《渗流力学》综合复习资料

答：不稳定试井分析方法是油气田开发过程中研究储层静态和动态的一种方法，它是利用 油井以某一产量生产（或在生产一段时间后关井）而实测的井底压力随时间的变化资料，可用 来推算地层压力或反求地层参数。
目前应用不稳态试井可以解决以下问题： （1）确定井底附近或两井之间的地层参数，如导压参数、流动系数等； （2）推算目前地层压力； （3）判断油井完善程度及估算油井增产措施的效果； （4）发现油层中可能存在的各类边界（如断层、尖灭、油水边界等）； （5）估算泄油区内的原油储量。（P162，第七节） 6.简述封闭弹性驱油井定产量生产时压力变化规律。 答：（P141，第三节） 在这种情况下，当开井生产时，断层内各点的压降曲线变化可以分为两个阶段：压力波传播 到边界之前称为压力波传播的第一阶段，传到边界之后称为压力波传播的第二阶段。 压力传播的第一阶段：第一阶段以定产量生产时，井底附近形成压降漏斗，在此压降漏斗 范围内，岩石和液体不断释放弹性能，使原油流向井底，为使油井保持产量不变，压降漏斗的 范围不断扩大并加深，因而井底压力将不断下降。从井底开始的压力降落曲线逐渐扩大和加深， 此时油井的生产仅靠压降漏斗以内地层的弹性能量作为驱油动力，在压降漏斗边缘以外地区的 液体，因为没有压差作用而不流动。
答：等值渗流阻力法求解渗流问题的步骤： （1）绘出相应的电路图； （2）计算各井排内、外阻； （3）列出相应的电路方程，联立求解。（P129，第九节）
二、综合题 1、距离直线断层 a 处有一口生产井，其单位地层厚度的产量为 q。要求：1. 写出该平面渗流
Sw Sw max
Swf
Swc
0 x0
x
含水饱和度的分布曲线如图中实线所示，含水饱和度随着推近距离 x 的增加逐渐降低，并 且在驱替前缘位置出现“跃变”。（P217，第三节） 10.试绘制 Horner 曲线，并说明利用它来求原始地层压力的方法。
答：
pws(t)
pi
θ
0 lg t T t
在
Horner
叠加原理求出其产量。 边界对渗流场和井产量的影响可以看成是：以边界为镜面，在实际井的对称位置上，存在
着另外一个虚拟的“井像”在起作用。将实际井和虚拟井像进行势的叠加，这时形成的渗流场 和边界对井的影响形成的渗流场完全相同，因此解决边界效应对渗流场的影响可以用汇点反映 法或汇源反映法，把问题归结为求无穷地层中多源多汇的解。（P95，第六节）
饱和度 S w 。方法如下：通过束缚水饱和度对 fw-Sw 曲线做切线，并延长此切线使其与 fw=1 的
横线交于 D 点。D 点所对应的含水饱和度即为两相区中平均含水饱和度 S w 。（P220，第三节）
（2）水驱油前缘含水饱和度的确定：式
f
' w
S wf
f w S wf 是一个含有水驱油前缘含水 S wf S wc
（2）重率差的影响。一般情况下水比油重，当水和油相遇时，在重率差的作用下会形成上 油下水的油水两相共存区。但只是在油水重率差别较大且油层较厚的情况下，这种分离作用才 会较明显，而在一般情况下重率差对混合区的形成作用不大，但是油藏流体的静态分布则主要 受重力的影响。
（3）粘度差的影响。由于油和水的粘度差别一般是很大的，流动过程中在外来压差的作用 下，大孔道端面大、阻力小、水必然优先进入大孔道，同时由于水的粘度远比油的小，故使得 大孔道的阻力越来越小，在大孔道中的水窜就会越来越快，从而形成严重的指进现象。粘度差 越大，粘性指进越严重，也即非活塞性越严重。（P213，第三节） 15.简述等值渗流阻力法求解渗流问题的步骤。
律不适用。（P28，第五节） 非线性渗流的运动方程有两种表达方式： （1）指数式
v C dp n dL
式中 C—与岩石和流体性质有关的系数； n—渗流指数。
（2）二项式
dp AV Bv2 dL
式中 A，B—与岩石和流体性质有关的系数。（P29，第五节） 13、简述建立油气渗流数学模型的基本步骤？
在该点所造成的压降的代数和，也称之为压降叠加原理。（P79，第四节）
叠加原理是建立在无限大地层基础上的，但当井群距供给边界较远时也适用，并且渗流符
合线性定律。（P84，第四节） 12、简述线性达西定律的适用条件，在什么情况下会发生非线性渗流，写出对应的运动方程。
答：当渗流速度较低时，属层流区域，则粘滞阻力占主导地位，而惯性阻力很小，可以忽
曲线中，关井后的井底压力
p ws
(t) 和
ln
T
t
t
呈线性关系，外推直线段到
T
t t
1 所对应的压力即为原始地层压力 Pi 。（新版课本没有，老版课本
P111，第七节）
11．叠加原理是解决多井问题的基本原理，说明其实质及在具体应用时应注意什么条件？
答：井间干扰的实质是：多井同时工作时，地层中任意一点的压降应等于各井单独工作时
饱和度 S wf 的隐函数关系式。根据此式可以用图解法求得水驱油前缘含水饱和度值 S wf ，其方 法如下：在含水率与含水饱和度关系曲线中，通过束缚水饱和度 S wc 作 fw-Sw 关系曲线的切线， 得到切点 B。该切点所对应的含水饱和度即为水驱油前缘含水饱和度 Swf 。（P219，第三节）
9.绘图说明非活塞式水驱油时含水饱和度变化规律。 答：
会较明显，而在一般情况下重率差对混合区的形成作用不大，但是油藏流体的静态分布则主要
受重力的影响。
(3)粘度差的影响。由于油和水的粘度差别一般是很大的，流动过程中在外来压差的作用下，
大孔道端面大、阻力小、水必然优先进入大孔道，同时由于水的粘度远比油的小，故使得大孔
道的阻力越来越小，在大孔道中的水窜就会越来越快，从而形成严重的指进现象。粘度差越大，
略，这时压差与流量呈线性关系，成为线性渗流，达西定律适用。当渗流速度增加时，则惯性
阻力不断增加，这时流动阻力由粘滞阻力和惯性阻力两部分组成，惯性阻力不可忽略，压差与 流量逐渐偏离直线关系，为非线性渗流，达西定律不适用；渗流速度很大时，惯性阻力占主导 地位，粘滞阻力很小，尤其对于气体，这是压差与流量不呈线性关系，为非线性渗流，达西定
答：建立油气渗流数学模型的基本步骤： （1）确定建立模型的目的和要求。首先根据建立模型的目的和要求确定微分方程要解决什 么问题，即确定方程的未知量，分清因变量、自变量及其他所需的物理量。
（2）研究各物理量的条件和情况。对参与渗流过程的各物理量要逐个研究它们的条件和情 况。
（3）确定未知量（因变量）和其他物理量之间的关系。 （4）推导数学模型所需的综合微分方程组。 （5）根据量纲分析原则检查所建立的数学模型的量纲是否一致。 （6）确定数学模型的适应性。 （7）给出问题的边界条件和初始条件。（P38，第一节）
施加外来压差，水在毛管力的作用下也能渗入含有孔道中。由于小孔道的毛管力大，故水优先
进入小孔道中，而此时大孔道仍然为油所占据。即使在建立外在压差之后，这种差别也仍然存
在。
（2）重率差的影响。一般情况下水比油重，当水和油相遇时，在重率差的作用下会形成上
油下水的油水两相共存区。但只是在油水重率差别较大且油层较厚的情况下，这种分离作用才
但在压力波传播的第二阶段，由于边界是封闭的，无外来能量供给，故压力传到 B0 点后，
边界 B0 处的压力就要不断下降。在开始时边缘上压力下降的幅度比井壁及地层内各点要小些，
即 B0B1 A0 A1 ； B1B2 A1A2 ；……，随着时间的增加，从井壁到边界各点压降幅度逐渐趋于
一致。这就是说，当井的产量不变，渗流阻力不变（释放能量的区域已固定）时，则地层内弹 性能量的释放也相对稳定下来，这种状态称为“拟稳定状态”。直到地层Βιβλιοθήκη Baidu各点压力低于饱和 压力时，弹性开采阶段始告结束。 7、油水两相渗流时，造成非活塞式驱替的主要因素是什么？它们的影响机理又是什么？
答：（一）油井的不完善类型基本上可以分为三种类型： （1）打开程度不完善。油层未全部打开，但打开部分是裸眼完成的。这种井底结构多半用 于有底水且岩层比较坚固的油层。 （2）打开性质不完善。油层全部被钻开，但为下套管射孔完成。这种井底结构是目前我国 油田上最常见的情形。这类不完善性主要取决于射孔弹的孔数、射孔弹的直径及射孔弹射入地 层的深度。 （3）双重不完善。油层没有全部被钻开，而且打开部分又是下套管射孔完成的。（P73， 第二节）。 （二）描述不完善性的方法：
答：势的叠加原理的数学表达式： M
1 2
n
qi ln ri
i 1
C ，其中 n—井数， qi —第 i 口
井的单位地层厚度产量， qi Qi h 。（P83，第四节）
势的叠加原理是建立在无限大地层基础上的，但当井群距供给边界较远时也适用。（P84， 第四节） 5.简述油井不稳定试井的基本原理及能解决的问题。
14.简述影响水驱油时非活塞性的主要因素及其原因。 答：油水两相渗流时，造成非活塞式驱替的主要因素是： （1）毛管力的影响。在水驱油时，由于岩石润湿性的影响，会产生毛细管效应。如果岩石
表面亲油，则由于界面张力而产生的毛管力就是阻力。当毛细管两端建立外来压差时，由于毛 管力和毛管半径成反比，在非均质地层中水必然优先渗入大孔道，而小孔道却仍然被油所占据， 由此造成油水共存区域。但如果岩心表面是亲水的，毛管力就是动力。这时即使在孔道两端不 施加外来压差，水在毛管力的作用下也能渗入含有孔道中。由于小孔道的毛管力大，故水优先 进入小孔道中，而此时大孔道仍然为油所占据。即使在建立外在压差之后，这种差别也仍然存 在。
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一、简述题
1.油井的不完善类型有哪几种？并说明它们对产量的影响。 答：（一）实际不完善井的境地结构很多，但归纳起来基本上可以分为三种类型： （1）打开程度不完善。油层未全部打开，但打开部分是裸眼完成的。这种井底结构多半用
于有底水且岩层比较坚固的油层。 （2）打开性质不完善。油层全部被钻开，但为下套管射孔完成。这种井底结构是目前我国
（2）在复杂边界油藏中应用的基本原则：（1）对称原则，即产量不变，位置对称；（2） 保持边界上渗流条件不变，即不渗透边界是“同号”等产量反映，反映后不渗透边界保持为分 流线；供给边界是“异号”等产量反映，反映后供给边界必须保持为等势线。（P95，第六节） 4、写出势的叠加原理的数学表达式，并说明在具体应用时应注意什么条件。
（1）井的折算半径：所有按完善井研究的成果都可以用来求解不完善井，只需将井的半径 Rw
用折算半径 Rwr 代替。
（2）附加阻力法：油井的不完善性还可以用增加一个附加阻力的方法表示。（P74-75，第二 节） 3.镜像反映法的作用是什么？在复杂边界油藏中应用的基本原则是什么？
答：(1)镜像反映法的目的：将边界反映掉，变成无限大地层中多口井的情况，再根据势的
油田上最常见的情形。这类不完善性主要取决于射孔弹的孔数、射孔弹的直径及射孔弹射入地 层的深度。
（3）双重不完善。油层没有全部被钻开，而且打开部分又是下套管射孔完成的。（P73， 第二节）
（二）在一般情况下，不完善井的产量比完善井的要低，其主要原因是不完善井在井底附 近渗流面积变小，流线发生弯曲和密集，渗流阻力增加。但有些不完善井的情况恰好相反，随 着各种增产技术的发展及射孔方法的改善，井底附近渗透率得到改善，这种经过处理的特殊不 完善井的产量比完善井的产量还要大些。（P74，第二节） 2.油井的不完善类型有几种？描述不完善性的方法有哪些？
粘性指进越严重，也即非活塞性越严重。（P213，第三节）
8．如何确定一维水驱油在油井见水前两相区平均含水饱和度及前缘含水饱和度？
答：（1）两相渗流区中平均含水饱和度的确定：式
f
' w
S wf
1
是一个含有两相
S w S wc
区平均含水饱和度 S w 的隐函数关系式，难于直接求解，可以根据此式用图解法求得平均含水
答：油水两相渗流时，造成非活塞式驱替的主要因素是：
（1）毛管力的影响。在水驱油时，由于岩石润湿性的影响，会产生毛细管效应。如果岩石
表面亲油，则由于界面张力而产生的毛管力就是阻力。当毛细管两端建立外来压差时，由于毛
管力和毛管半径成反比，在非均质地层中水必然优先渗入大孔道，而小孔道却仍然被油所占据，
由此造成油水共存区域。但如果岩心表面是亲水的，毛管力就是动力。这时即使在孔道两端不