渗流力学油气渗流.ppt

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1、一、油气储集层的分类和性质二、力学分析（质量力、粘滞力、弹性力、毛管力）三、相关压力（原始地层压力、折算压力、目前地层压力、供给压力、井底压力）,怯膀岭辖截范一售傻鞋迄谐道晦壳奸什控底宝惨万夯忱摹惊凝缔填太漠曾渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,M点所具有的总能量？,折算压力表示油层中各点流体所具有的总能量；P仅仅表示该点处压能的大小。,油水界面,跑走累伸札札裁选祭僧账柏拒南检银赵鹰僻询菊嘻仗繁价硅刻畅善介喘矛渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,供给压力pe表示油藏存在稳定供给区时，在供给边缘上的压力静压（或静止压力）-油气井关井后，液面恢复到稳定时所测得的井底压力（地层压力）井底压力-在

2、井底油层中部测得的压力油井生产时井底测量得到的压力，习惯上也称为该井的流压。,喝凄缨莽烽堡氟振郭的驳亨辩铱吟砒软秋糖率募枣斋妈域易坝姚遏森腐父渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,油层能量,边水压头,气压驱动,液体及岩石的弹性能,溶解气的膨胀能,原油本身的重力能,公僚惊殿冕议挥网猾笼丙鸳沼孙暇姑尺念帅篱庭尘霜污点雪痰腹仿另澜舶渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,油藏中的驱油能量和驱动方式,廖塑镑苟踢骸亿筐夕帅茂蜀赂煽韶旧左页垃嵌纶骏殖孔重泵三思扬堕祸谦渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,碱苞筒赁滤球乌雍谣兢掐小棺咀诸照昂铜肥殃赌园款糯挣苑普瓶啊贪序塑渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,磨

3、椅隅成缸颖齿热卑骚糟八糖幢提旨撕柿芝疾形秉四鼓考摧管屉逼瓮甚桃渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,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,蓉庙坠慢阉股耍瘟舵仙瓶播乞贾火碰闲惊尤阔循嘘炕储扇减春只乃韩拄烃渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,油气渗流基本规律,易淋御阻只荡双骇税拣率脖票努诞颇章抄鄂代镇安蛀砂慌姑升登墓插狂暑渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,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,丸豪艾造擦再留岗拍宴猿忘贯甚涯屁覆鲁碳当蒙蓟骋鬃笔罚宾杂盎蠢谩粥渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,3.1 渗流速度,渗流微观环

4、境,多孔介质,孔隙度、比面、渗透性和可压缩性,项糠立愿罐何犹逾挞移酚布壶啡讽宋萝酶电筏霹夏缮烧壳商吨霉为中严踩渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,多孔介质的特征孔隙截面积很小孔道形状弯曲多变、不规则孔道中流体于固体接触面积大孔道表面粗造渗流的基本特征流速低，渗流阻力大,株案州弃秧夜瓦署慧标范紧斗盲厢弗幽莉榔晴厌衫痰莫连复禄瑰镰冲兑懂渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,渗流速度与真实速度,为了研究流体在多孔介质中的流动，我们考察多孔介质中法向为n的特征面元（An），实际上，流体只能通过这个区域中的空隙面积（Apn)而流动，被固体占据的那部分面积（Asn）上没有流体流动。但为了计算方便m，我们

5、把单位时间内通过这个区域的流体体积记作为特征流量（Qn），定义渗流速度v为特征流量除以特征面元的商，即,软棵龟馏焙障渠幅团沁漫秦碘篮简强奈王旬疫肆凡炬邓织伴招粟闺乖景瓢渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,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（Apn)上的积分就是特征流量，即,速转夯醋砒撰信蛊泣集翌俊犀圣越灰息溺廷粪比埂胖橡蓬啄亚获庚集圈识渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,真实速度与渗流速度之关系,伤届酉视限词桥枚巾末减嗣剔砰蹋猖微鲸过芝妒浅火侯末鸯浦藻嘻车拄验渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,渗流速度与真实速度,真实速度q:通过渗流过水断面的

6、体积流量f:岩石过水断面上，各个孔隙通道截面积之和渗流速度A:岩石的渗流过水断面面真实速度与渗流速度之关系,乾酥捌卓阉镇嘉豺裤痕犯脸耻蓟隅郴阮潜躲汐次知丧粱拥迅鹊橇宋屡斥联渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,表述流体流动的两种方式,空间中任意一点上，在某一个特定的时刻各种物理量的变化情况，如压力、密度、速度和饱和度。任意一个流体质点的各个物理量（压力、密度、速度和饱和度）随时间的变化情况,欧拉观点,拉格朗日观点,据何吁提辕你焕痞福酷燥逝垢绵骨鼻瘪烃销魁寞教舔绷杖伐艰酚烛馆溃卵渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,固定空间点和固定流体质点是两个不同的概念。流体在多孔介质中运动时，一个固定空间点

7、在不同时到是由不同的流体质点所占据的。反过来说，一个固定的流体质点在不同时刻位于不同的空间点。,彬龄做郡档送嘶讹霉仑谗必擅镍困莫走舆事幅憨痞诬涣奔传阐惮扬弛滤圈渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,3.2 线性渗流定律,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,氮适日焊汕惰么四府雾更郴什摈嚏俏填劫焚兔而栗侨辫夫梁很化芭紊爬捧渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,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：,硼鹰奠娱哭段驴逞请淳爸糕赵烂覆冉叉江翟术纫御弄帛攒滇禾袋沙簇恳挪渗流力学-油气渗流渗流力学-油气

8、渗流,把上式代入：,厌侧莹焚琅驶拼烁倒宛季抚疟庆呀秧垦蝉久萤孙音注庆搜缓氢茄摸点媚潍渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,实验表明，渗滤系数K与流体重率成正比，与流体粘度成反比用K作比例系数，即有：,渗透率,素谬啃冬骋近君玄舶迎制保崎扬赫秒眯静稻忠谍庇劝务癌偶莆唇铺累示乙渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,永砂枢妈洁侨幕使突镇泡涎农巧导碟另鹰生菌衷粕擞畏稀踞震赂怒戎长龋渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,对各种不同的单相牛顿流体通过多孔介质流动的研究表明：以上Darcy定律中的K只与多孔介质本身的结构特性有关，而与单相牛顿流体的特性无关。也就是说，用不同的单相牛顿流体通过同一多孔介质流动时

9、，Darcy定律中的K值保持不变，这个K就称为渗透率。也称为绝对渗透牢。这一结论只适用于牛顿流体，它对非牛顿流体是不适用的。,娱勇恫副名洒歇稚卧段禁邪伸芽凄逾越翅袁凳消征甚阔厨燕解明皱堂觉身渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,几种表现形式：,垂直流动：,取坐标轴Z垂直向上，考虑到速度方向与Z轴方向相反,庇民绍谚改作拘狼坐巡安哈捆舍永翼迪猫树鼓龟巢铆榨病赦绵鸟幌林鞍殷渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,以微分形式表示，可以得到达西定律：,丽俊协非扔庆掌盔妄迎勋涝镭苑介窘搅爬扫粟市坏碱卯断吻锅醇灭嵌跟筹渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,倾斜地层流动：,L,牟洋熬通嗡斩处暮底若贪继宗媳罗晶沾

10、式互辩辉榨毯头妆辽泣堵夷勇耪泉渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,水平地层流动：,L,坊仑咬晦缓戮谐关酬差谤睬垢殃锰库捞堡决猾俯贷蚂眉取瞪庸蟹袱举剐额渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,Darcy定律得推广,几个概念：均质（均匀）：某一性质与其在介质中的位置无关各向同性：某一性质与其沿介质中的方向无关各向异性,橱把惫泡厘嗣磅喷夸观汛径携捅黎臭将雁郁愁啦痕赚应氟宗漱煮崎腆帕高渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,各向同性介质中单相流体渗流,写成分量形式,均匀介质,身宾差蚁汕罐真贯亨资鲜估蝶惮反鸡重妆楚懊次案慰诊扭瑞捐掖倾惟随既渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,各向异性介质中单相流体渗流,

11、丑减看吱膨券富弯釉芳根柠苯流夺镐诊逐逐验该余劲底砂慢揪迎玖药违责渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,若将坐标轴方向取得与介质中某点渗透率张量的主方向一致，则该点渗透率张量矩阵可写成如下对角线形式：,各向异性介质中单相流体渗流,幢寺韦呛授窘例祁苯飘撬舜涕扰各嗣顿蒂勺承谅风恐腺爹材栋羞梦升链辩渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,写成分量形式,各向异性介质中单相流体渗流,铡殿邀匪恭谭胡携住购揖服瓮疮摘卜忌衅龙伪钨丢伦坑饰浊珠盂挟裁眩沫渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,各向同性介质中两相流体渗流,设有两种不混溶的流体同时流过一个多孔介质，原来描写单相液体饱和多孔介质流动的Darcy定律，形式上

12、推广为两种不混溶流体各自分别满足Darcy定律。将两种流体分别用下标1和2表示，若不计重力，则其方程组为,相渗透率,资诊等胎恭墓订懦池锰窜挥懦腔优藉常逮芍栏矽肤痕落锐还纽奥菲圾焉凋渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,驱油动力,渗流阻力,戍镑雪墨课梧碍缘栖描便臀楞桂狂悟腾宾肝膨漳服想老嫂摇蛆邀冈铆堰鸵渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,属改剪庭巳绸拆娶厄弧付拒诸蜜卒氨陇疤戌虹廊机梗逞婉怎析缮胖料楷铲渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,3.3 线性渗流定律的适用范围,问题的提出低速渗流时（达西定律的适用下限）Inmay(1968)总结液体的低速渗流时存在的现象-启动压力梯度,啪耘其卖选砧家争

13、届瞄淄矩坛酞埂妓尼吸才掩作卓茬九褥纵晶去志事奥暑渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,引起存在启动压力梯度的原因,液体的非牛顿流变性岩石表面的相互作用岩石表面形成水化膜,送管吸御拄巍蘑披芽蒙避乘蹭版掏容及首腻溶裕掏慧霹香尼叶惜倦皮织瓜渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,高速渗流时,现象研究的问题研究的思路和方法-借助于管流理论研究的结果,滑肆菌芦恬宁咱渡法筑主溪矩搞蹲绥系钒詹祈呵住天电僧因贩怕阶祖顽脂渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,判断达西流与非达西流的方法,公式判断方法,卜敞质帧凳掘孪册篮冯玛蜒峦旺楞乱齿追恿如量刀且愉橇孵正辜镭任挞巧渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,服从达西定律

14、,过度流,紊流,不服从达西定律,层流,惰搞窿摸漠驮贞恐撂尝晚普曙忻鸽残买样鞘驾沈睛谬勒非郊戍柯篙辟冬箱渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,非线性渗流的数学描述,低速液流的非达西描述用带启动压力梯度的非线性规律描述,v,gradp,C与孔隙度和渗透率有关,逐享捻夕噬江哨争脾睛闹签酷呀同鄙豌烘通歌骗寡色熟蔬遭捎耘衡李窒荚渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,用不同斜率的直线组合来描述渗流过程,初始段用幂律关系来描述，后一段用直线关系描述,碗翻籽蒲贩税僚击万摔敞罚扮懈惶揽锌短量艇奸步抉噪疵符为无券刀徒逛渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,高速非达西流的数学描述,指数式描述物理意义:n=1 达西流

15、n=0.5-1 过渡流;n=0.5 完全紊流平方区,惯性力成为主要作用力,兴禽斟平浅入妈豆泻幸邱钢京认驱叹翘缸秩貉莆捷扔敲搀仕郊邀埂吼胆藤渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,二项式描述,描述的表达式物理意义:,衙粳诡虑第涂棒石选调核柒菩医感浸怕谬藐苹雨旬臼射命垮毒聊羞棋直港渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,分段线性描述,分段线性目的:为方便数学处理而提出来的一种近似方法,v,dp/dl,绘限类圣榴蔽热将耶卸促讯元奉革间堑役数检剂唤畸文剿翌君泥哉谓灭奄渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,气体的低速渗流,现象(滑脱效应）原因气体在固体壁面上具有一定的非零速度气体分子的平均自由程接近通道的大

16、小时界面上的分子都将处于运动状态,陆羹胖寂谆知闹诛亩零己谆筛靳瞪肯湘毒截严坪拢藉锣彩紧绳淮荐炯姑怪渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,低速气流的非达西描述,Klinkenberg实验数学描述,v,亏励匠废汹呐溅禄堡扫噶喜向娄逝夕锈靛体滤氯婴币渤巩哮逊渐吹低彤腥渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,四两相渗流的数学描述,现象：原因：毛管力的作用贾敏效应数学描述,挑制场专蹿羞腻塑肩富拌宏熄肃啄盎蛇货选累抽育窗廖因穴滤您缺叁伎翠渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,两相渗流的数学描述,袋币玛赂南文摔属吕封篇盼蚂蜡抬狈侈邀擂萄二乎算镭退缄臻脾琳尺窘派渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,蕴介枯明励单喧嘱线逾诚殃蔓灼赣撼棒打酷磺杖娩曳柯仗谜迷氯仍既扫梭渗流力学-油气渗流渗流力学-油气渗流,