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1、M点所具有的总能量？ZPHPrp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。油水界面第1页/共51页 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。第2页/共51页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第3页/共51页油藏中的驱油能量和驱动方式油藏中的驱油能量和驱动方式第4页/共51页第5页/共51页第6页/共51页驱动方式水压驱动 弹性水压驱动刚性水压驱
2、动气压驱动溶解气驱动 水压混气驱重力驱动第7页/共51页油气渗流基油气渗流基本规律本规律第8页/共51页 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第9页/共51页3.1 渗流速度渗流微观环境多孔介质孔隙度、比面、渗透性和可压缩性第10页/共51页 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，渗流阻力大第11页/共51页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（As
3、n）上没有流体流动。但为了计算方便m，我们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nnAQv第12页/共51页 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pnApnnndAuQpnApnnndAuAv1pnApnpnnpnndAuAAA1u第13页/共51页uv真实速度与渗流速度之关系第14页/共51页渗流速度与真实速度 真实速度q:通过渗流过水断面的体积流量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f
4、qu/vu Aqv/第15页/共51页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第16页/共51页 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。第17页/共51页3.2 线性渗流定律LhhAKQ21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成反比渗滤系数第18页/共51页
5、gupZh22pZh)()(2211pZpZh 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：第19页/共51页212211)()(ppLpZpZh把上式代入：LhhAKQ21LppKLppKAQV21211g第20页/共51页实验表明，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：gKK 渗透率第21页/共51页LpAKQLpAQK第22页/共51页 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，
6、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。第23页/共51页几种表现形式：垂直流动：gLppKV21取坐标轴Z垂直向上，考虑到速度方向与Z轴方向相反zpLpp21LppKLppKAQV21211gKK 第24页/共51页以微分形式表示，可以得到达西定律：gzpKV第25页/共51页倾斜地层流动：LsingLpKVLzpKVr第26页/共51页水平地层流动：LxpKV第27页/共51页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第28页/
7、共51页各向同性介质中单相流体渗流gpKV写成分量形式gzpKVypKVxpKVzyx均匀介质第29页/共51页各向异性介质中单相流体渗流zzzyzxyzyyyxxzxyxxKKKKKKKKKK第30页/共51页 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： zzyyxxKKKK000000各向异性介质中单相流体渗流第31页/共51页写成分量形式gzpKVypKVxpKVzzyyxx各向异性介质中单相流体渗流第32页/共51页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
8、，形式上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xpKVxpKV22221111相渗透率第33页/共51页KALpKALgLppQr21RUI驱油动力渗流阻力第34页/共51页物理量 英制 国际单位制 渗透率 k 毫达西 微米平方 长度 L 英尺 米 m 面积 A 平方英尺 平方米 m2 渗流速度 Ft/h ft/s M/h m/s 流量（油） 桶/天 Stb/d 方/天 流量（气） Mscf/d 万方/天 压力 P psia 兆帕 Mpa 粘度 厘泊 毫帕.秒 mpa.s 第35页/共51页3.3 线性渗流定律的适用范围 问题的
9、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Vgradp第36页/共51页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第37页/共51页高速渗流时 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vgradp第38页/共51页判断达西流与非达西流的方法 公式 判断方法3 . 02 . 0ekpR22321750LvpkkvRe第39页/共51页服从达西定律过度流紊流不服从达西定律层流eR第40页/共51页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
10、律描述vgradpC与孔隙度和渗透率有关)(0cgradpkvvcgradpcgradp第41页/共51页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gradpkvgradpkv21bgradpbgradp第42页/共51页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 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ndldpcv121 n第43页/共51页二项式描述 描述的表达式 物理意义:2vvkuLp第44页/共51页分段线性描述 分段线性 目的:为方便数学处理而提出来的一种近似方法vdp/dl第45页/共51页气体的低速渗流 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小时界面上的分子都将处于运动状态 Kp1第46页/共51页Lppbukv1低速气流的非达西描述 Klinkenberg实验 数学描述vLppbgradpkv1第47页/共51页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kkkkkk2121ccrpcos21121212rrppp第48页/共51页两相渗流的数学描述gradpkvgradpkvooowww第49页/共51页第50页/共51页感谢您的观看！第51页/共51页
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