渗流的基本概念与基本规律.docVIP

第一章 渗流的基本概念和基本规律 内容概要： 油气渗流是在地下油层中进行的，因此学习渗流力学首先需了解油气储集层和多孔介质的概念；流体在地下渗流需要里的作用，故还要了解流体受到哪些力的作用、地层中有哪些能量；然后学习渗流的基本规律-达西定律；流体渗流不总是遵循达西定律，就有了非达西渗流或称非线性渗流；对于地层中有多相流体同时参与流动的情况就是两相或多相渗流了，在本章也做一简单介绍。 第一节 油气储集层及渗流过程中的力学分析 内容概要： 油气渗流是在地下油层中进行的，因此学习渗流力学首先需了解油气储集层和多孔介质的概念；掌握他们的特点。流体在地下渗流需要力的作用，本节应掌握流体受到哪些力的作用，其中哪些是动力、哪些是阻力；地层中有哪些能量为地层流体流入井底提供动力，理解油藏的驱动方式，了解各种驱动方式下油藏的生产特点。 课程讲解： 讲解ppt 教材自学： 油气储集层 本节导学 油气渗流是在地下油层中进行的，因此学习渗流力学首先需了解油气储集层和多孔介质的概念；掌握他们的特点。 本节重点 1、油气层的概念★★★★★ 2、油气层的分类和特点★★★ 3、多孔介质的概念★★★ 4、多孔介质的表征参数★★★ 一、油气层的概念 油气层是油气储集的场所和流动空间，在其中油气水构成一个统一的水动力学系统，包括含油区、含水区、含气区及它们的过渡带。 在一个地质构造中流体是相互制约、相互作用的，每一局部地区的变化都会影响到整体。 可分为：层状和块状 1.层状油藏 往往存在于海相沉积和内陆盆地沉积中，厚度较小，分布面积大、多油层、多旋回。 水动力特点：流动只在平面进行，忽略垂向上流体的运动和物质交换。 按边界类型可分为： 封闭边界油藏： 边界为断层或尖灭，没有边水供给 定压边界油藏：层体延伸到地表，有边水供给区，在边界上保持一个恒定的压头。 定压边界油藏 封闭式油藏 1-供给边缘;2-含油边缘；3-含气边缘 1-封闭边缘;2-含油边缘;3-含气边缘 特点：边界压力保持不变。 特点：边界无流体通过边界 2.块状油藏 主要为灰岩和白云岩类储集层 特点：面积小、厚度大、为三维流动。 纵向分区：纯油区(有滞留水)、过渡区及纯水区 二、多孔介质 多孔介质是渗流的基本条件之一，多孔介质具有以下特点： 1.孔隙性 储层岩石具有孔隙性，并被流体所充满，孔隙性大小用孔隙度表示： Φa—绝对孔隙度；Φ—有效孔隙度； V—岩石视体积；Vt—岩石总孔隙体积；V0—岩石有效孔隙体积。 2.渗透性 多孔介质让流体通过的性质，叫渗透性。渗透性的大小用渗透率表示。 （1）绝对渗透率K：岩石孔隙中液体为一相时，岩石允许流体通过的能力。绝对渗透率只与岩石本身性质有关。 （2）有效渗透率Ko、Kw、Kg：岩石中同时有两种或以上的流体流动，则岩石对其中一相的通过能力。是饱和度的函数。 （3）相对渗透率Krw、Kro 、Krg ：多相同时流动时，相渗透率与绝对渗透率的比值。 3.大的比面 多孔介质比面很大，使得流体流动时粘滞阻力很大。 多孔介质的分类： （1）单纯介质：由孔隙或纯裂缝组成，渗流形式简单。 （2）双重介质：由孔隙和裂缝或孔隙和溶洞构成。 （3）复合(三重)介质：由孔隙、裂缝和溶洞构成。 渗流过程中的力学分析及驱动类型 本节导学 流体在地下渗流需要力的作用，因此需要了解流体受到哪些力的作用，其中哪些是动力、哪些是阻力；地层中有哪些能量为地层流体流入井底提供动力，这是本节应该明确的问题。 本节重点 1、流体渗流过程中的力学分析★★★★★ 2、地层压力★★★★★ 3、原始地层压力★★★★★ 4、目前地层压力★★★★★ 5、供给压力★★★★★ 6、井底压力★★★★★ 7、折算压力★★★★★ 8、驱动类型及生产特点★ 一、力学分析 油、气、水在岩石中流动，必须要有力的作用 1.流体的重力和重力势能 流体由地球吸引受重力，和其相对位置联系起来，则表现为重力势能，用压力表示： 其中，Pz—表示重力势能的压力，Pa； ρ—流体密度，g/cm3； z—相对位置高差，m； g—重力加速度，m/s2。 重力有时是动力，有时是阻力，如下图： 流体重力势能图 2．流体的质量和惯性力 流体由于具有质量，因此也具有惯性；当流体运动时，惯性使其总要维持原状，因而惯性力在渗流过程中多表现为阻力。由于渗流时渗流速度通常很小，常忽略惯性力。 3．流体的粘度及粘滞力 流体:任何切应力存在都能引起连续变形的物质 粘滞性:流体阻止任何变形的性质，表现为流体运动时受到粘滞阻力，克服粘滞阻力是渗流时主要的能量消耗，其大小用牛顿内摩擦定律表示： A—两流层的接触面积，m2； dv/d