滲流力學(xué)有關(guān)概念要點(diǎn)

1、精品滲流力學(xué)有關(guān)概念2.3.1 滲流力學(xué)指專門研究流體通過各種多孔介質(zhì)滲流時(shí)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。它是現(xiàn)代流體力學(xué)的一個(gè)重要分支，是油藏工程、油藏?cái)?shù)值模擬的理論基礎(chǔ)。2.3.2 不可壓縮流體剛性流體）又稱為剛性流體，是指隨著壓力的變化，體積不發(fā)生彈性變 '形的流體。2.3.3 可壓縮流體（彈性流體）又稱彈性流體，是指隨壓力的變化，體積發(fā)生彈性膨脹或收 縮的流體。2.3.4 體相流體指分布在多孔介質(zhì)孔道的中軸部分，其性質(zhì)不受界面影響的 流體。2.3.5 邊界流體指分布在孔道壁上形成一個(gè)邊界層，其性質(zhì)受界面影響的流 體。-可編輯-精品2.3.6 地下流體流場(chǎng)指地下流體與巖石相互作用所

2、占據(jù)的、并能在其中流動(dòng)的場(chǎng) 所或空間。2.3.7 變形介質(zhì)當(dāng)?shù)貙又械囊后w壓力降低時(shí)，巖石發(fā)生變形而使孔隙空間減 小，滲透率降低，這種孔隙空間發(fā)生變形的多孔介質(zhì)稱為變形介 質(zhì)。2.3.8 可變滲透率地層變形多孔介質(zhì)的滲透率不是常數(shù)，而是壓力的函數(shù)，具有這 種性質(zhì)的油、氣層稱為可變滲透率地層。2.3.9 多孔介質(zhì)以固相介質(zhì)為骨架，含有大量互相交錯(cuò)又互相分散的微小孔 隙或微毛細(xì)管孔隙的介質(zhì)叫多孔介質(zhì)。油氣儲(chǔ)層就是多孔介質(zhì)的一種。2.3.10 雙重孔隙介質(zhì)裂縫孔隙介質(zhì)又稱裂縫孔隙介質(zhì)，是指由孔隙介質(zhì)和裂縫介質(zhì)兩個(gè)水動(dòng)力 學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，兩個(gè)系統(tǒng)按一定規(guī)律進(jìn)行流體交換。-可編輯-精品2.3.11 滲流與地下

3、滲流流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)稱為滲流。流體在地層中流動(dòng)叫做 地下滲流。2.3.12 單相滲流指在多孔介質(zhì)中只有一種流體以一種狀態(tài)參與流動(dòng)。如在地層壓力高于飽和壓力條件下，油藏中的原油流動(dòng)，氣藏中的氣體流動(dòng)等。2.3.13 兩相滲流與多相滲流指在多孔介質(zhì)中有兩種流體同時(shí)參與流動(dòng)叫兩相滲流，如油 層中的油、水兩相流動(dòng)。同時(shí)有兩種以上互不混溶的流體參與流 動(dòng)叫多相滲流，如油層中的油、氣、水三相流動(dòng)。2.3.14 多組分滲流指含有多種組分的煌質(zhì)和非燒質(zhì)混合的流體在多孔介質(zhì)中 的流動(dòng)。2.3.15 并行滲流指兩種不混溶流體沿同一方向流動(dòng)。-可編輯-精品2.3.16 交互滲流兩種不混溶流體以相反方向流動(dòng)。2

4、.3.17 穩(wěn)定滲流（定常流動(dòng)、穩(wěn)態(tài)流動(dòng)）穩(wěn)定滲流又稱定常流動(dòng)或穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，是指流體在多孔介質(zhì)中 滲流時(shí)，密度和速度等物理量?jī)H與空間有關(guān)，而不隨時(shí)間變化。 一般只有在單相流體滲流時(shí)，才會(huì)發(fā)生穩(wěn)定滲流。2.3.18 不穩(wěn)定滲流（非定常流動(dòng)、非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)）又稱非定常流動(dòng)或非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，是指流體在多孔介質(zhì)中滲流 時(shí)，各物理量不僅與空間有關(guān)，而且隨時(shí)間變化。2.3.19 擬穩(wěn)定滲流準(zhǔn)穩(wěn)定潘流、半穩(wěn)定滲流油藏中各點(diǎn)的壓力隨時(shí)間呈線性降低，即以一固定下降速度 降低，通常把這種流動(dòng)稱為擬穩(wěn)定滲流，亦稱半穩(wěn)定滲流或準(zhǔn)穩(wěn)定滲流。2.3.20 線性滲流與非線性滲流流體在多孔介質(zhì)中滲流時(shí)，流體的滲流速度與壓差呈線性關(guān) 系

5、，這種滲流叫線性滲流。當(dāng)滲流速度增大到一定程度后，滲流 速度和壓力梯度之間不再呈線性關(guān)系的滲流叫非線性滲流。-可編輯-精品2.3.21 氣體滲流在多孔介質(zhì)中只有氣體一相參與流動(dòng)。2.3.22 氣體滑滲指氣體在多孔介質(zhì)滲流時(shí)，在固體孔壁上的速度，不為零， 存在一個(gè)"滑移"速度。當(dāng)氣體分子的平均自由行程與孔隙大小的 數(shù)量級(jí)大致相當(dāng)時(shí)，“滑移”對(duì)氣體滲流有明顯影響。2.3.23 氣體表面滲流指易在孔隙表面吸附的氣體在孔隙表面上的流動(dòng)。這種滲流 影響多孔介質(zhì)滲透率的測(cè)定，用易吸附氣體測(cè)定出的滲透率比非 吸附氣體或液體測(cè)定出的滲透率要高。2.3.24 滲濾（蠕流）均質(zhì)流體在多孔介質(zhì)中

6、，在毛細(xì)管力或位勢(shì)作用下緩慢的流 動(dòng)稱滲濾。2.3.25 點(diǎn)源與點(diǎn)匯在滲流場(chǎng)中，向四周發(fā)散流線的點(diǎn)叫點(diǎn)源，如在油（氣）田上的注人井圖2.2 5C a ）-可編輯-精品從四周匯集流線的點(diǎn)叫點(diǎn)匯，如在油、氣田上的生產(chǎn)井圖2 .2 5C b )2.3.26 徑向流流體在平面上從四周向中心井點(diǎn)匯集或從中心井點(diǎn)向四周2.3.27 單向流直線流流線為彼此平行的直線，弁且垂直于流動(dòng)方向的每一個(gè)截面上各點(diǎn)滲流速度相等的滲流方式叫單向流，又稱直線流(圖2.2-可編輯-精品圖2. 27單向流3 M向流壓力分布曲線.（bl單向流的水動(dòng)力場(chǎng)2.3.28 球形徑向流（球形流）？對(duì)塊狀底水油藏的厚油（氣）層，油（氣）井僅

7、鉆開油（氣）層頂 部，流線呈直線向中心點(diǎn)匯集，其滲流面積呈半球形，這種滲流方式叫做球形徑向流，簡(jiǎn)稱球形流 （圖2.2 8 ） o圖2 28球形徑向流2.3.29 二維滲流與三維滲流在多孔介質(zhì)中流動(dòng)的流體所有質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡及物理量都與空間兩個(gè)坐標(biāo)（x?y ）有關(guān)的滲流叫二維滲流，常稱平面滲流；與空間三個(gè)坐標(biāo)（x? y. z ）有關(guān)的滲流叫三維滲流，也就是立體空間 的滲流。球面徑向流就是一種三維流動(dòng)。-可編輯-精品2.3.30 二維二相滲流如果在一個(gè)地層單元中，兩相流體同時(shí)流動(dòng)，弁且是二維流 動(dòng)，這種滲流稱為二維二相滲流。溶解氣驅(qū)油藏中的油、氣向油 井的滲流就是一種二維二相滲流。2.3.31 三維

8、三相滲流如果在一個(gè)地層單元中，三相流體同時(shí)流動(dòng)，弁且是三維流 動(dòng)，這種滲流稱為三維三相流動(dòng)。2.3.32 這西定律、達(dá)西滲流、非這西滲流達(dá)西定律是滲流力學(xué)的基本定律。它表示流體通過多孔介質(zhì)單位截面積時(shí)，其滲流速度與沿滲流方向上的壓力梯度成正比關(guān)系。表達(dá)式為一一區(qū)普產(chǎn)dL式中V一滲流速度，cm/siK滲透率，D;N流體黏度，mPa sj器一沿滲流方向上的壓力梯度，MPa/cm.流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)符合達(dá)西定律稱達(dá)西滲流；不符合達(dá)西定律的滲流稱為非達(dá)西滲流。油氣在孔隙性儲(chǔ)層中的滲流就是一種達(dá)西滲流，油氣在裂縫性儲(chǔ)層中的滲流就是一種非達(dá)西滲 流。-可編輯-精品2.3.33滲流速度指流體流量Q與多孔

9、介質(zhì)橫截面積 Ai之比，表示通過單位 面積的流量。其公式為：廿*小AAi式中5滲流速度：Q總流量手介質(zhì)截面積。流體在多孔介質(zhì)中流動(dòng)的滲流速度不是流體質(zhì)點(diǎn)的真實(shí)速度，因?yàn)榱黧w運(yùn)動(dòng)時(shí)弁非通過全部面積，而是只通過多孔介質(zhì)中孔隙面積，故真實(shí)速度應(yīng)等于總流量除以孔隙面積。因?yàn)榻橘|(zhì)面積大于孔隙面積，所以滲流速度比真實(shí)速度小。2.3.34流體的流度流體在多孔介質(zhì)中流動(dòng)，有效滲透率（K ）與其黏度（）的比 值叫流體的流度入，）。如水和油的流度（入入流體在多孔介質(zhì)中流動(dòng)，有效滲透率（K）與其黏度3） 的比值叫流體的流度（A）.如水和油的流度GU, Ao）分別可表 本為；開明一流度表示流體流動(dòng)能力的大小.流度越大

10、，流動(dòng)能力越大,2.3.35 流度比流度比（M）是指驅(qū)替相（水）的流度（）與被驅(qū)替相（油）的流度-可編輯-精品（入O ）的比值。其公式為：流度比（M）是指驅(qū)替相（水）的流度GU）與被驅(qū)替相 （油）的流度（及）的比值。其公式為，2.3.36 滲流的初始條件在研究油（氣）層不穩(wěn)定滲流時(shí)，由于方程變量的解不僅是空 間位置的函數(shù)，也是時(shí)間的函數(shù)，因此必須對(duì)滲流過程的開始瞬 間狀況規(guī)定條件，這種條件稱為滲流的初始條件。2.3.37 滲流的邊界條件由于油（氣）層建立的微分方程的通解中包含許多待定系數(shù)和函數(shù)，因此必須給出一些條件來確定待定系數(shù)和函數(shù)。如果給出的條件是對(duì)所研究區(qū)域空間物理位置而言，這些條件稱為

11、滲流的 邊界條件。2.3.38 混溶驅(qū)替在多孔介質(zhì)中一種流體驅(qū)替另一種流體過程中，兩種流體之 間發(fā)生擴(kuò)散、傳質(zhì)和互相溶解等現(xiàn)象，這種驅(qū)替稱為混溶驅(qū)替。2.3.39 不混溶驅(qū)替在多孔介質(zhì)中一種流體驅(qū)替另一種流體時(shí)，相互之間不發(fā)生 擴(kuò)散、傳質(zhì)和互溶現(xiàn)象，這種驅(qū)替稱為不混溶驅(qū)替。例如水驅(qū)油-可編輯-精品過程。2.3.40 活塞驅(qū)替在多孔介質(zhì)中一種流體驅(qū)替另一種流體時(shí)，兩者之間存在一 個(gè)明顯的分界面，分界面像活塞一樣向前推進(jìn)，這種驅(qū)替方式稱為活塞驅(qū)替。2.3.41 非活塞驅(qū)替在多孔介質(zhì)中一種流體驅(qū)替另一種流體時(shí)，由于儲(chǔ)層微觀非 質(zhì)性，以及流體性質(zhì)差異和毛細(xì)管作用的影響而出現(xiàn)兩種流體合 的兩相滲流區(qū)，這

12、種驅(qū)替方式稱為非活塞式驅(qū)替。2.3.42 滲流封閉邊界邊界上，邊界法線方向的流體流動(dòng)速度分量等于零，這種邊 界叫封閉邊界。2.3.43 邊界效應(yīng)在生產(chǎn)井或注人井附近往往存在各種邊界，它對(duì)滲流場(chǎng)的等 勢(shì)線分布、流線分布和井的產(chǎn)量或注人量產(chǎn)生影響，這種影響叫邊界效應(yīng)。2.3.44 交互竄流在雙重介質(zhì)儲(chǔ)層中，由于孔隙系統(tǒng)與裂縫系統(tǒng)構(gòu)成兩個(gè)壓力-可編輯-精品場(chǎng)，互相之間的流體要進(jìn)行交換，這種現(xiàn)象叫交互竄流。2.3.45 交互竄流系數(shù)指雙重介質(zhì)儲(chǔ)層中孔隙系統(tǒng)中的流體向裂縫中竄流能力的大小。可用下式表示式中為一一交互竄流系數(shù)；Ki裂縫滲透率孔隙滲透率：口一裂縫密度fr.井的半徑.值大，表示流體從孔隙系統(tǒng)中

13、向裂縫系統(tǒng)中竄流能力強(qiáng)。2.3.46 流動(dòng)勢(shì)速度勢(shì))在滲流理論中為了便于分析問題，引用一個(gè)新參數(shù):=p*式中K一地層滲透率; 原油黏度3P 流體壓力.此參數(shù)稱為勢(shì)，引入這一概念后，達(dá)西滲流定律可寫成：v = -黑,即地層任一點(diǎn)上滲流速度值3)等于該點(diǎn)上勢(shì)對(duì)距離 (L)的一階導(dǎo)數(shù)的負(fù)值.2.3.47 壓力函數(shù)又稱為赫里斯奇昂諾維奇函數(shù)，是指一個(gè)與壓力、地層流體-可編輯-精品性質(zhì)有關(guān)的函數(shù)。符號(hào)為 Ho在拉普拉斯方程中用壓力函數(shù)差 H代替壓力差A(yù)p ,以便于得到油、氣兩相滲流時(shí)油井產(chǎn)量公式 和壓力分布公式，其形式與單相液體公式相似。2.3.48 阻力系數(shù)指表征流體在多孔介質(zhì)滲流過程中的阻力大小。其

14、公式如下F（打 式中f阻力系數(shù).<5多孔介質(zhì)的特征尺度;學(xué)一壓力差事P流體密度事AL巖樣長(zhǎng)度;q流體流量* 放一孔隙度； A巖樣橫截面積1 K巖樣滲透率.2.3.49 供給邊緣油藏外圍的廣大含水區(qū)往往為天然供給水源，使壓力保持不 變，這個(gè)能量供給前緣稱為油藏的供給邊緣。在油田開采過程中,許多油井同時(shí)生產(chǎn)，每一口油井的周圍都自然地劃分出大小不同 的供油面積，其邊緣稱為油井的供給邊緣。2.3.50 壓降漏斗在平面徑向流時(shí)，由于井的投產(chǎn)造成地層壓力下降，從井壁-可編輯-精品到供給邊緣，壓力下降幅度逐漸減小，具壓降面為漏斗狀的曲面,稱為壓降漏斗（圖2.2 9 ） o圖Z29壓降漏中半名b一油井半

15、徑才一某一供給 半徑，仇 邊綠供給壓力;加一井底壓力：上某一供給半徑的應(yīng)力2.3.51 壓力疊加原理油層中任何一點(diǎn)的壓力變化都等于各井在該點(diǎn)上引起的壓力變化的總和（圖2.3 0 ）。圈中A點(diǎn)的壓降等于三口井壓降之和，NPA = A P l + p 2 + P 3-可編輯-精品2.3.52 黏性指進(jìn)當(dāng)一相流體驅(qū)替與其不混溶的另一相流體時(shí)，由于兩相流體 黏度的差異，造成驅(qū)替相流體在兩相接觸處呈分散液束，像手指狀向前推進(jìn)，叫黏性指進(jìn)。2.3.53 前沿不穩(wěn)定性在多孔介質(zhì)中兩種流體非混相驅(qū)替時(shí)，驅(qū)替前沿出現(xiàn)黏性指 進(jìn)現(xiàn)象，因而使驅(qū)替前沿不能形成平滑的分界面，這種現(xiàn)象稱為前沿不穩(wěn)定性。2.3.54 飽和

16、度間斷飽和度躍變?cè)诙嗫捉橘|(zhì)非混相非穩(wěn)態(tài)兩相驅(qū)替滲流過程中，由于毛管力 的影響，在驅(qū)替前沿處出現(xiàn)驅(qū)替相飽和度雙值或三值狀況，這說明飽和度的分布在前沿處發(fā)生了不連續(xù)或“躍變",這種現(xiàn)象稱為飽和度間斷，也稱為飽和度躍變。2.3.55 流管分析法指研究滲流的一種模擬方法。此法將多孔介質(zhì)中的流體運(yùn)移 為流管束中的流動(dòng)來處理。這種方法只用于中、低孔隙度多孔質(zhì) 的滲流研究。-可編輯-精品2.3.56 匯源反映法指用來解決直線供給邊緣這種類型的邊界對(duì)滲濾規(guī)律的影響問題的一種方法。油井靠近直線供給邊緣時(shí)， 由于這種邊界的 影響，流體向油井滲濾的規(guī)律跟流體向無限大地層中單獨(dú)一個(gè)點(diǎn) 匯濾時(shí)的規(guī)律不一樣，但

17、眼無限大地層中存在等產(chǎn)量的一源一匯 （一口注人井和一口生產(chǎn)井）時(shí)的滲濾規(guī)律相同。因此，可以想以 直線供給邊緣為鏡面，在鏡面的另一側(cè)反映出一 口油井的鏡，即一個(gè)跟點(diǎn)匯產(chǎn)量相等的假想點(diǎn)源。這樣，可以把井靠近直線供給邊緣的滲流問題化成無限大地層中存在等產(chǎn)量的一源一匯的滲 流問題，從而求出油井的產(chǎn)量和地層中壓力分布公式，這種方法叫匯源反映法。2.3.57 有限差分法差分法也稱差分法，是指以差商來近似地代替偏導(dǎo)數(shù)，從而以差分 方程代替微分方程。這種方法適用于單相滲流、多相滲流、單組 分流動(dòng)、多組分流動(dòng)、一維流動(dòng)、多維流動(dòng)問題的處理，是一種 比較成功和有效的方法。2.3.58 導(dǎo)壓系數(shù)指壓縮性液體在彈性多

18、孔介質(zhì)中進(jìn)行不穩(wěn)定滲流時(shí)，表示壓 力傳遞快慢的一個(gè)參數(shù)。單位為 c m2/ s .并以希臘字母-可編輯-精品K式中獷導(dǎo)壓系數(shù),K滲透率32流體黏度；C綜合彈性壓縮系數(shù)，2.3.59 分流線流體流向兩個(gè)點(diǎn)匯（生產(chǎn)井）時(shí)，在兩個(gè)點(diǎn)匯之間存在一條將 滲流左右分開的流線，稱為分流線 （圖2.31 ）。-可編輯-精品分流戰(zhàn)圖2.31等產(chǎn)量?jī)蓞R的等壓線和流線圖Z32等產(chǎn)量一源一匯的等壓線和流線2.3.60 主流線連接注水井與采油井中心點(diǎn)的流線稱為主流線。主流線上質(zhì) 點(diǎn)的流速比其他流線上的質(zhì)點(diǎn)流速要快（圖2.3 2 ） o-可編輯-精品2.3.61 平衡點(diǎn)兩口生產(chǎn)井的分流線上滲流速度等于零的點(diǎn)稱平衡點(diǎn)（圖2

19、 .3 1中N點(diǎn)）。在平衡點(diǎn)附近形成死油區(qū) 2.3.62 滲流雷諾數(shù)指用來判別滲流是否符合達(dá)西滲流定律的準(zhǔn)數(shù)。 -> - - -T - W b h指用來判別滲流是否符合達(dá)西滲流定律的準(zhǔn)數(shù).符號(hào)為N加，可用卡佳霍夫公式計(jì)算；式中v 一滲流速度，cm/s;K一一滲透率，D;一一黏度，o. 1Pa ? S;F一密度，g / c m 3一一孔隙度，小數(shù)臨界雷諾數(shù)值為0.20.3 。當(dāng)N p o小于臨界雷諾數(shù) 時(shí)，滲流符合達(dá)西定律;N p o大于l臨界雷諾數(shù)時(shí)滲流不符合達(dá) 西定律。2.3.63 滲流指數(shù)與滲流系數(shù)比例系數(shù)指用來判別滲流流量與壓力梯度是否呈線性關(guān)系的指數(shù)方 程，即Q=C C d p / dL） n,式中指數(shù)n稱為滲濾指數(shù)。n在O. 51之間變化。當(dāng)n = l時(shí)，滲流流量與壓力梯度呈線性關(guān)系，-可編輯-精品流體滲流是線性滲流；當(dāng)0.5 <n < l時(shí)，流體滲流為非線性滲流。 C為滲流系數(shù)又稱比例系數(shù)，其大小取決于儲(chǔ)層和流體性質(zhì)。2.3.64 滲流狀態(tài)方程與滲流有關(guān)的物質(zhì)（多孔介質(zhì)、流體）都具有彈性，因而在滲 流過程中，其狀態(tài)不斷發(fā)生變化，物質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)也發(fā)生變化。描述這種由于彈性而引起力學(xué)性質(zhì)隨狀態(tài)而變化的方程叫滲流 狀態(tài)方程。2