渗流物理特征

8高等渗流力学-第八章-物化渗流-曹仁义

这一公式表明，当时间趋于无穷时，平衡吸附浓度等于极限吸附浓度 Cr* ，
也就是只有在无脱附时，吸附量才可能达到极限情况。
而在K2≠0时，在时间趋于无穷以后，可以得到平衡浓度
Cr

1
aC bC
a K1Cr* / K2
b K1 / K2
此为真实平衡吸附浓度公式，又叫做兰格缪尔等温吸附线。

D0 (1
1K1 f
'(C)
C ) x
2C x2
第二节带吸附和扩散的渗流规律
进行坐标变换，即取新的自变量
x1 x vt ,
t1 t
得到
C C v C
t t1 x1
代入基本方程，得
C C
x x1
和 2C x2

2C x12
C t1
高等渗流力学
曹仁义
第八章物理化学渗流
第一节物理化学渗流基本现象
一、多孔介质中的扩散现象二、多孔介质中的吸附现象
第二节带吸附和扩散的渗流规律
一、一维理想扩散渗流方程及解二、考虑粘度差的互溶液体的扩散理论三、具有吸附作用的单相渗流问题
第三节具有多组分溶质的水溶液驱油时的两相渗流问题
一、多孔介质中油、水两相物化渗流的基本方程二、油、水两相物化渗流方程的求解
L0.5 0.5
0 L0
过渡带半长度与前沿距离之比:
L0.5
L0
x
L0 D*t D*
L0.5
vt
vt
经过一段时间后，即随t增大，扩散速度比对流速度越来越小。
对于室内实验，若减小扩散影响，需增大佩克列数 L*v / D*。

经典土力学课件渗流清华张丙印

水的性质
水的动力粘滞系数：温度，水粘滞性，k
饱和度（含气量）：封闭气泡对k影响很大，可减少有效渗透面积，还可以堵塞孔隙的通道
渗透系数的影响因素
§2.2 土的渗流性与渗透规律
仁者乐山智者乐水
天然土层多呈层状
• 确立各层土的ki • 根据渗流方向确定等效渗流系数
等效渗透系数
多个土层用假想单一土层置换，使得其总体的透水性不变
达西定律
渗透系数的测定
及影响因素
层状地基的等效
渗透系数
仁者乐山智者乐水
渗流的驱动能量反映渗流特点的定律土的渗透性地基的渗透系数
土的渗透性与渗透规律
§2.2 土的渗流性与渗透规律
仁者乐山智者乐水
uB w
u0pa
B
静水 A zB
0 基准面
位置水头：到基准面的竖直距离，代表单位重量的液体从基准面算起所具有的位置势能
• 井孔抽水试验 • 井孔注水试验
渗透系数的测定方法
§2.2 土的渗流性与渗透规律
仁者乐山智者乐水
试验条件: Δh，A，L=const 量测变量: 体积V，t
V=Qt=vAt v=ki
i=Δh/L
h
k VL
土样
L
Aht
A
Q
适用土类：透水性较大的砂性土
V
室内试验方法-常水头试验法
§2.2 土的渗流性与渗透规律
渗透速度v：土体试样全断面的平均渗流速度，也称假想
渗流速度
v
vs
v n
其中，Vs为实际平均流速，孔隙断面的平均流速
达西定律
§2.2 土的渗流性与渗透规律
仁者乐山智者乐水
适用条件：层流（线性流动）水 2.0

第七章多孔介质的渗流

裂缝系统
v1

K1

P1
岩块系统
v2

K2

P2
裂缝和孔隙之间的流体交换主要是在比较平缓的压力变化下发生的，因此在这个过程中，可以认为窜流和时间无关系。
窜流的流量主要取决于：
（1）流体的粘度；
（2）孔隙和裂缝之间的压差 P2 P1
（3）岩石的某些特征量，如长度、面积、
体积单位等等。
1）气体是单相渗流的； 2）符合线性渗流运动方程； 3）气体为可压缩的理想气体； 4）岩石的压缩性忽略不计，孔隙度视为常数； 5）渗流过程是等温的。
当 P 2 0 时，上式即变为气体稳定渗流的数学模型： t
2P2 0
3 气体的不稳定渗流
在气体渗流中，压力梯度与渗流速度往往不是线性关系，即出现非达西渗流。这里仅取由量纲分析导出的二项式达西渗流，表达式为：
DtDt
为可地以层略去
孔隙度
对于稳定渗流
若流体是不可压缩的
divv 0
ivi 0
vx vy vz 0 x y z
5.3 两相渗流问题
建立数学模型
设油水两种流体同时在多孔介质中流动，且流动服从达西定律。
对于油相的连续性方程为：
D(oS0 )
Dt

odivvo
为两相界面
引入拉普拉斯方程把油相和水相压力联系起来：上的界面张力
Pw

Po
( 1
R1

1 R2
)
R1 , R2为毛细管液
面的主半径
小结：
D(oS0 )
Dt

odivvo

0
D( wSw )

渗流力学知识点总结

渗流力学知识点总结一、渗流基本理论1.渗流的基本概念渗流是指流体在多孔介质中的流动现象。

多孔介质是由孔隙和固体颗粒组成的介质，流体可以通过孔隙和固体颗粒之间的空隙进行流动。

渗流现象在自然界和工程领域都有着广泛的应用，如地下水的运移、石油的开采、地下储层的注水等。

2.渗透性与渗透率渗透性是指单位压力下单位面积介质对流体的渗透能力，通常用渗透率来描述。

渗透率是介质内渗流速度与流体粘滞力之比。

一般来说，渗透性越大，渗透率越高，介质对流体的渗透能力越强。

3.渗透压力与渗透率渗透压力是指多孔介质内部由于孔隙中流体分布不均匀而产生的压力。

渗透压力的大小与介质的孔隙结构、流体的性质、地下水位等因素有关，它是影响渗流速度和方向的重要因素。

4.达西定律达西定律是描述渗透性与渗流速度之间关系的定律，它指出在流体粘滞力不考虑的条件下，渗透速度与渗透压力成正比，与渗透率成反比。

达西定律为渗流理论研究提供了重要的基础。

二、多孔介质渗流规律1.多孔介质的渗流特性多孔介质是由孔隙和固体颗粒组成的介质，它具有复杂的微观结构和介质性质。

渗流在多孔介质中受到许多因素的影响，如介质的孔隙度、渗透率、渗透性等，这些因素决定了渗流规律的复杂性和多样性。

2.渗流方程渗流方程是描述多孔介质中流体运移规律的方程，它通常由渗流方程和质量守恒方程两部分组成。

渗流方程描述了流体在多孔介质中的流动规律，它是渗流力学研究的核心内容。

3.多孔介质的稳定性多孔介质中的渗流现象可能受到介质本身的稳定性限制。

孔隙结构、流体的性质以及渗透压力等因素都会影响介质的稳定性，这对渗流速度和方向产生重要影响。

4.非均质多孔介质中的渗流非均质多孔介质中的渗流现象通常较为复杂，其渗透率、孔隙度、渗透性等参数都可能在空间上呈现非均匀性。

对非均质多孔介质中渗流规律的研究对于实际工程应用具有重要意义。

三、非线性渗流1.非线性渗流模型非线性渗流模型是描述介质非线性渗流现象的数学模型。

油藏渗流物理特征及其应用

3、单井吞吐
单井吞吐是利用亲水油层的吸水排油机理,在同一口井内,把水注进去,把油替出来,其生产过程分三步进行:即注水阶段、油水交换阶段和采油阶段,形成一个吞吐周期,周而复始地进行。
单井吞吐的实现过程
1.注水阶段
具体作法是地面采用注-采双管流程两条管线,实施步骤是以反注水方式注入清水,以提高地层压力,注入水强行进入大小各孔道,并压缩孔道中的原油。
由式Pc=(ρw–ρo)gh 上式换算成矿场实用单位得:
h 10Pc(wo)
w o
力
式中h为毛管压力为PC处的自由水面以上高度
曲线
由
Pc 2 ow cosow
判断自
r
(w
-
o )gh
2 ow
cosow
r
由水面
h 2 ow cosow (w o )gr
以
② 若用压汞法测得的毛管压力曲线
体的通过能力，它与岩石自身的属性和流体的性质有关。
例：在上述条件下，当饱和70%岩水和30%的油时，在△P=2at下,q水=0.3cm3/秒, qo=0.02 cm3/秒,则 Kw=(0.3Х1Х3)/(2Х2)=0.225um2 Ko=(0.02Х3Х3)/2Х2)=0.045 um2 Kw+ Ko=0.27<0.375 um2 说明同一岩体的有效K< K绝。
四、油水在岩石孔道中的分布
当油藏岩石为水湿时，水则附着于颗粒表面。
(a)当含水饱和度很低时,水便围绕颗粒接触点形成水环,称之为 “环状分布”。一般以束缚水的形式存在。油则为迂回状。
(b)当含水饱和度增加时,水环的大小也随之增加,成为“共存水” 的形式,当高于某一饱和度时,水则成为“迂回状”分布能参与流动。

地下水的渗流运动

雷诺数（ Re ）为 1-10 的层流才符合达西定律。
天然条件下地下水的渗流速度通常很缓慢，绝大部分为层流运动，一般可用线性定律描述其运动规律。
19
10.2 地下水运动的基本定律
二、非线性渗透定律
➢ 紊流：
哲才公式
v Kc i
➢ 混合流：介于层流与紊流之间的水流。
斯姆莱盖尔公式 v K c m i
三、水力坡度
指沿渗透途径上的水头降低值(损失)与相应的渗流长度之
比。
IH1H2 Hh
L12
LL
物理含义：代表渗流过程中，单位渗透途径上机械能的损失。
渗流过程中总机械能的损耗原因(与水力学相近)：液体的粘滞性(水质点间的摩檫阻力)及固体颗粒表面对水流的反作用力 (水与隙壁间的阻力)。
8
10.1 渗流的基本概念
11
10.1 渗流的基本概念
四、流线与流网
流网：渗流场某一典型剖面或切面上，由一系列等水头线与流线组成的正交网格。（剖面流网、平面流网）
流网示意图
平行流网
辐射流网
12
10.1 渗流的基本概念
四、流线与流网
流网特点：
1. 流线与等水头线垂直（正交）； 2. 相邻两条等势线间的势差为常量，相邻两条流线
3
概化后的理想渗流
ห้องสมุดไป่ตู้
图1-1-0b 在一般管道中的普通水流
颗粒
孔隙
A
图1-1-3a 地下水实际流线
颗粒
孔隙
B
4
10.1 渗流的基本概念
二、过水断面和渗透速度 ➢ 过水断面
指含水层中水与渗流流向垂直的的断面，包括骨架和空隙在内的断面。可以是平面，也可是曲面，其大小可随渗流方向变化。

第三章土的渗透性与渗流

土类只要渗透力足够大，可发生在任何土中
历时破坏过程短
后果导致下游坡面产生局部滑动等
土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动
可发生于土体内部和渗流溢出处
一般发生在特定级配的无粘性土或分散性粘土
破坏过程相对较长
导致结构发生塌陷或溃口
k

Q
ln(r2 / r1 )
h
2 2

h12
缺点：费用较高，耗时较长
2.影响因素
k f (土粒特性、流体特性）
粒径大小及级配孔隙比矿物成分结构
饱和度（含气量）水的动力粘滞系数
2.影响因素
（1）土粒特性的影响粒径大小及级配：是土中孔隙直径大小的主要影响因素；因由粗颗粒形成的大孔隙可被细颗粒充填，故土体孔隙的大小一般由细颗粒所控制。孔隙比：是单位土体中孔隙体积的直接度量；对于砂性土，渗透系数k 一般随孔隙比e增大而增大。矿物成分：对粘性土，影响颗粒的表面力；不同粘土矿物之间渗透系数相差极大，其渗透性大小的次序为高岭石>伊里石>蒙脱石；塑性指数Ip综合反映土的颗粒大小和矿物成份，常是渗透系数的参数。
1. 渗流量问题: 基坑开挖或施工围堰的渗水及排水量计算、土坝渗水量计算、水井供水量或排水量计算等。
2. 渗透破坏问题: 土中渗流会对土颗粒施加渗透力，当渗透力过大时就会引起土颗粒或土体的移动，产生渗透变形，甚至渗透破坏。如滑坡、溃坝、地下水开采引起地面下沉。
3. 渗流控制问题：当渗流量或渗透变形不满足设计要求时，要研究如何采取工程措施进行渗流控制。
量测变量: h2，V，T 试验结果
Δh=h1-h2
Q
断面平均流速 v Q A
水力坡降

渗流

由此可见，达西定律有一定的适用范围。不过，大多数
工程中的渗流问题均可用达西渗流定律来解决。
Q
B
1
1
l
2 C
2 T
0
hw h1
H1 H2
V 0
渗流
1.2 渗流基本定律
【例6-2】在实验室用达西实验装置测定土样的渗透系数k。圆筒直径d=20cm，土层厚度l=40cm，通过实验测的渗透流量Q=100ml/min，其测压管水头差△h=20cm，求该土样的渗透系数k。（实验符合达西线性定律）
而水在孔隙中的实际平均速度为
Q A
（6-7）
Q A 1
式由中于n△—土A—壤’—土孔—壤隙△孔度A隙n＜中度1孔，，隙n所面以AA积渗；1流A速度A小于n土壤孔隙中的实际速度。
引入渗流模型后，可将渗流场中的水流看作是连续介质的运动，因此，以前关于
流体运动的各种概念均可应用于渗流。
渗流
Q
B
1
1
l
2 C
2 T
0
hw h1
H1 H2
V 0
渗流
1.2 渗流基本定律
由于渗流不计流速水头，实际测量的测压管水头差即为两断面之间的水头损失，即
水力坡度
hl H1 H2
J hl H1 H2
l
l
Q B 1
1 hw h1
l
2 C
2 T
0
H1
H2
V 0
渗流
1.2 渗流基本定律
达西根据实验数据发现，圆筒内的渗流量Q与过流
【解】渗透流量 Q 100mL / min 0.1103 =1.67 10-6m3 / s 60
实验符合达西线性定律，所以

渗流力学--油气渗流

气顶气弹性力气压驱动
溶解气弹性溶解气驱
液体弹性弹性驱动（弹性水压驱动）
岩石（颗粒）弹性
.
质量力重力势能重力驱动惯性液体渗流阻力
.
驱动方式
• 水压驱动
• 弹性水压驱动
• 刚性水压驱动 • 气压驱动 • 溶解气驱动
• 水压混气驱
• 重力驱动
.
油气渗流基本规律
.
• 3.1 渗流速度 • 3.2 线性渗流定律 • 3.3 线性渗流定律的适用范围
流体通过砂柱横截面的体积流量Q与横截面积A和水头差h1一h2成正比，而与砂柱长度L成反比
渗滤系数
QK' Ah1h2 L
.
根据水力学原理，每个截面上单位质量流体的能量由压力能、势能和动能3部分组成，即：
h Z p u2
2g
hZ p
h(Z1p1)(Z2p2)
.
h(Z 1p 1) (Z 2p 2)Lp 1p 2
渗流速度v为特征流量除以特征面元的商，即
v
Qn An
.
渗流速度v与流体实际质点速度u之间的关系。质点速度
的法向分量在特征面元空隙部分（ΔApn) 上的积分就是特
征流量，即
Qn undpAn
Apn
φ
1
v An
undApn
Apn
Apn An
1 ApnApunndpA n
u
.
真实速度与渗流速度之关系
• 描述的表达式
puv v2
Lk
• 物理意义:
.
分段线性描述
• 分段线性
v
dp/dl
• 目的:为方便数学处理而提出来的一种近似方法
.

《长庆超低渗储层特征及渗流规律实验研究》范文

《长庆超低渗储层特征及渗流规律实验研究》篇一一、引言长庆油田是我国重要的油气产区之一，而其中的超低渗储层具有其独特的物理特性和渗流规律。

本文将重点对长庆超低渗储层的特征及渗流规律进行实验研究，为相关领域的研究和开发提供一定的理论依据和实验支持。

二、长庆超低渗储层特征1. 地质特征长庆超低渗储层主要分布于盆地深部，具有较低的孔隙度和渗透率。

该类储层主要由细粒砂岩、粉砂岩等组成，具有较弱的胶结作用和较强的沉积物成岩作用。

2. 物理特征长庆超低渗储层的岩石力学性质表现出较高的强度和韧性，但由于孔隙结构复杂，其渗流特性表现为复杂的非均质性和非线性特征。

在一定的压力和流速下，超低渗储层会出现流动阻力和启动压力等特殊现象。

3. 化学特征由于长期的地质作用和油气的生成、运移、聚集等过程，长庆超低渗储层中的流体成分复杂，包括油、气、水等多相流体。

这些流体的化学性质和物理性质对储层的渗流规律具有重要影响。

三、渗流规律实验研究为了研究长庆超低渗储层的渗流规律，我们进行了以下实验研究：1. 实验方法与材料采用岩心样品进行实验，利用高压驱替仪、微观模型等设备，模拟储层中的流体流动过程。

实验中使用的岩心样品应具有代表性，并确保实验环境的压力、温度等参数与实际储层条件相近。

2. 实验过程与结果分析在实验过程中，我们观察了不同压力下流体的流动情况，并记录了流速、压力等关键数据。

通过分析这些数据，我们发现长庆超低渗储层的渗流规律具有以下特点：（1）非线性渗流：随着压力的增加，流速并非线性增加，而是呈现出非线性的变化趋势。

这主要是由于超低渗储层的孔隙结构复杂，导致流体在流动过程中受到的阻力逐渐增大。

（2）启动压力现象：在低压力下，流体几乎不流动，存在一个启动压力阈值。

当压力超过该阈值时，流体才开始流动。

这一现象表明超低渗储层的渗流过程具有一定的启动压力梯度。

（3）多相流体流动：由于储层中存在多相流体，各相流体在流动过程中会相互影响，导致渗流规律更为复杂。

渗流力学复习

渗流力学第一章渗流的基础知识和基本定律渗流力学：是研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。

油气储集层：是油气储集的场所和油气运移的通道。

油气储集层的特点：1储容性 2渗透性 3比表面大 4结构复杂比表面大和结构复杂这两个特性决定了油气渗流的特点——渗流阻力大，渗流速度慢。

渗流的基本形式：1平面单向流 2平面径向流 3球形径向流渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量。

真实渗流速度：流体通过单位真实渗流面积的体积流量。

φφv v ⋅=压力是一个表示油层能量及其变化的物理量。

原始地层压力：油藏在投入开发以前测得的地层压力。

压力梯度曲线：以第一批探井的原始地层压力与对应的地层深度作出的曲线。

一般是直线。

折算压力：油藏中任一点的实测压力与其埋藏深度有关，为了确切地表示地下的能量分布情况，必须把地层内各点的压力折算到同一水平面上，经折算后的压力称为折算压力。

通常选取原始油水界面为折算平面。

折算压力在实质上代表了该点流体所具有的总的机械能。

0,H H H H g p p M M M M zM -=∆∆+=ρ 渗流过程的受力类型：1粘滞力 2岩石及流体的弹性力 3毛细管压力 4流体的重力 5惯性力油藏驱动方式：1重力水压驱动（与外界连通的水头压力或注水压力） 2弹性驱动（岩石及流体的弹性力） 3溶解气驱动（溶解气的弹性能） 4气压驱动（气顶压缩气体的弹性能） 5重力驱动（其他能量枯竭，油藏具有明显倾角）达西定律（线性定律）：流量与压差呈线性关系。

微分形式：1平面单向 2平面径向适用条件：1流体为牛顿流体 2渗流速度在适当范围内高速非线性渗流公式：1二项式 2指数式第二章单相液体稳定渗流稳定渗流：运动要素（速度压力等）不随时间变化的渗流。

不稳定渗流：运动要素（速度压力等）随时间变化的渗流。

渗流的数学模型：用数学的语言综合表达油气渗流过程中全部力学现象与物理化学现象的内在联系和一般运动规律的方程（组）。

单相液体稳定渗流的数学模型：1连续性方程： 2运动方程： 3状态方程： 4基本微分方程：（拉普拉斯方程）平面单向流压力分布公式和产量公式：x L p p p p B e e ⋅--= L p p Wh K q B e μ)(-= 压力消耗特点：在沿程渗流过程中，压力均匀下降。

04第四章油藏渗流物理特征及其应用

13
14
15
2、换向驱替
实质：改变饱和度方向，将驱替过程变为吸吮过程，包括静湿润滞后的含义。
3、单井吞吐
同一井，注入水，采出油分三阶段：（1）、注水阶段—反注双管流程（2）、油水交换阶段—吸水排油（3）、采油阶段—降压采油
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17
18
19
在多孔介质的微细毛管中，一、毛管压力概念—在多孔介质的微细毛管中，毛管压力概念在多孔介质的微细毛管中跨越两种非混相流体弯曲界面的压力差。跨越两种非混相流体弯曲界面的压力差。 θ
27
1、应用Pc曲线判断自由水面以上油水过渡带的高度应用Pc Pc曲线判断自由水面以上油水过渡带的高度
28
29
3、应用驱替曲线和吸吮曲线毛管曲线对比判断油藏岩石的湿润性
曲线I—油驱水曲线II--水驱油曲线III--油驱水
30
曲线I—水驱油曲线II --油驱水曲线III--水驱油
47
48
49
50
3、应用相对渗透率分析含水上升率〆fw/〆SW= (（uW/u0)bae-bsw)/(1+( uW/u0)ae-bsw)2 上式物理意义：当含水饱和度增加单位数值时，含水率增长的百分函数，其实质是fw（SW）曲线的斜率。
51
4、结合毛管压力和分流曲线划分纯水段、纯水段、油水过渡段及纯油段
37
3、相对渗透率—当多相流体共存时，每一相流体的有效K与绝对K的比值。例：上述条件下Krw=0.225/0.375=0.6 um2 Kr0=0.045/0.375=0.12 um2 Krw+ Kr0=0.72<1 4、流度及流度比流度油的流度λ0= Ko/u0 水的流度λ0=KW/ uW 流度比 M=λW/λ0= KW u0/ Ko/uW 按上述数据，SW=70%，S0=30%，水和油的饱和度仅相差2.33倍,而水的流度却是油的流度的15倍. M=λW/λ0= KW u0/ Ko/uW=0.225Х3/0.045Х1=15

渗流力学

渗流力学1、渗流的特点是什么？答：阻力大，流速慢。

2、什么是多孔介质,有哪些特点？答：由毛细管和微毛细管组成。

特点为：储容性、渗透性、比表面性、结构复杂。

3、写出渗流速度及真实渗流速度的定义，并说明它们之间的关系？答：渗流速度：流体通过单位渗流面积的体积流量；真实渗流速度：流体通过单位真实渗流面积的体积流量，关系为V=Ø·V Ø4、一般的渗流形式有哪些？答：平面单向流、平面径向流、球形径向流。

5、什么是原始地层压力？获得原始地层压力的方法有哪些？答：油藏在投入开发以前测得的地层压力称为原始地层压力，获得方法有：打第一批探井时测得的；通过压力梯度曲线得到。

6、什么是折算压力？其物理意义是？答：油藏中任一点的实测压力均与其埋藏深度有关，为了确切地表示地下的能量分布情况，必须把地层内各点的压力折算到同一水平面上，这个水平面称为折算平面，经折算后的压力称为折算压力。

其物理意义为折算压力在实质上代表了该点流体所具有的总的机械能。

7、在渗流过程中一般受到哪些力的作用？主要作用力是什么？答：流体的重力、惯性力、粘滞力、岩石及流体的弹性力、毛细管压力。

后三个为主要作用力。

8、油藏驱动类型一般有哪几种？答：弹性驱动、溶解气驱动、气压驱动、重力驱动、重力水驱动。

9、什么是达西定律？为什么说它是线性渗流定律？答：达西定律为q=KA∆p/μL 因为流量q 与压差∆p 呈线性关系，故达西定律也是线性渗流定律。

10、达西定律中各物理量的单位是什么？答：K —渗透率—m 2；A —横截面积—m 2；∆p —两个渗流截面间的压差—Pa ；μ—粘度—Pa ·s ；L —两个渗流截面间的距离，m 。

11、在什么情况下会产生非线性渗流？答：高速非线性渗流：一般会出现在气井或裂缝性油井中；低速非线性渗流：低渗，特低渗油藏或是稠油油藏中。

12解决渗流问题的一般思路是什么？答：第一步，建立比较理想的物理模型；第二步，对物理模型建立相应的数学模型；第三步，对数学模型求解；第四步，将求得的理论结果应用到实际问题中。

渗流力学1

物质守恒方程（连续性方程）三、物质守恒方程（连续性方程）
连续性方程的建立方法
– 微分法（无穷小分析法） – 积分法（矢量场分析法）
微分法建立连续性方程
• 以单相渗流为例（P. 32-33）
M’ z y x
M dx
M
M’’
首先考察x方向：设M点的质量流速为：则点M’的质量流速为：点M’ ’的质量流速为：
—流体通过多孔介质的流动称为渗流。
• 渗流力学
—研究渗流的运动形态、运动规律的一门学科，它是流体力学的一个重要分支。
• 渗流力学的特点
—多学科交差渗透的一门边缘学科
二、油气层渗流力学的发展概况
• 1856年——达西定律 • 1923年——气体在多孔介质中的渗流理论 • 1937 年 Muskat ——采油物理原理
∆ p L
四、高速渗流时
v
1. 现象
2. 研究的问题 3. 研究的思路和方法—借助于管流理论 4. 研究的结果
gradp
高速渗流规律
• 实验数据结果
lgλ 服从达西定律层流区过度区紊流区不服从达西定律
lgRe
判断线性流与非线性流的方法
•公式
R = e v kρ
2 3
λ
2 φ φk∆p ∆ = L 2ρ v
1 5 µφ 7 0
判断方法 Rekp=0.2—0.3
高速非达西流的数学描述
•指数式描述
dp v =c dL
n
1 ≤ n ≤1 2
•物理意义 n=1，达西流 n =0.5—1为过渡流； n =0.5 完全紊流区(渗流平方区, 惯性力成为主要的渗流阻力）
二项式描述
•描述的表达式

多相流体渗流特征油藏物理课件知识介绍

实验结果应用
根据实验结果，可以指导油田开发实践，优化开发方案，提高采收率和经济效益。
05
多相流体渗流在油藏工程中的应用
提高采收率的方法与技术
注水技术
化学驱油技术
热力采油技术
气驱技术
通过向油藏注水，增加油藏压力，提高驱油效率，从而提高采收率。
利用化学剂改变油水界面张力，提高驱油效率，
从而提高采收率。
的参考依据。
优化油田开发方案
03
通过模拟实验，可以优化油田开发方案，提高油田开发效果和
经济效益。
实验设备与流程
实验设备
包括模拟装置、压力计、流量计、加热器、冷却器等。
实验流程
包括准备实验材料、建立模型、注水、注气、生产等步骤。
实验结果分析与应用
实验结果分析
通过分析实验数据，可以得出多相流体在油藏中的流动规律、渗流特征和油藏参数等。
渗流现象及其重要性
定义
渗流是指流体在多孔介质中流动的现象，这种流动是受孔隙介质阻力控制的。
重要性
渗流在石油、天然气、水文学等领域具有广泛的应用，是研究油藏工程、地下水动力学、土壤水文学等学科的重要基础。
多相流体渗流的研究方法
实验研究
通过实验模拟多相流体的渗流过程，测量相关参数，如流量、压力、持水率等，以揭示渗流规律。
通过加热油藏，降低原油粘度，提高流动性，
从而提高采收率。
利用气体提高油藏压力，从而提高采收率。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 油藏数值模拟与优化
01
02
03
04
建立数学模型
根据油藏地质、流体和工程数据，建立数学模型。
数值求解
利用数值方法求解数学模型，得到油藏动态变化规律。

多孔介质中流体渗流特征及机理研究

多孔介质中流体渗流特征及机理研究多孔介质在各个领域中具有广泛的应用，例如岩石油气储层中的流体运移、土壤水分运动、水资源管理以及生物组织中的流体输运等。

研究多孔介质中流体渗流的特征和机理，有助于我们深入了解多孔介质中的流动规律，并为相关领域的工程设计和科学研究提供理论支持。

多孔介质中的流体渗流特征主要包括渗透率、渗透系数和渗流速度等。

渗透率是描述多孔介质对流体渗透能力的物理量，它与孔隙度、孔径分布以及孔隙连通性有关。

渗透系数是渗透率与流体的粘度之比，反映了流体在多孔介质中的渗透速度。

而渗流速度则是指单位时间内流体通过多孔介质的体积。

流体在多孔介质中渗流的机理主要包括孔隙流和扩散流。

孔隙流是指流体通过多孔介质中的连通孔隙进行的流动，其机制可以用达西定律来描述。

扩散流是指流体通过多孔介质中的非连通孔隙进行的流动，其机制主要受到孔隙尺度和流体分子扩散的影响。

多孔介质中流体渗流特征及机理的研究可以通过实验与数值模拟相结合的方法来开展。

实验研究可以利用可视化技术观察流体在多孔介质中的渗流过程，并利用流量计、压力计等仪器设备来测量渗透率、渗透系数和渗流速度等参数。

数值模拟可以利用计算流体力学模型对多孔介质中流体渗流过程进行模拟与计算，从而得到不同参数下的渗流特征和机理。

在实际应用中，多孔介质中流体渗流特征及机理的研究对于岩石油气储层开发、土壤水分管理以及地下水保护等具有重要意义。

研究流体在多孔介质中的渗流特征能够帮助我们预测地下水位和水质变化，进而实现对地下水资源的合理利用和管理。

此外，对多孔介质中流体渗流机理的深入了解，有助于改善油藏开发方案，提高天然气的采收率，从而提高油气田的经济效益。

总之，多孔介质中流体渗流特征及机理的研究是一个复杂而有挑战性的领域。

通过实验研究和数值模拟相结合的方法，可以更好地理解多孔介质中流体渗流的特征和机理，并为相关领域的应用和研究提供理论支持和指导。

随着科学技术的不断发展，我们相信在多孔介质中流体渗流特征及机理研究领域，将会取得更加重要的进展。

多孔介质中的渗流特性分析

多孔介质中的渗流特性分析多孔介质是一种由固体颗粒或纤维构成的材料，具有复杂的微观结构和多个孔隙空间。

在自然界和工程领域中，多孔介质渗流特性的分析对于地下水资源开发、油田开采、土壤水分运动以及过滤、吸附、传质等过程的理解和优化都至关重要。

本文将对多孔介质中的渗流特性进行详细的分析。

首先，多孔介质中的渗流特性与其微观结构和孔隙结构密切相关。

多孔介质的孔隙结构可以分为连通和非连通两种类型。

连通孔隙结构指的是孔隙之间存在直接通路，使得流体可以自由通过；而非连通孔隙结构指的是孔隙之间没有直接通路，流体无法自由通过。

多孔介质的渗透性主要由其孔隙结构决定。

孔隙结构的几何性质如孔隙直径分布、孔隙形状等都对渗透性产生影响。

其次，多孔介质中的渗流特性还受到多种因素的影响。

渗流特性的研究需要考虑流体的物理性质、多孔介质的化学性质以及宏观外部力场等因素。

流体的物理性质包括粘度、密度和表面张力等，这些参数会影响渗流速率和渗透压力。

多孔介质的化学性质则主要涉及其吸附性能、离子交换和酸碱性等，这些性质会影响多孔介质的渗透性和流场分布。

此外，宏观外部力场如重力场、压力场和电场等也会对多孔介质的渗流特性产生重要影响。

多孔介质中的渗流可以用流体力学和多相流理论进行建模和分析。

流体力学是研究流体运动规律和力学性质的学科，其中的达西定律和斯托克斯定律常被用于描述多孔介质中的渗流现象。

多相流理论则考虑了流体和固体相的相互作用，用于描述多孔介质中多个相（如气体-液体、液体-固体）同时存在的渗流现象。

通过建立适当的数学模型和方程组，并结合合适的边界条件，可以定量描述多孔介质中的渗流特性，如渗透率、流速分布和压力场分布等。

在实际应用中，通常采用实验和数值模拟相结合的方法研究多孔介质中的渗流特性。

实验方法主要包括渗透率试验、渗透性测定、压力变化实验等。

这些实验可以获取多孔介质的物理特性参数，验证模型的可靠性，并得到与实际应用相关的渗流特性信息。

流体力学讲义第十二章渗流

流体力学讲义第十二章渗流第十二章渗流概述一、概念1.渗流（Seepage Flow）：是指流体在孔隙介质中的流动。

2.地下水流动：在土建工程中，渗流主要是指水在地表以下的土壤和岩石层中的流动，简称为地下水流动。

判断：地下水的流动与明渠流都是具有自由液面的流动。

错二、渗流理论的应用1.生产建设部门；如水利、化工、地质、采掘等部门。

2.土建方面的应用给水方面排灌工程方面水工建筑物建筑施工方面三、渗流问题确定渗流量：如确定通过闸坝地基或井等的渗流流量。

确定渗流浸润线的位置：如确定土坝坝体内的浸润线以及从井中抽水所形成的地下水面线的位置。

确定渗流压力：如确定渗流作用于闸坝底面上的压力。

估计渗流对土壤的破坏作用：计算渗流流速，估计发生渗流破坏的可能性，以便采取防止渗流破坏的措施。

四、土壤的水力特性不均匀系数：（12-1）式中：d60，d10——土壤颗粒经过筛分时分别有60%，10%重的颗粒能通过筛孔直径。

孔隙率n：是指单位总体积中孔隙所占的体积，。

沙质土：n=0.35~0.45；天然粘土、淤泥：n=0.4-0.6。

1.透水性透水性（hydraulic permeability）：是指土或岩石允许水透过本身的性能。

通常用渗透系数k来衡量，k值越大，表示透水性能越强。

均质土壤（homogeneous soil）：是指渗流中在同一方向上各处透水性能都一样的土壤。

非均质土壤（heterogeneous soil）：是指渗流中在同一方向上各处透水性能不一样的土壤。

1各向同性土壤（isotropic soil）：是指各个方向透水性都一样的土壤。

各向异性土壤（anisotropic soil）：是指各个方向透水性不一样的土壤。

2.容水度容水度（storativity）：是指土壤能容纳的最大水体积与土壤总体积之比，数值与土壤孔隙率相等。

3.持水度持水度（retention capacity）：是指在重力作用下仍能保持的水体积与土的总体积之比。

渗流力学.

渗流力学渗流力学研究的内容流体通过多孔介质的流动称为渗流。

多孔介质是指由固体骨架和相互连通的孔隙、裂缝或各种类型毛细管所组成的材料。

渗流力学就是研究流体在多孔介质中运动规律的科学。

它是流体力学的一个重要分支，是流体力学与岩石力学、多孔介质理论、表面物理、物理化学以及生物学交叉渗透而形成的。

渗流现象普遍存在于自然界和人造材料中。

如地下水、热水和盐水的渗流；石油、天然气和煤层气的渗流；动物体内的血液微循环和微细支气管的渗流；植物体内水分、气体和糖分的输送；陶瓷、砖石、砂模、填充床等人造多孔材料中气体的渗流等。

渗流力学在很多应用科学和工程技术领域有着广泛的应用。

如土壤力学、地下水水文学、石油工程、地热工程、给水工程、环境工程、化工和微机械等等。

此外，在国防工业中，如航空航天工业中的发汗冷却、核废料的处理以及诸如防毒面罩的研制等都涉及渗流力学问题。

渗流的特点在于：（1）多孔介质单位体积孔隙的表面积比较大，表面作用明显。

任何时候都必须考虑粘性作用；（2）在地下渗流中往往压力较大，因而通常要考虑流体的压缩性；（3）孔道形状复杂、阻力大、毛管力作用较普遍，有时还要考虑分子力；（4）往往伴随有复杂的物理化学过程。

渗流力学是一门既有较长历史又年轻活跃的科学。

从Darcy定律的出现已过去一个半世纪。

20世纪石油工业的崛起极大地推动了渗流力学的发展。

随着相关科学技术的发展，如高性能计算机的出现，核磁共振、CT扫描成像以及其它先进试验方法用于渗流，又将渗流力学大大推进了一步。

近年来，随着非线性力学的发展，将分叉、混沌以及分形理论用于渗流，其它诸如格气模型的建立等等，更使渗流力学的发展进入一个全新的阶段。

渗流力学的应用范围越来越广，日益成为多种工程技术的理论基础。

由于多孔介质广泛存在于自然界、工程材料和人体与动植物体内，因而就渗流力学的应用范围而言，大致可划分为地下渗流、工程渗流和生物渗流3个方面。

地下渗流是指土壤、岩石和地表堆积物中流体的渗流。