《油气层渗流力学》教案(王怒涛)

西南石油大学教案课程名称油气层渗流力学任课教师王怒涛院(系) 石油工程学院教研室石油工程教研室2010年11月18日课程表《油气层渗流力学》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：The oil and Gas Flow through Porous Media2、课程类别：专业课程基础3、课程学时：总学时46，实验学时2。

4、学分：35、先修课程：大学数学、数学物理方程、油气田开发地质、油层物理6、适用专业：石油工程、资源勘查工程7、大纲执笔：石油工程教研室（李晓平）8、大纲审批：石油工程学院学术委员会9、制定（修订）时间：2005.11二、课程的目的与任务《油气层渗流力学》课程是石油工程专业的主干课程，是地质勘探专业的专业基础课。

学习该课程的目的，是要把它作为认识油气藏、改造油气藏的工具，作为油气田开发设计、动态分析、油气井开采、增产工艺、反求地层参数、提高采收率等的理论基础。

因此，它是石油工程专业的主干专业基础课程之一，是学好石油工程其它专业课如《油藏工程》、《油藏数值模拟》、《采油工程》、《试井分析》的关键课程之一，该门课的目的是让学生了解油气在储层中的渗流基本规律以及研究油气在储层中渗流的基本方法。

其任务是，掌握油气渗流的基本概念，认识油气储层的渗流规律，学会研究油气在储层中渗流的方法，为学好其它专业课程打好理论基础。

三、课程的基本要求该课程在学习之前，要先学习有关石油地质、油层物理以及工程数学和微分方程等方面的知识理论。

学习该课程后，要求掌握油气层渗流的基本概念、基本规律和基本方法与技巧，学会研究油气在储层中渗流的方法。

重点是单相流体的流动，掌握单相稳定渗流时，各种情况下的水动力学场，井间干扰及叠加原理，单相不稳定渗流的压力传播规律、动态特征等，掌握气体渗流理论的特点及研究方法，掌握双重介质渗流的特点及研究方法。

在多相流部分，重点掌握油水两相流、非活塞式水驱油的理论和方法。

了解复杂介质的渗流特点及研究方法。

四、教学内容、要求及学时分配油气层渗流力学是石油工程的专业基础课，其主要内容共分十章。

第一章油气渗流研究需要的基础，主要包括油气藏类型，油气藏类型的简化，多孔介质，连续介质场，渗流，渗流形态的简化。

第二章油气渗流的基本规律，主要油气渗流中的力学现象，达西渗流规律、非达西渗流规律及其应用范围，两相渗流规律。

第三章单相液体渗流数学模型，主要包括建立渗流数学模型的基础，渗流数学模型的结构，建立渗流数学模型的步骤，渗流数学模型的微分方程，渗流数学模型的定解条件。

第四章单相液体稳定渗流理论，主要单相液体稳定渗流理论（一维及平面径向流下的压力、产量、渗流速度、渗流场等），油井的不完善性及其对渗流的影响，压力叠加原理、汇源反映法、汇点反映法的基本原理和研究方法，等值渗流阻力方法。

第五章单相液体不稳定渗流理论，主要包括不稳定渗流的物理过程，不稳定渗流的数学模型及解的物理意义，不稳定渗流中的井间干扰及叠加原理。

第六章气体渗流理论，主要包括气体渗流的特点，气体渗流的微分方程，拟压力，气体稳定渗流理论，气体不稳定渗流理论。

第七章油水两相渗流理论，主要包括油水两相渗流的特点，渗流微分方程及其解，分流方程，等饱和度平面移动方程及应用。

第八章油气两相渗流理论，主要包括油气两相渗流的特点，渗流微分方程及其解，稳定渗流理论，不稳定渗流理论。

第九章双重介质油藏渗流理论，主要包括双重介质渗流特征，不稳定渗流数学模型，数学模型解及物理意义。

第十章复杂渗流理论，简要介绍复杂渗流概念，传质扩散渗流特点，非牛顿流体渗流特点。

本课程前续课程是油气田开发地质、油层物理、数学物理方程。

通过学习要求学生掌握该门课程的基本理论、基本方法和基本技能，理解基本概念、物理现象、解的物理意义以及渗流场等。

（一）理论教学第一章油气渗流力学基础（4学时）知识点：油气藏类型，油气藏类型的简化，多孔介质，连续介质场，渗流，渗流形态的简化。

重点：油气藏类型的简化，渗流形态的简化。

难点：连续介质场。

知识点：油气层渗流中的力学现象，达西渗流规律、非达西渗流规律及其应用范围，两相渗流规律。

重点：达西渗流规律。

难点：非达西渗流规律。

第三章单相液体渗流数学模型（2学时）知识点：建立渗流数学模型的基础，渗流数学模型的结构，建立渗流数学模型的步骤，渗流数学模型的微分方程，渗流数学模型的定解条件。

重点：渗流数学模型的微分方程。

难点：渗流数学模型的微分方程。

第四章单相液体稳定渗流理论（12学时）知识点：单相液体稳定渗流理论（一维及平面径向流下的压力、产量、渗流速度、渗流场等），井的不完善性及其对渗流的影响，压力叠加原理、汇源反映法、汇点反映法的基本原理和研究方法，等值渗流阻力法。

重点：平面径向流理论，叠加原理，井间干扰理论。

难点：渗流场，井间干扰理论，叠加原理，汇源反映法，汇点反映法。

第五章单相液体不稳定渗流理论（8学时）知识点：不稳定渗流的物理过程，不稳定渗流的数学模型及解的物理意义，不稳定渗流中的井间干扰及叠加原理。

重点：不稳定渗流的物理过程，数学模型解的物理意义。

难点：弹性不稳定渗流微分方程的求解方法。

第六章气体渗流理论（6学时）知识点：气体渗流的特点，气体渗流的微分方程，拟压力，气体稳定渗流理论，气体不稳定渗流理论。

重点：气体稳定渗流理论。

难点：气体不稳定渗流理论。

知识点：油水两相渗流的特点，渗流微分方程及其解，分流方程，等饱和度平面移动方程及应用。

重点：油水两相非活塞式驱替理论。

难点：油水两相非活塞式驱替理论。

第八章油气两相渗流理论（2学时）知识点：油气两相渗流的特点，渗流微分方程及其解，稳定渗流理论，不稳定渗流理论。

重点：油气两相渗流的特点。

难点：稳定及不稳定渗流理论。

第九章双重介质渗流理论（3学时）知识点：双重介质渗流特征，不稳定渗流数学模型，数学模型解及物理意义。

重点：双重介质渗流特征，数学模型解的物理意义。

难点：数学模型解的物理意义。

第十章复杂渗流理论（1学时）知识点：复杂渗流概念，传质扩散渗流特点，非牛顿流体渗流特点，渗流数学模型及解。

重点：非牛顿流体渗流。

难点：传质扩散渗流理论，非牛顿流体渗流。

（二）实验教学（2学时）1、实验课的目的和要求开设实验课有助于学生理解课堂所学基本知识和基础理论，增强学生的思维和动手能力。

本实验课为演示实验，要求学生在实验老师的指导下，验证课堂教学理论，写出实验报告。

2、实验内容和占用学时的具体分配压降漏头实验：学时2（选演示、验证、综合和设计等）。

实验目的：了解和掌握压降漏头形成的原因和原理；由实验数据确定出口端的压力分布。

实验设备：压降漏斗实验模型。

3、实验课的考核办法学生分组在实验教师的指导下完成实验，提交实验报告，进行考核。

4、实验教材及参考书五、考试考核办法1、每次课后布置习题或思考题，计入平时成绩。

2、上课提问，计入平时成绩。

3、不定期在课堂测验，计入平时成绩。

4、半期考试，计入平时成绩。

5、实验课成绩，计入平时成绩。

6、期末闭卷考试。

六、教材及参考书（一）教材李晓平主编. 地下油气渗流力学. 北京：石油工业出版社，2007（二）参考书1、翟云方主编. 渗流力学（第二版）. 北京：石油工业出版社，20032、葛家理主编. 现代油藏渗流力学基础. 北京：石油工业出版社，20013、葛家理同登科编著. 复杂渗流系统的非线性流体力学. 东营：石油大学出版社，19984、孔祥言编著. 高等渗流力学. 合肥：中国科学技术大学出版社，1999教书育人计划承担本科生教学任务是教师的主要工作，本学期为石油工程2005级7班(154人)主讲“油气层渗流力学”课程。

为了上好本门课程，同时使学生学好本门课程，做到教学相长，特制定如下教书育人计划。

1）严格按照教学大纲要求，精心准备每一堂课。

2）严格按照课表安排的时间、地点进行课堂教学，不随意增减学时和任意调课，按时在固定地点答疑，做到细致耐心。

3）在教学过程中，多与同行探讨，虚心学习同行的教学方法，进一步提高教学业务水平。

4）不断改进教学方法，理论联系实际，使学生既掌握所学知识，又能用于解决具体实际问题。

着重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

5）将科学研究中的一些思想方法及最新进展融入教学过程，以科研促进本科教学水平和质量的提高。

6）严谨治学，为人师表，教书育人，培养学生学石油、爱石油、献身石油的良好风尚。

7）对学生的课堂学习严格要求，严格课堂考勤制度，对迟到的学生严格批评教育，杜绝旷课现象。

加大平时成绩的考核力度，使学生形成良好的学习风气。

《油气层渗流力学》课时分配（总学时：48）第一章油气层渗流力学基础（4学时）第二章油气层渗流的基本规律（4学时）第三章单相液体渗流数学模型（2学时）第四章单相液体稳定渗流理论（12学时）第五章单相液体不稳定渗流理论（8学时）第六章气体渗流理论（6学时）第七章油水两相渗流理论（4学时）第八章油气两相渗流理论（2学时）第九章双重介质渗流理论（4学时）第十章复杂渗流理论（2学时）授课日历授课总结第 1 次课日期2008年2月25日周次 1 星期一学时 2教学内容：绪论：学科概述、课程主要内容、安排及要求第一章油气渗流力学基础第一节油气藏类型及其外部形态的简化第二节油气藏内部储集空间结构的简化内容提要：1、油气藏流体分布；2、油气藏概念及分类；3、油气藏外部形态简化；4、储集层及储集空间类型；5、油气藏岩石孔隙结构的简化。

教学目的要求：使学生了解渗流、渗流力学、简史、研究对象及目的、发展方向、应用前景、研究方法；要求掌握油气藏概念，油气藏类型，油气藏类型的简化。

重点：油气藏概念难点：油气藏类型的简化作业布置：p19，思考题1、2题。

课后总结：结合构造地质学，要求学生会根据构造图绘制油藏剖面图。

第 2 次课日期2008年2月27日周次 1 星期三学时2教学内容：第一章油气渗流力学基础第三节多孔介质及连续介质场第四节渗流过程中的概念及渗流形态的简化内容提要：1、多孔介质的主要特征：①储容性、②压缩性、③渗透性、④比表面性、⑤孔隙结构复杂；2、连续介质场；3、渗流及相关概念：渗流，渗流基本特征；渗流速度与真实速度；4、各种压力的概念，折算压力；5、实际渗流形态的简化。

教学目的要求：掌握多孔介质的主要特征，理解连续介质场，掌握渗流、渗流速度、折算压力；了解渗流形态的简化。

重点：多孔介质的主要特征，渗流速度与真实速度，折算压力及计算。

难点：连续介质场作业布置：p19，思考题4、5、7、8、9题。

p19，习题1、2、3题。

授课总结：对折算压力的理解，可以通过实际例题加深学生对折算压力的理解，在以后的油藏渗流模型中都是以折算压力建立模型，不过在没有特别说明的情况下，看成水平流动，这是折算压力和实际压力相等。