第二章 滲流的基本規(guī)律

第二章滲流的基本規(guī)律

第一節(jié)線性滲流規(guī)律第二節(jié)非線性滲流定律第三節(jié)特殊情況下的滲流規(guī)律第一節(jié)線性滲流規(guī)律滲流規(guī)律:描述壓力與流速的關(guān)系.

壓力和流速()是描述滲流的兩個(gè)十分重要的物理量.線性滲流:流速與壓力差(或壓力梯度)呈線性關(guān)系的滲流.一.達(dá)西定律--比例常數(shù),滲流系數(shù)

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明:流體重率巖石絕對(duì)滲透率

如有一口井:Wi可以忽略

對(duì)于水平地層,則有:要求記憶二.達(dá)西定律的討論①滲流速度與真實(shí)速度滲流流量滲流面積孔隙度②達(dá)西定律的適用條件ⅰ:流體為牛頓流體.ⅱ:滲流速度必須在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)(即流體為層流流動(dòng)).ⅲ:流體不與巖石發(fā)生任何物理化學(xué)反應(yīng).ⅳ:巖石被某一相流體飽和.③滲流阻力達(dá)西定律歐姆定律滲流阻力要求記憶④達(dá)西定律的微分形式規(guī)定沿流體流動(dòng)方向的速度為正.⑤達(dá)西定律的力學(xué)分析取一微小單元如下圖所示:ⅰ:作用△L滲流段上兩端面上的總壓力.1-1斷面:2-2斷面:

---與巖石結(jié)構(gòu)和幾何特征有關(guān)的系數(shù)ⅱ:滲流段所受的總摩擦力ⅲ:流體自身重力在流動(dòng)方向上的投影根據(jù)力的平衡關(guān)系有:該公式即為傾斜地層考慮重力影響的達(dá)西公式.若為水平地層，則有：三.滲流力學(xué)常用單位制①工程單位制(公斤.米.秒)②國際單位制(克.厘米.秒)③混合單位制(達(dá)西單位制)第二節(jié).非線性滲流定律非線性滲流:滲流速度v與壓力梯度不成線性關(guān)系的滲流.分高速和低速兩種。一.產(chǎn)生非線性滲流的原因

當(dāng)油藏中流體的流動(dòng)速度過大時(shí),流體的慣性阻力不可忽視,從而導(dǎo)致滲流速度v與壓力梯度dP/dL的直線規(guī)律被破壞.

非線性滲流一般出現(xiàn)在:

①氣井②裂縫性油田③砂巖油田射孔井等二.非線性滲流的判定方法(高速)

研究發(fā)現(xiàn):線性滲流→非線性滲流與層流→紊流比較相似,于是借用管流中區(qū)分層流和紊流的判定方法來判定線性滲流和非線性滲流.

根據(jù)雷諾數(shù)的定義：

確定的卡佳霍夫公式實(shí)驗(yàn)研究表明：滲流中的臨界雷諾數(shù)為：線性滲流非線性滲流三．非線性滲流的表達(dá)式①指數(shù)式:C→與巖石及流體性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)n→滲流指數(shù)?≤n≤11線性?~1過渡區(qū)?平方區(qū)線性區(qū)過渡區(qū)平方區(qū)ⅡⅢnⅠ②二項(xiàng)式代入Re和得微分形式將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理成曲線得一直線段?！枇ο禂?shù)③氣體指數(shù)式方程---與流體及巖石有關(guān)的系數(shù)---氣體重率第三節(jié)特殊情況下的滲流規(guī)律一.流體低速條件下的滲流規(guī)律

流體在低速時(shí)為一條不通過原點(diǎn)的直線,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因主要是:①原油中的表面活性物質(zhì)在滲流過程中會(huì)吸附在巖石表面,

導(dǎo)致巖層的滲流率降低,即流體必須克服因吸附層產(chǎn)生的附加阻力(亦為附加壓力梯度)

才能流動(dòng).②巖層中的粘土成分吸引水分子形成水化膜,即流體在流動(dòng)時(shí)必須附加一個(gè)壓力梯度來破壞水化膜,這樣才能使流體開始流動(dòng).啟動(dòng)壓力梯度

運(yùn)動(dòng)方程粘滯阻力附加阻力視滲透率二.變形介質(zhì)的滲流規(guī)律當(dāng)?shù)貙又袎?/p>