渗流力学 教学大纲

《渗流力学》课程教学大纲课程编号：02041002课程名称：渗流力学英文名称：Fluid Flow Through Porous Media课程类型：必修课课程性质：专业基础课总学时：56 讲课学时：48 实验学时：8学分： 4适用对象：石油工程专业、海洋油气工程、资源勘查工程先修课程：油层物理一、编写说明（一）制定大纲的依据根据《渗流力学》专业本科生培养计划要求制定本教学大纲。

（二）课程简介“渗流力学”是流体力学的一个分支，是研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。

本课程讲述的内容是“渗流力学”中的一个分支——地下渗流部分。

专门研究地下油气水及其混合物在地层中的流动规律。

（三）课程的地位和作用本课程是油气田开发与开采的理论基础，是石油工程专业和海洋油气工程专业的主干课程，同时也是资源勘查工程专业的选修课。

明确渗流理论是油气田开发，提高油田采收率等理论的基础，为学好专业课和解决有关地下油、气、水的渗流问题打好基础。

（四）课程性质、目的和任务本课程是石油工程专业和海洋油气工程专业本科学生的一门专业基础课，目的是通过各个教学环节使学生掌握油、气、水在地下流动规律，以及研究流体渗流规律的基本方法。

本课程的任务是使学生能掌握渗流力学基础概念、基本理论及解决渗流问题的基本技能。

（1）使学生掌握油、气、水渗流的基本规律及建立方程的基本方法；（2）培养学生用所学的渗流力学理论分析和解决渗流问题能力；（3）通过实验课培养学生严谨作风及动手能力。

（五）与其他课程的联系由于渗流力学是一门专业基础课，所以是其他专业课的基础，为学好其他专业课打下牢固的基础。

（六）对先修课的要求要求在学习本门课程之前，学好油层物理这门专业基础课，同时对高等数学中的求导，积分等知识能够熟练的应用。

一、大纲内容绪论渗流力学发展史，本课程研究方向。

第一章渗流的基础知识和基本定律（一）教学目的和任务使学生全面掌握渗流力学的基本概念和基本定律，使学生了解本课程的学习目的，为今后的学习打下基础。

（二）教学基本要求1．了解油气储集层的理论及实际结构，渗流过程的力学分析及油藏驱动方式，非达西渗流的两种形式；2．掌握孔隙结构的概念和油气储集层的特点，渗流的基本几何形式，渗流速度和压力的概念，掌握达西定律的应用及其范围，达西单位制，国际单位制。

（三）教学重点和难点重点：油气储集层的特点，渗流速度的概念，折算压力在计算中的应用，达西定律和单位制，达西定律的适用条件。

难点：油气储集层的特点，渗流速度和真实渗流速度的概念及关系，换算折算压力，达西定律的适用条件。

（四）教学建议与说明结合油层物理，大学物理和例题讲解。

（五）教学内容油气储集层；渗流的基本概念；渗流过程的力学分析及油藏驱动方式；线性渗流和非线性渗流。

第二章单相液体的稳定渗流（一）教学目的和任务使学生正能够建立单相液体稳定渗流基本微分方程；能根据基本微分方程推导流量与产量公式；了解井的不完善性和稳定试井的知识。

（二）教学基本要求1．了解渗流力学研究问题方法，井的不完善性的分类，稳定试井可解决的问题；2．掌握渗流力学模型要素及建立过程，平面单向流、径向流压力分布公式的推导，流量公式的推导和应用，加权法求地层平均压力，稳定试井的概念。

（三）教学重点和难点重点：微分法导出渗流数学模型，平面单向流、径向流模型压力分布和流量公式，流场图的含义，面积加权法求地层平均压力，表皮系数、采油指数、指示曲线的概念。

难点：微分法导出渗流数学模型，平面径向流压力分布特点，流量公式的推导，表皮系数的意义。

（四）教学建议与说明联系高等数学的知识与结合例题讲解。

（五）教学内容渗流数学模型的建立；单相液体稳定渗流数学模型的解；井的不完善性；稳定试井。

第三章多井干扰理论（一）教学目的和任务使学生能够运用叠加原理，镜像反映法，进行特殊边界附近的井或井排压力和产量计算；等值渗流阻力法计算井排压力和产量计算，了解复变函数在渗流力学中的应用。

（二）教学基本要求1．了解复变函数理论在渗流力学中的应用，保角变换理论在渗流力学中的应用；2．理解多井干扰的物理过程，等值渗流阻力法的原理；3．掌握势的定义，势的叠加原则的应用，用势的叠加原则推导流线、等势线方程、产量公式的方法，用镜像反映法研究边界对渗流的影响的方法，等值渗流阻力法的应用条件、计算步骤。

（三）教学重点和难点本章全部内容既是重点也是难点。

（四）教学建议与说明结合例题讲解。

（五）教学内容多井干扰现象的物理过程；势的叠加原则；镜像反映法及边界效应；等值渗流阻力法；复变函数理论在渗流力学中的应用。

第四章弱可压缩液体的不稳定渗流（一）教学目的和任务使学生理解不稳定渗流的物理过程，掌握基本微分方程的建立过程和定产条件下不同压力传播期的解，会求多井干扰时任一点的压力值，熟悉常规不稳定试井的原理和方法。

（二）教学基本要求1．了解定产条件下不稳定晚期渗流数学模型；2．熟悉不稳定渗流的物理过程，压力恢复试井法；3．掌握弱可压缩流体数学模型的推导，无界地层定产条件下微分方程的解和拟稳定期的压力分布公式、平均地层压力公式的推导，多井工作时任一点的压力公式，实测压力恢复曲线的影响因素，掌握利用探边测试，压力降落试井法，试井解释的基本概念。

（三）教学重点和难点本章全部内容既是重点也是难点。

（四）教学建议与说明课堂教学与习题讨论相结合，并联系相关的高等数学和大学物理知识讲解。

（五）教学内容弱可压缩液体不稳定渗流的物理过程；不稳定渗流的基本微分方程；无界地层定产条件下微分方程的解；有界地层定产条件下微分方程的解；多井干扰；常规不稳定试井分析方法。

第五章油水两相渗流的理论基础（一）教学目的和任务使学生理解油水两相渗流的概念和规律，能够建立油水两相渗流基本微分方程，确定前缘含水饱和度和平均含水饱和度，确定排液道见水时间，确定两相混合带的压力分布。

（二）教学基本要求了解影响水驱油非活塞性的因素；掌握等饱和度平面移动的基本微分方程建立，分流方程式的推导，饱和度分布公式的推导及曲线，确定前缘含水饱和度和平均含水饱和度的方法，确定排液道见水时间的方法，两相混合带的压力分布。

（三）教学重点和难点重点：影响水驱油非活塞性的因素，分流方程式的推导，饱和度分布公式的推导及曲线，确定前缘含水饱和度和平均含水饱和度的方法。

难点：Buchkey-Leverett方程的推导及曲线，确定前缘含水饱和度和平均含水饱和度的方法。

（四）教学建议与说明联系油层物理的有关知识与例题讲解。

（五）教学内容影响水驱油非活塞性的因素；等饱和度平面移动的基本微分方程；平面单向流等饱和度平面移动方程的应用；平面单向流两相混合带的压力；平面径向流等饱和度平面移动方程的应用。

第六章油气两相渗流（一）教学目的和任务使学生掌握油气两相渗流的基本规律；能够建立和简化基本微分方程，并用其确定油层参数。

（二）教学基本要求理解混气液体渗流的物理过程；掌握混气液体渗流的基本微分方程的推导，计算赫氏函数的方法，混气液体基本微分方程的简化，压力与饱和度关系的近似解的推导。

（三）教学重点和难点重点：混气液体渗流的基本微分方程的推导，计算赫氏函数的方法，获得压力、饱和度及生产油气比的近似方法。

难点：计算赫氏函数的方法，混气液体渗流的物理过程。

（四）教学建议与说明结合油层物理的知识进行讲解。

（五）教学内容混气液体渗流的物理过程；混气液体渗流的基本微分方程；混气液体的稳定渗流；混气液体的不稳定渗流。

第七章天然气渗流（一）教学目的和任务使学生能够建立油气基本微分方程，会利用基本微分方程的解确定油层参数。

（二）教学基本要求掌握气体微分方程的推导，气体渗流的规律，气体试井资料的处理方法。

（三）教学重点和难点本章全部内容既是重点也是难点。

（四）教学建议与说明与单相液体的知识对照讲解。

（五）教学内容天然气渗流的基本微分方程；天然气的稳定渗流；天然气的稳定试井；天然气的不稳定试井。

第八章流体在双重介质中渗流的理论基础（一）教学目的和任务使学生掌握流体在双重孔隙介质中渗流的基本知识，为今后更高层次的学习打好基础。

（二）教学基本要求掌握液体在双重孔隙介质中渗流的基本概念，双重介质中的渗流理论在不稳定试井的应用方法。

（三）教学重点和难点重点和难点均为双重孔隙介质中的渗流理论在不稳定试井中的应用方法。

（四）教学建议与说明课堂教学与习题讨论相结合。

（五）教学内容双重孔隙介质渗流基本微分方程；无界地层定产条件下微分方程的解；双重孔隙介质地层的常规不稳定试井基本原理。

第九章非牛顿液体的渗流（一）教学目的和任务使学生掌握非牛顿液体的概念及分类，为今后的学习专业课打下基础。

（二）教学基本要求理解流变性的基本概念；掌握非牛顿液体的分类；了解建立非牛顿液体在多孔介质中的渗流方程式的建立方法。

（三）教学重点和难点重点：非牛顿液体的分类；非牛顿液体在多孔介质中的渗流方程式的建立方法。

难点：非牛顿液体在多孔介质中渗流方程的建立方法。

（四）教学建议与说明课堂教学与习题讨论相结合。

（五）教学内容流变性的基本概念；非牛顿液体的分类；非牛顿流体的渗流三、实验（实践）环节及要求1. 不可压缩液体的平面单向稳定渗流2. 不可压缩液体的平面径向稳定渗流3. 单相液体不稳定渗流的压力分布及不稳定试井4. 应用微波测岩心模型含水饱和度分布每节实验课要求做好预习，写好预习报告，在实验中严格按照教师要求进行实验操作，认真读数，实验结束后将实验仪器按原样摆放整齐。

课后写好实验报告，总结实验规律。

四、习题、课程讨论及要求1. 平面稳定渗流各种渗流问题解法；2. 单相弱可压缩不稳定渗流问题求解。

五、教学方法与手段注重定性分析与定量分析的结合。

在教学过程中，本课程更侧重于定性分析，利用现代科学研究方法，借助计算机工具，使课程内容更具有精确性、可行性与可操作性。

六、各教学环节学时分配七、教学形式与考核方式（一）教学形式课堂教学（二）考核方式在考核方面，本课程拟采用“平时学习成绩 + 实验成绩 + 基本知识闭卷考核”的评分标准，以督促学生的平时学习，避免考前突击的现象。

学生的平时学习成绩占课程总成绩的20%，由出勤率、课堂表现和作业完成情况三部分构成。

实验成绩占课程总成绩的10%，由出勤率、预习报告完成情况和实验报告完成情况三部分构成。

期末考试为基本知识闭卷考核，占课程总成绩的70%。

八、推荐教材和教学参考书（一）推荐教材翟云芳主编. 渗流力学（第三版）. 北京: 石油工业出版社, 2009（二）教学参考书1．张建国, 杜殿发, 侯健, 雷光轮, 吕爱民主编. 油气层渗流力学(第二版). 北京: 石油大学出版社, 20092．葛家理.现代油藏渗流力学原理. 北京：石油工业出版社, 20033．王晓东.渗流力学基础.北京：石油工业出版社，2006九、课程组成员十、其他说明无大纲制订人：尹洪军大纲审核人：刘义坤、钟会影大纲审批人：张继红制订日期：2014年6月1日。