限大地層一口生產(chǎn)井的問題，通過鏡像反映轉(zhuǎn)換為無限大地層兩口井的問題，由于是直線供給邊界，因此轉(zhuǎn)換后變?yōu)闊o限大地層一源一匯的問題，然后再通過疊加原理推導(dǎo)的得到穩(wěn)定滲流的產(chǎn)量表達(dá)式。②產(chǎn)量公式：Q ppe

e 2awlnrwQ rln1〔其中，r1和r2分別是地層中任意一點(diǎn)到生產(chǎn)井和2Kh r2虛擬注入井的距離〕不穩(wěn)定滲流的壓力分布表達(dá)式：①首先將該半無限大地層一口生產(chǎn)井的問題，通過鏡像反映轉(zhuǎn)換為無限大地層兩口井的問題，由于是直線供給邊界，因此轉(zhuǎn)換后變?yōu)闊o限大地層一源一匯的問題，然后再通過疊加原理推導(dǎo)的得到穩(wěn)定滲流的壓力表達(dá)式。②壓力分布公式： Q

xa2y2 Q

xa2y2p

p

Ei

Ei e Kh

Kh

dAd2dB(1dAd2dB(1〕壓力為pe，A井產(chǎn)量Q

1

，A井距斷層為d，B井22d〔見圖h，原油粘度μK,導(dǎo)壓系數(shù)為η，井半徑均為Rw，求A、B兩井同時(shí)生產(chǎn)T1時(shí)間后的A井及B井井底壓力〔6分〕？假設(shè)T時(shí)刻之后A1T時(shí)間后A井井底壓力變化又如何〔42分〕？〔此題10分〕〕假設(shè)把直線供給邊界換做斷層呢？〔2〕假設(shè)此時(shí)的滲流是穩(wěn)定滲流，A井的井底壓力如何表示？〔答案略〕答：(1)映射〔2分〕T1時(shí)刻時(shí)A、B兩井的壓力Q

Q

2d21p p 1 E w 21

E 1a e i 4T1

i 4TQ 4d2 Q

10d21 1 E 1

E 1i 4T1

i 4T

〔4分〕Q

2d2 Q

r2 1p p 1 E1

2 E

w 1b e 1

i 4T

i 4TQ 10d2 Q

16d21