《滲流力學(xué)》復(fù)習(xí)題及答案

1、中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院滲流力學(xué)期末復(fù)習(xí)題一、概念題（可由文字或公式表示，本類型題目也可以以填空題的形式出現(xiàn)）1、壓力梯度曲線2、非線性滲流的二項式3、采油指數(shù)4、不完善并折算半徑5、勢的疊加6、平面徑向穩(wěn)定流的滲流阻力7、穩(wěn)定試井8、折算壓力9、活塞式水驅(qū)油10、滲流速度11、達(dá)西定律12、匯點反映13、綜合彈性壓縮系數(shù)14、導(dǎo)壓系數(shù)15、等飽和度面移動方程二、簡答及概念題（本類型題目有的可以以填空題的形式出現(xiàn)）16、按照儲集層的空間形態(tài)，油藏可以分成為哪兩種類型？17、簡述油藏開發(fā)中的幾種天然能量對應(yīng)驅(qū)油方式。18、簡述油藏流體滲流時流體質(zhì)點真實平均速度的概念，及其與滲流速度的關(guān)系

2、。19、簡述多口生產(chǎn)井同時生產(chǎn)時存在死油區(qū)的原因，并給出2種以上動用死油區(qū)的方法。20、寫出不穩(wěn)定試井的概念。21、寫出單相不可壓縮流體單向滲流時的產(chǎn)量表達(dá)式。22、根據(jù)鏡像原理，作出圖中兩條斷層相夾油井的“鏡像”：120等等類型，復(fù)習(xí)備注：此題可以擴(kuò)展為兩條平行斷層、兩條斷層呈直角、兩條斷層呈 的時候應(yīng)該要注意。23、什么是壓力的疊加原理？（可由公式或文字表達(dá)）24、簡述油水兩相滲流區(qū)形成的原因是什么，其中哪一個更重要？25、作出單相液體封閉邊界，油井定產(chǎn)時地層的壓力波傳播示意圖，并說明壓力傳播的階 段及其特點。（此題還需要注意和它相似的另外三種情況：封邊外邊界、油井定壓；定壓外邊界、油井定

3、產(chǎn)；定壓外邊界、油井定壓）26、什么是匯源反映法？匯點反映？ 三、在由一條斷層和一條直線供給邊界構(gòu)成的水平、均質(zhì)、等厚油藏中有一口生產(chǎn)井，如圖所示，供給邊界的壓力為 pe,井到水平邊界距離為 a, 到垂直邊界的距離為 b,地層滲透率 K,原油粘 度科，孔隙度。，油層厚度h,油井半徑Rw,在 穩(wěn)定滲流的情況下，試寫出該井井底流壓的表達(dá) 式。（本題15分）考慮：如果是不穩(wěn)定滲流時井底流壓的表達(dá)式又 是什么四、推導(dǎo)考慮重力與毛管力作用下的含水率公式。1K fw1 記 一(_ . ipSin -i)VtEx二 K1 2.Ko。Kw另外請考慮其它三種情況：（1）毛管力和重力都不考慮、（3）考慮重力，不考

4、慮毛管力。,Pw,Rw斷 b 守層aPe Pe題三圖（本題共10分）（2）不考慮重力，只考慮毛管力、五、已知地層被直線供給邊界（邊界壓力為pe）分割成為半無限大地層，邊界附近一口生產(chǎn)井以定壓 pw生產(chǎn)（如右圖），井距邊界距離為a,oa地層厚度為h,滲透率為K,孔隙度為。，流體粘度為 科，生產(chǎn)井井底半徑為rw ,綜合彈性壓縮系數(shù)為 Ct,請建立此情況下地層不穩(wěn)定滲流的數(shù)學(xué)模型（或者穩(wěn)定滲流時的數(shù)學(xué)模型），并求地層壓力分布、或者生產(chǎn)井的產(chǎn)量表達(dá)式。（備注：這一類型的題目一般要注意告訴的是什么條件.穩(wěn)定滲流或者不穩(wěn)定滲流.牛產(chǎn)井定壓還是定產(chǎn)）dA2d六、直線供給邊緣附近有兩口井 A、B,其中供給邊緣

5、上的 壓力為pe, A井產(chǎn)量Qi, B井產(chǎn)量Q2, A井距斷層為d, B井 距斷層為2d （見圖），地層厚度h,原油粘度科，滲透率K, 導(dǎo)壓系數(shù)為Y,井半徑均為Rw,求A、B兩井同時生產(chǎn)Ti 時間后的A井及B井井底壓力（6分）？假如Ti時刻之后A 關(guān)井，再繼續(xù)生產(chǎn) 丁2時間后A井井底壓力變化又如何（4分）？（本題10分）考慮：（1）如果把直線供給邊界換做斷層呢？（2）如果此時的滲流是穩(wěn)定滲流，A井的井底壓力如何表示?八、推導(dǎo)一維水驅(qū)油等飽和度面移動方程。X-Xo-fwiSd Q(t)dt0/It、(本題15分)中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院滲流力學(xué)期末復(fù)習(xí)題答案一、概念題（可由文字或公式表示

6、）（每小題2分，共計30分）1、壓力梯度曲線答案：pi=a+bH ； b為壓力系數(shù)、pi為原始地層壓力、H為油層中部深度； 壓力系數(shù)b1.2 屬于異常高壓油藏、壓力系數(shù)b0.7為異常低壓油藏，b在0.71.2之間的是常規(guī)油藏。2、非線性滲流的二項式答案： 空 =aQ + bQ2;其中縱流體流量、Ap/L為壓力梯度、a和b為與巖石是流 L體性質(zhì)有關(guān)的系數(shù);注：這里要主要和非線性滲流的指數(shù)式區(qū)分其中Q為流體流量、A p/L為壓力梯度、C為滲流系數(shù)、n為滲流指數(shù) 3、采油指數(shù)答案：J =_G,單位生產(chǎn)壓差時油井的日產(chǎn)油量。標(biāo)志油井生產(chǎn)能力的大小，它的 p物理意義是壓差為1個單位壓力時油井的產(chǎn)量4、不

7、完善并折算半徑答案：由于井底不完善，導(dǎo)致流線集中而引起的附加壓力降落 ，把實際不完善井用一個 產(chǎn)量與之相當(dāng)?shù)募傧胪晟凭畞泶?，這個假想完善井的井半徑稱為實際不完善并折算半徑r wr o備注：一般井的不完善性可以分為三類：打開性質(zhì)不完善，打開程度不完善和雙重不 完善；除了用井的折算半徑表示之外，還可以用表皮系數(shù)來表示由于井的不完善性而出現(xiàn) 的井底附加阻力。5、勢的疊加NN答案：主要是指勢函數(shù)白疊加，=工 i = i-qLln r. +C, I1,無限大地層中有Ni 1y .2二口井穩(wěn)定生產(chǎn)時，地層中任意一點的勢函數(shù)等于這些井單獨生產(chǎn)時在該點的勢函數(shù)的和。6、平面徑向穩(wěn)定流的滲流阻力答案：r =

8、L In re2 Khrw7、穩(wěn)定試井答案：穩(wěn)定試井是通過人為的改變油井工作制度，待生產(chǎn)穩(wěn)定之后，測量出各不同工作制度下油井的產(chǎn)量、生產(chǎn)壓差、產(chǎn)氣量、含沙量和含水量等資料，以便弄清油井的生產(chǎn)特征和產(chǎn)能大小，從而確定油井合理的工作制度。8、折算壓力答案：pr = p + ?Z ,表示油層中各點流體所具有的總能量9、活塞式水驅(qū)油答案：假設(shè)水驅(qū)油時，油水接觸面將垂直于流線均勻地向井排流動，含水區(qū)和含油區(qū) 截然分開，這稱為活塞式水驅(qū)油。10、滲流速度答案：v二Q,即流體通過多孔介質(zhì)時，假設(shè)單位時間內(nèi)流體通過整個巖石截面對應(yīng)A的流體速度。11-達(dá)西定律一一答案：Q =KA3或者Q =KA也 J ：LJ

9、L流體通過多孔介質(zhì)時，流量和多孔介質(zhì)兩邊的壓差呈線性關(guān)系；12、匯點反映答案：以斷層面為界面，一口生產(chǎn)井鏡像反映得到同樣的性質(zhì)的井，稱為匯點反映。注意：匯點反映的特點是映像井和原井以斷層對稱，性質(zhì)相同且強度相同。13-綜合彈性壓縮系數(shù)一一答案：Ct =Cf十Cl ,單位體積的地層巖石，在壓力下降一個單位的時候，由于巖石體積壓縮和流體體積膨脹而從巖石中排擠出來的流體總體積；14-導(dǎo)壓系數(shù)一一答案： 上，表示壓力波在地層中傳播速度的快慢量，物理意義為單位時間內(nèi)壓力波在地層內(nèi)傳過的面積。15-等飽和度面移動方程一一答案：x-xo =fw(Sw2 q(t)dt0A 016、按照儲集層的空間形態(tài)，油藏可

10、以分成為哪兩種類型？答案：層狀油藏和塊狀油藏17、簡述油藏開發(fā)中的幾種天然能量對應(yīng)的驅(qū)油方式。答案：水驅(qū)、氣頂氣驅(qū)、溶解氣驅(qū)、彈性驅(qū)、重力驅(qū)18、簡述油藏流體滲流時流體質(zhì)點真實平均速度的概念，及其與滲流速度的關(guān)系。答案：流體在砂層中只是在其中的孔隙通道內(nèi)流動，因此流體通過砂層截面上孔隙面積的速度平均值u反映了該砂層截面上流體流動真實速度的平均值。u = 丫19、簡述多口生產(chǎn)井同時生產(chǎn)時存在死油區(qū)的原因，并給出2種以上動用死油區(qū)的方法。答案：幾口生產(chǎn)井同時生產(chǎn)時，由于滲流速度疊加，會出現(xiàn)滲流速度為零的區(qū)域，該區(qū)域即形成死油區(qū)。處理方法包括：(1)其中某幾口油井轉(zhuǎn)注；(2)交替變化油井產(chǎn)量;(3)

11、補充新井20、寫出不穩(wěn)定試井的概念。答案：當(dāng)油井的工作制度發(fā)生改變，在其改變的同時測量井的井底流壓變化，從而獲 得地層參數(shù)的地層測試方法稱為不穩(wěn)定試井。包括壓力恢復(fù)試井、壓力降落試井等。（如滲透率）、地層壓力和壓力恢復(fù)試井是指在油氣井關(guān)井停產(chǎn)后，引起油氣層壓力重新分布的這個不穩(wěn)定過程 中，測得井底壓力隨時間變化的資料，根據(jù)曲線形狀來分析油氣層性質(zhì)求得油氣層各種資 料。壓力降落試井是指生產(chǎn)井在定產(chǎn)量生產(chǎn)的條件下，測量并繪制出井底壓力隨時間的恢 復(fù)曲線，利用它的直線段斜率可以推算出生產(chǎn)層的水動力學(xué)參數(shù) 井的完善系數(shù)。21、寫出單相不可壓縮流體單向滲流時的產(chǎn)量表達(dá)式。答案：Q=w（備注：這個地方應(yīng)該

12、聯(lián)想一下平面徑向滲流的產(chǎn)量表達(dá)式，即裘比公式）答案:22、根據(jù)鏡像原理，作出圖中兩條斷層相夾油井的“鏡像”。如果是平行斷層，則平行斷層中一口生產(chǎn)井映射之后出現(xiàn)一個直線無限井排，示意圖 如下:23、什么是壓力的疊加原理？（可由公式或文字表達(dá)）n答案：壓力疊加主要是指壓力函數(shù)的疊加，即p（x,y） = 2 R（x,y）。i 124、簡述油水兩相滲流區(qū)形成的原因是什么，其中哪一個更重要?答案：粘度差（粘滯力）、重度差和毛管力。其中粘度差更重要。25、作出單相液體封閉邊界，油井定產(chǎn)時地層的壓力波傳播示意圖，并說明壓力傳播的階 段及其特點。答案：該壓力波傳播應(yīng)分為二個階段（本應(yīng)為三個階段，但其中的過渡流

13、階段可以忽 略），這二個階段分別是：第一個階段，壓力沒有傳到邊界之前，壓力在地層內(nèi)的傳導(dǎo)類似于無限大地層壓力傳 導(dǎo)過程；第二個階段是壓力傳到邊界，且經(jīng)過一段時間之后，地層中每一個地方的壓力下 降的速度都一致，即出現(xiàn)了擬穩(wěn)定滲流階段。壓力恃酗界之前,鈕傳至邊界，出巡 猿定海說（備注：此題還需要注意和它相似的另外三種情況：封邊外邊界、油井定壓；定壓外邊界、油井定產(chǎn)；定壓外邊界、油井定壓，此處略，一定要相關(guān)內(nèi)容） 26、什么是匯源反映法？匯點反映？答案：在求解直線供給邊界附近存在一口生產(chǎn)井的滲流問題時，以直線供給邊界為對 稱軸，在其另一側(cè)與生產(chǎn)井對稱的位置上，虛設(shè)一口等產(chǎn)量的注入井，把問題轉(zhuǎn)變成無限

14、 大地層存在等產(chǎn)量一源一匯的求解。在求解斷層邊界附近存在一口生產(chǎn)井的滲流問題時，以斷層為對稱軸，在其另一側(cè)與 生產(chǎn)井對稱的位置上，虛設(shè)一口等產(chǎn)量的生產(chǎn)井，把問題轉(zhuǎn)變成無限大地層存在等產(chǎn)量兩 匯的求解。三、在由一條斷層和一條直線供給邊界構(gòu)成的水平、均質(zhì)、等厚油藏中有一口生產(chǎn)井， 如圖所示, 供給邊界的壓力為 pe,井到水平邊界距離為 a, 到垂直邊界的距離為 b,地層滲透率 K,原油粘Pw,RwPePe度科，孔隙度。，油層厚度h,油井半徑Rw,在穩(wěn)定滲流的情況下，試寫出該井井底流壓 的表達(dá)式。（本題15分）考慮：如果是不穩(wěn)定滲流時井底流壓的表達(dá)式又是什么（答案略）？答案：(1)根據(jù)鏡像反映原理，

15、作出映像井及其位置:(2)寫出任意一 口井在地層中勢的分布:i 2 二(3)四口井形成的勢進(jìn)行疊加：=-qln2 二12找特殊點把積分常數(shù)消去，可知 C =：，e(5)因此可知中=-qln2 二(6)因此可知井底流壓公式為:2 二 KhQ、一lnPe - Pw日b12aJa2 +b2備注：請思考此題如果是不穩(wěn)定滲流的時候，是什么樣的情況?四、推導(dǎo)考慮重力與毛管力作用下的含水率公式。（本題共10分）Ko 1 ：Pc1 丁 丁(-:gSin：)o Vt ex.w Ko1 % Kw另外請考慮其它三種情況：（1）毛管力和重力都不考慮、（2）不考慮重力，只考慮毛管力、（3）考慮重力，不考慮毛管力。（這三

16、種情況的答案這里不寫，但同學(xué)們應(yīng)該要會）答:任意一個滲流界面上，含水率為：fwVwVwVo運動方程為：voKo無 一3一89小卜vw o三xK 二 P會w-：gsin ： 口w . fx由運動方程可得:o 一vKoPoPogSinct , xKwP 一-PwgSina （3 分） x兩式相減得：口 wKwovKo/FPw-（二 x（Pw- Po gSin又由Pc=Po-Pw,其中:Pc為毛管力，則:-Pw:xjxjx令 AP = （PwPo）, Vt=Vw+Vo,則:vw同除以vt整理得:w .oKwKoJoKovw voovw +vo KwKo；Ko=-g sin -；xP 一1=（- g

17、sin：）vt2k J （也一 ；：Dg sin ：.）vwKo vt 二 xvoKw Ko則：fwKoo1: P1 （ c 一 ： gSin：）.x0 Kw五、已知地層被直線供給邊界（邊界壓力為pe）分割成為半無限大地層，邊界附近一口生產(chǎn)井以定壓 pw生產(chǎn)（如右圖），井距邊界距離為a,地層厚度為h,滲透率為K,孔隙度為。，流體粘度為 科，生產(chǎn)井井底半徑為rw,綜合彈性壓縮系數(shù)為Ct,請建立此情況下地層不穩(wěn)定滲流的數(shù)學(xué)模型（或者穩(wěn)定滲流時的數(shù)學(xué)模型），并求地層壓力分布、或者生產(chǎn)井的產(chǎn)量表達(dá)式。（具體每題的問法可能不一樣：因此做題時需要認(rèn)真讀題）答:（1）穩(wěn)定滲流的數(shù)學(xué)模型先進(jìn)行映射，并找到坐標(biāo)

18、系-Q坐標(biāo)原點選擇在供給邊界上，則控制方程為:x2內(nèi)邊界條件:(定壓)P x，y 乂2=rwPw,外邊界條件:P x,y x 衛(wèi)二Pe如果叩(定產(chǎn))r crr-r2 二 Khw外邊界條件:P x,y x 衛(wèi)二Pe(2)不穩(wěn)定滲流的數(shù)學(xué)模型坐標(biāo)原點選擇在供給邊界上，則:-2-2控制方程為:P 1 ；：Pft內(nèi)邊界條件:(定壓)如果Q:r外邊界條件：P(x,y晨=Pe：P(x, yP Pe初始條件：P x, y,t t=e = Pe(3)穩(wěn)定滲流的產(chǎn)量與壓力分布表達(dá)式:首先將該半無限大地層一 口生產(chǎn)井的問題，通過鏡像反映轉(zhuǎn)換為無限大地層兩口井 的問題，由于是直線供給邊界，因此轉(zhuǎn)換后變?yōu)闊o限大地層一

19、源一匯的問題，然后再通過2 二 Kh Pe Pw產(chǎn)量公式：Q =疊加原理推導(dǎo)的得到穩(wěn)定滲流的產(chǎn)量表達(dá)式。2aInrw壓力分布：p = p +0_lnrL （其中，ri和r2分別是地層中任意一點到生產(chǎn)井和 e 2 二 Khr2虛擬注入井的距離）（4）不穩(wěn)定滲流的壓力分布表達(dá)式：首先將該半無限大地層一 口生產(chǎn)井的問題，通過鏡像反映轉(zhuǎn)換為無限大地層兩口井 的問題，由于是直線供給邊界，因此轉(zhuǎn)換后變?yōu)闊o限大地層一源一匯的問題，然后再通過 疊加原理推導(dǎo)的得到穩(wěn)定滲流的壓力表達(dá)式。壓力分布公式:2222(x_a)+ y I QN !1 (x + a)十 y |4tjj 4nKh4tjj六、直線供給邊緣附近有兩口井 A、B,其中供給邊緣上的 壓力為pe, A井產(chǎn)量Qi, B井產(chǎn)量Q2, A井距斷層為d, B井2d距斷層為2d （見圖），地層厚度h,原油粘度科，滲透率K, 導(dǎo)壓系數(shù)為Y,井半徑均為Rw,求A、B兩井同時生產(chǎn)Ti 時間后的A井及B井井底壓力（6分）？假如Ti時刻之后A關(guān)井，再繼續(xù)生產(chǎn) T2時間后A井井底壓力變化又如何（4 分）？（本題10分）考慮：（1）如果把直線供給邊界換做斷