油气层渗流力学第二版绪论(张建国版中国石油大学出版社)
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2
渗流力学——是研究渗流的运动形态和运动规律的一门科学。 渗流力学：是流体力学的一个分支，包含多孔介质理论，界 面物理学，物理化学，固体力学，生物学等，是 一门交叉学科。
生物渗流
渗流力学 工程渗流 地下渗流
3
前 言
生物渗流——指发生在动植物体内的渗流
水
前 言
工程渗流——指各种人造多孔介质和工程装置中的流体渗流
解析解→数值解（计算机）→两者结合。 精确解→近似解
19
八、课程章节分布
第一章 渗流的基本概念和基本规律
第二章 油气渗流的数学模型
第三章 单相液体稳定渗流理论 第四章 弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论 第五章 气体渗流理论 第六章 油水两相渗流理论 第七章 油气两相渗流理论 第八章 双重介质 第九章 复杂条件下的渗流理论简介
1、广泛应用计算机等先进的数学手段和现代数学方法来改造 渗流力学的研究： 解析解→数值解→结合解； 简单→复杂； 一维单相→三维三相，多组份； 单纯介质→多孔介质中的渗流问题； 数值模拟，最优化理论 联合应用； 积分变换，自模解，特征线理论，泛函分析等。
14
六、渗流力学发展方向特点
2、油气渗流理论研究更加深入和广泛 纵深方向发展，多相， 多组分，传质，传热，扩散，非牛顿等；
水
渗流（如水净化处理）
多 孔 介 质
净化水
前 言
工程渗流——指各种人造多孔介质和工程装置中的流体渗流
前 言
地下渗流——指土壤、岩石和地表堆积物中的流体渗流
前 言
• 为什么学习渗流力学 • 学习渗流力学有什么意义 • 工作后有什么作用
二、本课程目的和意义
1、石油工程专业学生（工作人员）→主要任务之一开发好
物理化学渗流理论：提高采收率方法，热力采油，混相，聚合 物驱，裂缝双重：三重介质渗流理论。变形介质，渗流+固体力学结 合。固体变形多孔介质渗流力学和渗流力学结合理论（城市下降）。 新三论：信息论；控制论；系统论；优化和系统工程方法。 深度：从宏观进入微观尺度，CT扫描研究微观机理
广度：多孔介质理论，表面物理固体力学等
4、认识油气水在岩层中流动的客观规律，形成油气
层渗流力学，已深入到油气田开发工作的各个环节。 5、是现代流体力学分支→流体力学和多孔介质理论， 表面物理，物理化学，固体力学，生物学交叉渗透的一 个边缘学科。
三、学习本课程的主要难点 课程内容抽象 各种公式多 推导较为复杂 单位制复杂 作业较多且难 四、学习本课程的要求 认真听课，积极思考，作好课堂笔记 课后及时进行复习、总结 按时完成布置的作业
教材： 油气层渗流力学，石油大学出版社 主要参考书： （1）葛家理主编，油气层渗流力学， 石油工业出版社，1982。 （2）李治平主编，油气层渗流力学， 石油工业出版社，2001。
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一、基本名词
1、多孔介质
由固体骨架和相互连通的孔隙、裂缝、溶洞或这
种类型的毛细管体系所组成的材料叫多孔介质。 2、渗流 流体通过多孔介质的流动称为渗流。
16
七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
目的：研究流体和多孔介质→状态及流动规律 经典渗流力学：均质（匀）孔隙性介质（单重介质） 1、不可压缩液体→稳定渗流理论; 2、微可压缩液体→弹性不稳定流理论（应用试井）； 3、气体渗流理论； 4、油气、油水两项流理论 数学上体现：求解Laplace和热传导方程；
油气藏（较高采收率）→认识油藏（流体和岩石） → 基础:流 体在油藏中的流动规律。 2、油井投产后→压力下降→油气水向井流动。渗流力学任 务之一→认识油层，合理开发油田，改造油田工具，高产、稳 产、提高油气采收率，反求地层参数的理论基础。
二、本课程目的和意义
3、开发设计，动态分析，油气井开采，增产工艺， 反求地层参数，提高油气采收率→后续课的理论基础。
20
12
五、渗流力学发展历史
3、五十年代，提高采收率→广泛采用水驱油方法，油水两
相理论。1942年，贝克莱—列维莱特。 4、六十年代，苏巴林布拉特，列维渗流，灰岩油田问题。
5、目前（近二十年），新技术，新方法→形成新渗流理论，
混相驱、热力采油、三次采油、化学驱、水平井的物理化学渗 流理论。
13
六、渗流力学发展方向特点
15
六、渗流力学发展方向特点
3、研究渗流力学带有根本性变化的新方向，油气层 连续介质场变 为随机变量场，概率渗流力学，随机场渗流力学： A：微扰法——地层参数分成有规律和随机部分 B：斯克天尔左右法——随机的 C：实用计算机——正态分布显示 油田开发信息处理：渗流过程与自动控制理论结合，对油气田 开发过程进行控制，分析，调整，进行自动处理。控制油田开采过 程的信息量，处理开发信息，定量估计开发状况，评价开发方案的 效果。建立起描述开采过程的统计模型，对油气田开发进行自动调 整和预报。用数模和最优化理论制定合理的油气井工作制度，把渗 流过程的研究与自动化管理油气田生产结合起来。
五、渗流力学发展历史
1、1856年，法国工程师达西，用砂土层、渗水试验→渗流 基本规律→达西规律。 2、二十年代后，石油，天然气工业发展→形成石油天然气 渗流理论；
1923年，列宾亲→气体在多孔介质里渗流理论； 1937年，麦斯盖特→均质液体渗流，油气渗流的各种水动力 学问题（不可压缩，均质，渗流问题）； 30年代初，研究液体弹性和岩石压缩性影响各种布井方式下 油井产量计算方法； 1948年，苏：射尔加乔夫→弹性渗流理论； 1956年，溶解气驱，气顶驱渗流理论
流体：
不可压缩液体→微可压缩液体（美）或弹性液体（苏） →油气、油水、油气水（多相流）→多相多组分→非牛顿液 （聚合物）含蜡，焦质，（苏）巴库油田等→三采技术。
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七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
渗流模式：
一维（解析解）→二维→三维（各向异性）
力学发展：
力学→物理Hale Waihona Puke Baidu物理化学多学科。
求解方法：
成熟，广泛应用→基础
17
七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
现代渗流力学：
介质：
均质孔隙性介质→纯裂缝介质（裂缝油藏）→1959年 以后双孔隙介质（裂缝+孔隙）（大量油田属于这种特征）， 目前发展主流，物模，数模较多→双渗透率（多层）介质 （目前国内多见，主要）→多重介质（裂缝+孔隙+溶洞） multiple开头→中东地区，灰岩油藏模拟方法。
渗流力学——是研究渗流的运动形态和运动规律的一门科学。 渗流力学：是流体力学的一个分支，包含多孔介质理论，界 面物理学，物理化学，固体力学，生物学等，是 一门交叉学科。
生物渗流
渗流力学 工程渗流 地下渗流
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前 言
生物渗流——指发生在动植物体内的渗流
水
前 言
工程渗流——指各种人造多孔介质和工程装置中的流体渗流
解析解→数值解（计算机）→两者结合。 精确解→近似解
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八、课程章节分布
第一章 渗流的基本概念和基本规律
第二章 油气渗流的数学模型
第三章 单相液体稳定渗流理论 第四章 弹性微可压缩液体的不稳定渗流理论 第五章 气体渗流理论 第六章 油水两相渗流理论 第七章 油气两相渗流理论 第八章 双重介质 第九章 复杂条件下的渗流理论简介
1、广泛应用计算机等先进的数学手段和现代数学方法来改造 渗流力学的研究： 解析解→数值解→结合解； 简单→复杂； 一维单相→三维三相，多组份； 单纯介质→多孔介质中的渗流问题； 数值模拟，最优化理论 联合应用； 积分变换，自模解，特征线理论，泛函分析等。
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六、渗流力学发展方向特点
2、油气渗流理论研究更加深入和广泛 纵深方向发展，多相， 多组分，传质，传热，扩散，非牛顿等；
水
渗流（如水净化处理）
多 孔 介 质
净化水
前 言
工程渗流——指各种人造多孔介质和工程装置中的流体渗流
前 言
地下渗流——指土壤、岩石和地表堆积物中的流体渗流
前 言
• 为什么学习渗流力学 • 学习渗流力学有什么意义 • 工作后有什么作用
二、本课程目的和意义
1、石油工程专业学生（工作人员）→主要任务之一开发好
物理化学渗流理论：提高采收率方法，热力采油，混相，聚合 物驱，裂缝双重：三重介质渗流理论。变形介质，渗流+固体力学结 合。固体变形多孔介质渗流力学和渗流力学结合理论（城市下降）。 新三论：信息论；控制论；系统论；优化和系统工程方法。 深度：从宏观进入微观尺度，CT扫描研究微观机理
广度：多孔介质理论，表面物理固体力学等
4、认识油气水在岩层中流动的客观规律，形成油气
层渗流力学，已深入到油气田开发工作的各个环节。 5、是现代流体力学分支→流体力学和多孔介质理论， 表面物理，物理化学，固体力学，生物学交叉渗透的一 个边缘学科。
三、学习本课程的主要难点 课程内容抽象 各种公式多 推导较为复杂 单位制复杂 作业较多且难 四、学习本课程的要求 认真听课，积极思考，作好课堂笔记 课后及时进行复习、总结 按时完成布置的作业
教材： 油气层渗流力学，石油大学出版社 主要参考书： （1）葛家理主编，油气层渗流力学， 石油工业出版社，1982。 （2）李治平主编，油气层渗流力学， 石油工业出版社，2001。
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一、基本名词
1、多孔介质
由固体骨架和相互连通的孔隙、裂缝、溶洞或这
种类型的毛细管体系所组成的材料叫多孔介质。 2、渗流 流体通过多孔介质的流动称为渗流。
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七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
目的：研究流体和多孔介质→状态及流动规律 经典渗流力学：均质（匀）孔隙性介质（单重介质） 1、不可压缩液体→稳定渗流理论; 2、微可压缩液体→弹性不稳定流理论（应用试井）； 3、气体渗流理论； 4、油气、油水两项流理论 数学上体现：求解Laplace和热传导方程；
油气藏（较高采收率）→认识油藏（流体和岩石） → 基础:流 体在油藏中的流动规律。 2、油井投产后→压力下降→油气水向井流动。渗流力学任 务之一→认识油层，合理开发油田，改造油田工具，高产、稳 产、提高油气采收率，反求地层参数的理论基础。
二、本课程目的和意义
3、开发设计，动态分析，油气井开采，增产工艺， 反求地层参数，提高油气采收率→后续课的理论基础。
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五、渗流力学发展历史
3、五十年代，提高采收率→广泛采用水驱油方法，油水两
相理论。1942年，贝克莱—列维莱特。 4、六十年代，苏巴林布拉特，列维渗流，灰岩油田问题。
5、目前（近二十年），新技术，新方法→形成新渗流理论，
混相驱、热力采油、三次采油、化学驱、水平井的物理化学渗 流理论。
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六、渗流力学发展方向特点
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六、渗流力学发展方向特点
3、研究渗流力学带有根本性变化的新方向，油气层 连续介质场变 为随机变量场，概率渗流力学，随机场渗流力学： A：微扰法——地层参数分成有规律和随机部分 B：斯克天尔左右法——随机的 C：实用计算机——正态分布显示 油田开发信息处理：渗流过程与自动控制理论结合，对油气田 开发过程进行控制，分析，调整，进行自动处理。控制油田开采过 程的信息量，处理开发信息，定量估计开发状况，评价开发方案的 效果。建立起描述开采过程的统计模型，对油气田开发进行自动调 整和预报。用数模和最优化理论制定合理的油气井工作制度，把渗 流过程的研究与自动化管理油气田生产结合起来。
五、渗流力学发展历史
1、1856年，法国工程师达西，用砂土层、渗水试验→渗流 基本规律→达西规律。 2、二十年代后，石油，天然气工业发展→形成石油天然气 渗流理论；
1923年，列宾亲→气体在多孔介质里渗流理论； 1937年，麦斯盖特→均质液体渗流，油气渗流的各种水动力 学问题（不可压缩，均质，渗流问题）； 30年代初，研究液体弹性和岩石压缩性影响各种布井方式下 油井产量计算方法； 1948年，苏：射尔加乔夫→弹性渗流理论； 1956年，溶解气驱，气顶驱渗流理论
流体：
不可压缩液体→微可压缩液体（美）或弹性液体（苏） →油气、油水、油气水（多相流）→多相多组分→非牛顿液 （聚合物）含蜡，焦质，（苏）巴库油田等→三采技术。
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七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
渗流模式：
一维（解析解）→二维→三维（各向异性）
力学发展：
力学→物理Hale Waihona Puke Baidu物理化学多学科。
求解方法：
成熟，广泛应用→基础
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七、现代渗流力学研究的进展及有待解决问题
现代渗流力学：
介质：
均质孔隙性介质→纯裂缝介质（裂缝油藏）→1959年 以后双孔隙介质（裂缝+孔隙）（大量油田属于这种特征）， 目前发展主流，物模，数模较多→双渗透率（多层）介质 （目前国内多见，主要）→多重介质（裂缝+孔隙+溶洞） multiple开头→中东地区，灰岩油藏模拟方法。