渗流的基本原理和规律
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发展：深度—宏观微观相结合 广度—物理化学渗流、多重介质渗流、 非牛顿流体渗流、非等温渗流
渗流的基本原理和规律
四、渗流力学课的特点
• 渗流力学是研究油、气、水在油层中的运动形态和运动规律的 科学。
• 由于油层深埋在地下几千米处，看不见，摸不着，形式多样， 结构复杂，故渗流力学的研究以实验为基础，数学为手段。
渗流的基本原理和规律
一、力学分析
• 油、气、水在岩石中流动，必须要有力的作用
1.流体的重力和重力势能
流体由地球吸引受重力，和其相对位置联系起来，则表现
为重力势能，用压力表示：
Pz—表示重力势能的压力，Pa；
Pz gz
ρ—流体密度，g/cm3； z—相对位置高差，m；
g—重力加速度，m/s2。
渗流的基本原理和规律
• 油气层的概念 • 油藏类型 • 多孔介质
渗流的基本原理和规律
一、油气层的概念
• 油气层是油气储集的场所和流动空间，在其中油气水构成 一个统一的水动力学系统，包括含油区、含水区、含气区 及它们的过渡带。
• 在一个地质构造中流体是相互制约、相互作用的，每一局 部地区的变化都会影响到整体。
渗流的基本原理和规律
三、驱动类型
驱动类型不同油藏的开采特征就不同，故鉴别油藏 的驱动类型对油气田开发有重要意义。几个重要的开发指 标：
地层压力：油藏地层孔隙中流体的压力，也称油藏 压力，记为Pe；
井底压力：油井正常生产时在生产井底测得的压力， 也称流压，记为Pwf；
渗流的基本原理和规律
五、本课层物理
渗流力学
油藏工程 采油工程 数值模拟 试井分析 提高采收率原理 油藏保护
渗流的基本原理和规律
六、主要参考书
1、《油气层渗流力学》葛家理，石油工业出版社，1982年 2、《渗流力学基础》刘尉宁，石油工业出版社，1985年 3、《现代油藏渗流力学原理》葛家理，石油工业出版社，2001年 4、《油气地下渗流力学》郎兆新，石油大学出版社，2001年
Pe Pw
渗流的基本原理和规律
Re
Rw
4．折算压力Pr
• 油藏中HM点单z位质P量g液体2v所g2 具有的zPρv——能——MM油M量点点点层用标液的条水高体实件头的测下流高压液速力体度值密表度示：
并用压力 • 液体在油层中渗流时，在孔隙形中式的表流示动速度很小，v2可忽
略
P rgHPgz
渗流的基本原理和规律
油藏投入开发以后，可根据压力梯度曲线上推算其原始 地层压力。
渗流的基本原理和规律
P＝a十bH
2．供给压力Pe • 油藏中存在液源供给区时，在供给边缘上的压力。在人工
注水条件下，水井井底压力即为供给压力。
3．井底压力Pw / Pwf
Qo
• 油井正常生产时，在生产井井底所测得的压力称为井底压
力，也称为流动压力，简称流压。
二、渗流的分类
1）地下渗流：存在于地层中，如油气水在地层中的流动； 2）工程渗流：化工、冶金、环保中的渗流问题； 3）生物渗流：动物和植物中的渗流问题。
渗流的基本原理和规律
三、渗流力学的发展（地下渗流）
1、古典渗流力学： 1920年以前 动因：开发利用地下水； 代表：法国水利工程师达西（Darcy）； 定律：达西定律（Darcy’s Law，1856）。
渗流的基本原理和规律
三、多孔介质
多孔介质是渗流的基本条件之一，多孔介质具有以下特点：
1、孔隙性
储层岩石具有孔隙性，并被流体所充满，孔隙性大小用孔隙
度表示：
a
Vt V
Φa—绝对孔隙度；Φ—有效孔隙度；
V0 V
V—岩石视体积；Vt—岩石总孔隙体积； V0—岩石有效孔隙体积。
渗流的基本原理和规律
2、渗透性
• Pr称为折算压力，即油藏中某点折算到某一基准面时的压 力，它表示油层中各点流体所具有的总能量。油藏在未开
发
前
，
处
于
静
止
状
态
，
各
点
总
能
量
相
等
P
。
设
MP1l
，
MP22
，
P 1 M3g …z 1 为 油P 2 藏 中不g z 同2 的 点P 3 ， 这时g z 有3 z z1 z2
• 只有在各点标高相等时，即zl=z2=z3=…时，这些点的实 测压力才相等。 渗流的基本原理和规律
• 重力有时是动力，有时是阻力
渗流的基本原理和规律
2．流体的质量和惯性力
• 流体由于具有质量，因此也具有惯性； • 当流体运动时，惯性使其总要维持原状，因而惯性力在渗
流过程中多表现为阻力。
• 由于渗流时渗流速度通常很小，常忽略惯性力。
渗流的基本原理和规律
3．流体的粘度及粘滞力
• 流体:任何切应力存在都能引起连续变形的物质
【例】某井油层中部海拔-940m，油水界面海拔-1200m， 地层原油密度0.85g /cm3 ，实测油层中部压力为 9.9MPa(表压)，求折算到原始油水界面的折算压力。
解：标高z=1200-940=260m 油的密度ρ3=850kg/m3 Pr＝9.9×106+850×9.8×260＝12.11×106Pa＝
油气层渗流力学石油工程学院油藏工程系主主要内容第一章渗流的基本概念和基本规律8学时第二章油气渗流的数学模型8学时第三章单相液体稳定渗流理论20学时第四章弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论10学时第六章两相渗流理论10学时第七章其它渗流理论4学时绪绪论论?几个概念?渗流的分类?渗流力学的发展?特点及要求?在油气田开发专业体系中的位置?参考书?课程成绩组成一几个基本概念1多孔介质porousmedium
渗流的基本原理和规律
绪论
• 几个概念 • 渗流的分类 • 渗流力学的发展 • 特点及要求 • 在油气田开发专业体系中的位置 • 参考书 • 课程成绩组成
渗流的基本原理和规律
一、几个基本概念
1、多孔介质（porous medium）：含有大量任意分布、彼此连通且形状 各异、大小不一的孔隙的固体介质。 2、渗流（permeability）：流体通过多孔介质的流动，也叫渗滤。 3、渗流力学：研究流体在多孔介质中的运动形态和规律的科学。
渗流的基本原理和规律
• 粘度单位通常用mPa·s表示： 1Pa·s＝103mPa·s
• 粘度单位以g／(cm·S)表示时称为“泊”： 1泊＝100厘泊（cP）
• cP与mPa·s的换算关系为： 1mPa·s＝lcP
• 在渗流中，粘滞力为阻力，且动力消耗主要用于渗流时克 服流体粘滞阻力。
渗流的基本原理和规律
七、课程成绩组成
1、平时成绩30% 3、最后考试70%。
渗流的基本原理和规律
第一章 渗流的基本概念和基本规律
• 油气储集层 • 渗流过程中的力学分析及驱动类型 • 渗流的基本规律和渗流方式 • 非线性渗流规律 • 在低速下的渗流规律 • 两相渗流规律
渗流的基本原理和规律
第一节 油气储集层（reservoir）
会产生压力跃变 ，这个压力的跳跃就称为毛管压力，它的大小取决
•
于 毛管分力界与面流的Pc体弯性曲质率和(曲1r曲度率)。之r1'间的关系rσP、，c——r用'液毛—拉液管分普界力界拉面面斯的曲表方率面主程张半来力径表。；示：
•毛管力既可表现为渗流动力，也可表现为渗流阻力。在驱替压力 不大时，若油藏岩石亲水，则水驱油时毛管力为动力；若油藏岩 石亲油，则水驱油时毛管力为阻力。
12.11MPa
渗流的基本原理和规律
三、驱动类型
当油井投入生产后，石油就会从油层中流到井底， 天然条件下油藏内部潜在的能量来源:
①边底水压能； ②溶解气析出并发生膨胀产生弹性能； ③气顶中压缩气体的弹性能； ④流体和岩石的弹性能； ⑤原油本身的重力势能。
驱动类型（方式）是指油藏开采过程中主要依靠哪 种能量来驱油。 渗流的基本原理和规律
• 在分析研究实际渗流现象的基础上，建立数学模型，并用解析 法或数值法求解，分析其规律和实际解的意义。
• 因此渗流课概念多、公式多，要求在学习时深刻理解基本概念， 掌握基本公式，熟练应用基本方法，在此基础上培养解决实际 渗流问题的能力。学习时须善于思考，善于总结、分析、对比。 独立完成作业，巩固所学知识。
3、大的比面
多孔介质比面很大，使得流体流动时粘滞阻力很大。
渗流的基本原理和规律
多孔介质的分类：
1）单纯介质：由孔隙或纯裂缝组成，渗流形式简单。
2）双重介质：由孔隙和裂缝或孔隙和溶洞构成。
理想双重介质
3）三重介质：由孔隙、裂缝和溶洞构成。
渗流的基本原理和规律
第二节 渗流中的力学分析及驱动类型 • 力学分析 • 与油藏有关的压力概念 • 驱动类型
渗流的基本原理和规律
ΔVf——孔隙体积的变化量；
• 岩石C的f 压缩VVf 性f 常1P用压缩系数表VCff示— —— —：岩 岩石 石的 的外 压表 缩体系积数；，单位为
（1/10-1MPa），它表示油层压力每 降低10-1M Pa时，单位体积岩石中孔 隙体积的缩小值。
VL—液体的绝对体积；
• 液C体L 的 压缩VVL系L 数1P
渗流的基本原理和规律
二、与油气储集层有关的几个压力概念
外力所做的功将引起地层内液体能量的变化，这种变 化将通过压力的变化来考虑。本质上压力是表征油藏能量 的一个物理量。
1、原始地层压力P0 2、供给压力Pe 3、井底压力Pw 4、折算压力Pr
油藏开发前各点的总能量相等
渗流的基本原理和规律
1．原始地层压力P0 油藏开发前流体所受的压力。实测的原始地层压力一般 是在油田所钻的第一批探井中测得。
二、油藏类型 （一）层状油藏
• 厚度较小，分布面积大、多油层、多旋回 • 水动力特点：流动只在平面进行，忽略垂向上流体的运动
和物质交换。
渗流的基本原理和规律
（一）层状油藏
• 按边界类型可分为： – 定压边界油藏：层体延伸到地表，有边水供给区，在 边界上保持一个恒定的压头。 – 封闭边界油藏：边界为断层或尖灭 没有边水供给
定压边界油藏
封闭式油藏
1-供给边缘;2-含油边缘；3-含气边缘
1-封闭边缘;2-含油边缘;3-含气边缘
渗流的基本原理和规律
特点：边界压力保持不变。 特点：无流体通过边界
（二）块状油藏 • 主要为灰岩和白云岩类储集层 • 特点：面积小、厚度大、三维流动。 • 纵向分区：纯油区(有滞留水)、过渡区及纯水区
ΔVL—压力改变ΔP时，流体体积相应的 变化量；
CL—液体的弹性压缩系数，表示压力改 变10-1MPa时，单位液体体积的改变量， 单位为(1/10-1MPa)。式中负号表示液体 体积变化方向与压力变化方向相反。
渗流的基本原理和规律
5．毛管力
• 油气层由无数个微小的毛细管连接组成，在毛细管内两相液体界面间
• 粘滞性:流体阻止任何变形的性质，表现为流体运动时受
到粘滞阻力，克服粘滞阻力是渗流时主要的能量消耗，其
大小用牛顿内摩擦定律表A—示两：流层的接触面积，m2；
F A dv
dy
dv/dy— 沿 流 层 法 线 方 向 的 流 速 梯 度 ， m/(s·m)；
F—内摩擦力（粘滞力），N；
μ—粘滞系数（又称绝对粘度），Pa·s。
2、近代渗流力学： 1920-50年代 动因：开发油气； 主要理论：单相、两相、三相渗流；一维、二维、三维渗流； 求解方法：常规解析法。
渗流的基本原理和规律
3、现代渗流力学 ： 60年代至今
动因：计算机的广泛应用； 求解方法：在求解椭圆形方程、抛物形方程、拟线性方程中 广泛应用了积分变换、自模解、特征线等理论。 数学模型：组分模型；考虑传质、传热、扩散等特殊方程的 物理化学渗流和非牛顿流体渗流；热采模型；三次采油中的 聚合物模型；三元复合驱(活性剂、碱、聚合物)；微生物采 油的生物渗流。
渗流的基本原理和规律
油气层渗流力学
渗流的基本原理和规律
主要内容
第一章 渗流的基本概念和基本规律（8学时） 第二章 油气渗流的数学模型（8学时） 第三章 单相液体稳定渗流理论（20学时） 第四章 弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论（10学时） 第六章 两相渗流理论（10学时） 第七章 其它渗流理论（4学时）
多孔介质让流体通过的性质，叫渗透性。渗透性的大小用渗透 率表示。
1）绝对渗透率K：岩石孔隙中液体为一相时，岩石允许流体 通过的能力。绝对渗透率只与岩石本身性质有关。
2）有效渗透率Ko、Kw、Kg：岩石中同时有两种或以上的流 体流动，则岩石对其中一相的通过能力。是饱和度的函数。
3）相对渗透率Krw、Kro：多相同时流动时，相渗透率与绝 对渗透率的比值。
4．岩石及流体的压缩性和弹性力 • 物体在外力作用下要发生弹性变形，当外力去掉后，它又
能恢复原来的形状和体积，这种性质叫压缩性，所具有能 •在油气开采前，油层内岩石和流体处于均衡受压状态，投 力的大小叫弹性能，它是石油开采的一种重要能量。 产后，油气层压力下降，流体承受的上覆岩柱压力部分转 嫁给油层岩石骨架，迫使岩石颗粒变形，排列更紧密，导 致岩层孔隙体积减少，将压缩孔隙中的流体使之产生弹性 力，驱使流体向压力较低的方向运动；同时压力降低流体 体积膨胀，产生弹性力，推动流体流入井底。
渗流的基本原理和规律
四、渗流力学课的特点
• 渗流力学是研究油、气、水在油层中的运动形态和运动规律的 科学。
• 由于油层深埋在地下几千米处，看不见，摸不着，形式多样， 结构复杂，故渗流力学的研究以实验为基础，数学为手段。
渗流的基本原理和规律
一、力学分析
• 油、气、水在岩石中流动，必须要有力的作用
1.流体的重力和重力势能
流体由地球吸引受重力，和其相对位置联系起来，则表现
为重力势能，用压力表示：
Pz—表示重力势能的压力，Pa；
Pz gz
ρ—流体密度，g/cm3； z—相对位置高差，m；
g—重力加速度，m/s2。
渗流的基本原理和规律
• 油气层的概念 • 油藏类型 • 多孔介质
渗流的基本原理和规律
一、油气层的概念
• 油气层是油气储集的场所和流动空间，在其中油气水构成 一个统一的水动力学系统，包括含油区、含水区、含气区 及它们的过渡带。
• 在一个地质构造中流体是相互制约、相互作用的，每一局 部地区的变化都会影响到整体。
渗流的基本原理和规律
三、驱动类型
驱动类型不同油藏的开采特征就不同，故鉴别油藏 的驱动类型对油气田开发有重要意义。几个重要的开发指 标：
地层压力：油藏地层孔隙中流体的压力，也称油藏 压力，记为Pe；
井底压力：油井正常生产时在生产井底测得的压力， 也称流压，记为Pwf；
渗流的基本原理和规律
五、本课层物理
渗流力学
油藏工程 采油工程 数值模拟 试井分析 提高采收率原理 油藏保护
渗流的基本原理和规律
六、主要参考书
1、《油气层渗流力学》葛家理，石油工业出版社，1982年 2、《渗流力学基础》刘尉宁，石油工业出版社，1985年 3、《现代油藏渗流力学原理》葛家理，石油工业出版社，2001年 4、《油气地下渗流力学》郎兆新，石油大学出版社，2001年
Pe Pw
渗流的基本原理和规律
Re
Rw
4．折算压力Pr
• 油藏中HM点单z位质P量g液体2v所g2 具有的zPρv——能——MM油M量点点点层用标液的条水高体实件头的测下流高压液速力体度值密表度示：
并用压力 • 液体在油层中渗流时，在孔隙形中式的表流示动速度很小，v2可忽
略
P rgHPgz
渗流的基本原理和规律
油藏投入开发以后，可根据压力梯度曲线上推算其原始 地层压力。
渗流的基本原理和规律
P＝a十bH
2．供给压力Pe • 油藏中存在液源供给区时，在供给边缘上的压力。在人工
注水条件下，水井井底压力即为供给压力。
3．井底压力Pw / Pwf
Qo
• 油井正常生产时，在生产井井底所测得的压力称为井底压
力，也称为流动压力，简称流压。
二、渗流的分类
1）地下渗流：存在于地层中，如油气水在地层中的流动； 2）工程渗流：化工、冶金、环保中的渗流问题； 3）生物渗流：动物和植物中的渗流问题。
渗流的基本原理和规律
三、渗流力学的发展（地下渗流）
1、古典渗流力学： 1920年以前 动因：开发利用地下水； 代表：法国水利工程师达西（Darcy）； 定律：达西定律（Darcy’s Law，1856）。
渗流的基本原理和规律
三、多孔介质
多孔介质是渗流的基本条件之一，多孔介质具有以下特点：
1、孔隙性
储层岩石具有孔隙性，并被流体所充满，孔隙性大小用孔隙
度表示：
a
Vt V
Φa—绝对孔隙度；Φ—有效孔隙度；
V0 V
V—岩石视体积；Vt—岩石总孔隙体积； V0—岩石有效孔隙体积。
渗流的基本原理和规律
2、渗透性
• Pr称为折算压力，即油藏中某点折算到某一基准面时的压 力，它表示油层中各点流体所具有的总能量。油藏在未开
发
前
，
处
于
静
止
状
态
，
各
点
总
能
量
相
等
P
。
设
MP1l
，
MP22
，
P 1 M3g …z 1 为 油P 2 藏 中不g z 同2 的 点P 3 ， 这时g z 有3 z z1 z2
• 只有在各点标高相等时，即zl=z2=z3=…时，这些点的实 测压力才相等。 渗流的基本原理和规律
• 重力有时是动力，有时是阻力
渗流的基本原理和规律
2．流体的质量和惯性力
• 流体由于具有质量，因此也具有惯性； • 当流体运动时，惯性使其总要维持原状，因而惯性力在渗
流过程中多表现为阻力。
• 由于渗流时渗流速度通常很小，常忽略惯性力。
渗流的基本原理和规律
3．流体的粘度及粘滞力
• 流体:任何切应力存在都能引起连续变形的物质
【例】某井油层中部海拔-940m，油水界面海拔-1200m， 地层原油密度0.85g /cm3 ，实测油层中部压力为 9.9MPa(表压)，求折算到原始油水界面的折算压力。
解：标高z=1200-940=260m 油的密度ρ3=850kg/m3 Pr＝9.9×106+850×9.8×260＝12.11×106Pa＝
油气层渗流力学石油工程学院油藏工程系主主要内容第一章渗流的基本概念和基本规律8学时第二章油气渗流的数学模型8学时第三章单相液体稳定渗流理论20学时第四章弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论10学时第六章两相渗流理论10学时第七章其它渗流理论4学时绪绪论论?几个概念?渗流的分类?渗流力学的发展?特点及要求?在油气田开发专业体系中的位置?参考书?课程成绩组成一几个基本概念1多孔介质porousmedium
渗流的基本原理和规律
绪论
• 几个概念 • 渗流的分类 • 渗流力学的发展 • 特点及要求 • 在油气田开发专业体系中的位置 • 参考书 • 课程成绩组成
渗流的基本原理和规律
一、几个基本概念
1、多孔介质（porous medium）：含有大量任意分布、彼此连通且形状 各异、大小不一的孔隙的固体介质。 2、渗流（permeability）：流体通过多孔介质的流动，也叫渗滤。 3、渗流力学：研究流体在多孔介质中的运动形态和规律的科学。
渗流的基本原理和规律
• 粘度单位通常用mPa·s表示： 1Pa·s＝103mPa·s
• 粘度单位以g／(cm·S)表示时称为“泊”： 1泊＝100厘泊（cP）
• cP与mPa·s的换算关系为： 1mPa·s＝lcP
• 在渗流中，粘滞力为阻力，且动力消耗主要用于渗流时克 服流体粘滞阻力。
渗流的基本原理和规律
七、课程成绩组成
1、平时成绩30% 3、最后考试70%。
渗流的基本原理和规律
第一章 渗流的基本概念和基本规律
• 油气储集层 • 渗流过程中的力学分析及驱动类型 • 渗流的基本规律和渗流方式 • 非线性渗流规律 • 在低速下的渗流规律 • 两相渗流规律
渗流的基本原理和规律
第一节 油气储集层（reservoir）
会产生压力跃变 ，这个压力的跳跃就称为毛管压力，它的大小取决
•
于 毛管分力界与面流的Pc体弯性曲质率和(曲1r曲度率)。之r1'间的关系rσP、，c——r用'液毛—拉液管分普界力界拉面面斯的曲表方率面主程张半来力径表。；示：
•毛管力既可表现为渗流动力，也可表现为渗流阻力。在驱替压力 不大时，若油藏岩石亲水，则水驱油时毛管力为动力；若油藏岩 石亲油，则水驱油时毛管力为阻力。
12.11MPa
渗流的基本原理和规律
三、驱动类型
当油井投入生产后，石油就会从油层中流到井底， 天然条件下油藏内部潜在的能量来源:
①边底水压能； ②溶解气析出并发生膨胀产生弹性能； ③气顶中压缩气体的弹性能； ④流体和岩石的弹性能； ⑤原油本身的重力势能。
驱动类型（方式）是指油藏开采过程中主要依靠哪 种能量来驱油。 渗流的基本原理和规律
• 在分析研究实际渗流现象的基础上，建立数学模型，并用解析 法或数值法求解，分析其规律和实际解的意义。
• 因此渗流课概念多、公式多，要求在学习时深刻理解基本概念， 掌握基本公式，熟练应用基本方法，在此基础上培养解决实际 渗流问题的能力。学习时须善于思考，善于总结、分析、对比。 独立完成作业，巩固所学知识。
3、大的比面
多孔介质比面很大，使得流体流动时粘滞阻力很大。
渗流的基本原理和规律
多孔介质的分类：
1）单纯介质：由孔隙或纯裂缝组成，渗流形式简单。
2）双重介质：由孔隙和裂缝或孔隙和溶洞构成。
理想双重介质
3）三重介质：由孔隙、裂缝和溶洞构成。
渗流的基本原理和规律
第二节 渗流中的力学分析及驱动类型 • 力学分析 • 与油藏有关的压力概念 • 驱动类型
渗流的基本原理和规律
ΔVf——孔隙体积的变化量；
• 岩石C的f 压缩VVf 性f 常1P用压缩系数表VCff示— —— —：岩 岩石 石的 的外 压表 缩体系积数；，单位为
（1/10-1MPa），它表示油层压力每 降低10-1M Pa时，单位体积岩石中孔 隙体积的缩小值。
VL—液体的绝对体积；
• 液C体L 的 压缩VVL系L 数1P
渗流的基本原理和规律
二、与油气储集层有关的几个压力概念
外力所做的功将引起地层内液体能量的变化，这种变 化将通过压力的变化来考虑。本质上压力是表征油藏能量 的一个物理量。
1、原始地层压力P0 2、供给压力Pe 3、井底压力Pw 4、折算压力Pr
油藏开发前各点的总能量相等
渗流的基本原理和规律
1．原始地层压力P0 油藏开发前流体所受的压力。实测的原始地层压力一般 是在油田所钻的第一批探井中测得。
二、油藏类型 （一）层状油藏
• 厚度较小，分布面积大、多油层、多旋回 • 水动力特点：流动只在平面进行，忽略垂向上流体的运动
和物质交换。
渗流的基本原理和规律
（一）层状油藏
• 按边界类型可分为： – 定压边界油藏：层体延伸到地表，有边水供给区，在 边界上保持一个恒定的压头。 – 封闭边界油藏：边界为断层或尖灭 没有边水供给
定压边界油藏
封闭式油藏
1-供给边缘;2-含油边缘；3-含气边缘
1-封闭边缘;2-含油边缘;3-含气边缘
渗流的基本原理和规律
特点：边界压力保持不变。 特点：无流体通过边界
（二）块状油藏 • 主要为灰岩和白云岩类储集层 • 特点：面积小、厚度大、三维流动。 • 纵向分区：纯油区(有滞留水)、过渡区及纯水区
ΔVL—压力改变ΔP时，流体体积相应的 变化量；
CL—液体的弹性压缩系数，表示压力改 变10-1MPa时，单位液体体积的改变量， 单位为(1/10-1MPa)。式中负号表示液体 体积变化方向与压力变化方向相反。
渗流的基本原理和规律
5．毛管力
• 油气层由无数个微小的毛细管连接组成，在毛细管内两相液体界面间
• 粘滞性:流体阻止任何变形的性质，表现为流体运动时受
到粘滞阻力，克服粘滞阻力是渗流时主要的能量消耗，其
大小用牛顿内摩擦定律表A—示两：流层的接触面积，m2；
F A dv
dy
dv/dy— 沿 流 层 法 线 方 向 的 流 速 梯 度 ， m/(s·m)；
F—内摩擦力（粘滞力），N；
μ—粘滞系数（又称绝对粘度），Pa·s。
2、近代渗流力学： 1920-50年代 动因：开发油气； 主要理论：单相、两相、三相渗流；一维、二维、三维渗流； 求解方法：常规解析法。
渗流的基本原理和规律
3、现代渗流力学 ： 60年代至今
动因：计算机的广泛应用； 求解方法：在求解椭圆形方程、抛物形方程、拟线性方程中 广泛应用了积分变换、自模解、特征线等理论。 数学模型：组分模型；考虑传质、传热、扩散等特殊方程的 物理化学渗流和非牛顿流体渗流；热采模型；三次采油中的 聚合物模型；三元复合驱(活性剂、碱、聚合物)；微生物采 油的生物渗流。
渗流的基本原理和规律
油气层渗流力学
渗流的基本原理和规律
主要内容
第一章 渗流的基本概念和基本规律（8学时） 第二章 油气渗流的数学模型（8学时） 第三章 单相液体稳定渗流理论（20学时） 第四章 弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论（10学时） 第六章 两相渗流理论（10学时） 第七章 其它渗流理论（4学时）
多孔介质让流体通过的性质，叫渗透性。渗透性的大小用渗透 率表示。
1）绝对渗透率K：岩石孔隙中液体为一相时，岩石允许流体 通过的能力。绝对渗透率只与岩石本身性质有关。
2）有效渗透率Ko、Kw、Kg：岩石中同时有两种或以上的流 体流动，则岩石对其中一相的通过能力。是饱和度的函数。
3）相对渗透率Krw、Kro：多相同时流动时，相渗透率与绝 对渗透率的比值。
4．岩石及流体的压缩性和弹性力 • 物体在外力作用下要发生弹性变形，当外力去掉后，它又
能恢复原来的形状和体积，这种性质叫压缩性，所具有能 •在油气开采前，油层内岩石和流体处于均衡受压状态，投 力的大小叫弹性能，它是石油开采的一种重要能量。 产后，油气层压力下降，流体承受的上覆岩柱压力部分转 嫁给油层岩石骨架，迫使岩石颗粒变形，排列更紧密，导 致岩层孔隙体积减少，将压缩孔隙中的流体使之产生弹性 力，驱使流体向压力较低的方向运动；同时压力降低流体 体积膨胀，产生弹性力，推动流体流入井底。