渗流的基本概念和基本规律.ppt

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1、油气储集层,第1章 渗流的基本概念和基本规律,渗流过程中的力学分析及驱动类型,渗流的基本规律和渗流方式,非线性渗流规律,在低速下的渗流规律,两相渗流规律,渗流的基本规律和渗流方式,第三节 渗流的基本规律和渗流方式,渗流的基本规律达西定律基本渗流方式,一、渗流的基本规律达西定律,多孔介质组成复杂，流体渗流规律复杂。人们最初研究渗流规律是以实验为基础的宏观研究方法。,a:出水口(稳定水位)b:滤网E:阀门,控制流量和水头压差 D:量杯,测流量,做多组实验：不同砂层横截面积、L、流量、砂粒大小、液体、压差,1.达西定律,基本规律和渗流方式,实验步骤：1、调节入水阀，保持一定的进水水位2、调节出水阀门

2、，得一流量Q；3、流动稳定后测流量和压差。,H2,Z2,P2/g,H1,Z1,P1/g,H1-H2,A,L,简化模型,1-1截面总水头高度 2-2截面总水头 两截面水头差 其折算压差为,基本规律和渗流方式,大量实验研究表明，流量Q与折算压力差Pr、岩心截面积A成正比，与液体粘度、测压管两截面距离L成反比，其比例常数与填砂粒径有关，砂粒粒径越大，流量越大，反之流量越小。,Q通过砂岩的流量，cm3/s；K砂岩的渗透率,m2(=1D=1000mD)；A渗流截面积，cm2；L两渗流截面间的距离，cm；液体粘度，mPaS；Pr两渗流截面间的折算压力差，10-1MPa，即大气压。,用公式表示(达西公式),

3、基本规律和渗流方式,上式可写成若为水平地层，则Pr=P；P实测压力，在油层倾角不大时，可用上式计算,基本规律和渗流方式,在一定范围内P与Q成直线关系，当流量不断增大，直线关系就会被破坏。原因：当流体处于层流时，水头损失与流量成正比，而紊流时水头损失与流量不再是直线关系。大量实验和油田实际资料表明，由于流体在孔隙通道中的速度非常小，因而在砂岩油藏中，流量Q和P成直线关系，仅在裂缝性地层或井底附近地区可能破坏线性关系。气藏中由于气体粘度小，流速大也可能破坏直线关系。,基本规律和渗流方式,渗流速度v:渗流量与整个流体通过的岩石截面之比。,2.真实流速与渗流速度的关系,真实渗流速度u:实际流体只在岩石

4、孔道内流动，流量与流体通过的岩石截面上孔隙面积之比。,基本规律和渗流方式,根据孔隙度的定义,在渗流力学中经常应用的是渗流速度，用它来研究油井的产量等问题，只在研究质点运动规律时才用平均真实速度。,则：,基本规律和渗流方式,也称运动方程，式中负号是因为沿流动方向压力降低。,达西定律也可以用速度的形式来表达,为了理论分析方便起见，用微分形式表示上式,基本规律和渗流方式,二、渗流的基本方式,1.单向流,流体质点沿同一方向运动 如三面封闭的栅状油藏特点：流线是彼此平行的直线，在垂直于流线的任一截面上速度相等,基本规律和渗流方式,流体从平面上向井点汇集特点：二维流动,直角坐标,极坐标,2.平面径向流,因压力降落方向与r减小方向一致，故无负号,基本规律和渗流方式,达西定律表达式,流线都是直线，呈辐射状向中心点汇集。特点：三维流动。,直角坐标,球坐标,3.球面向心流,基本规律和渗流方式,达西定律表达式：,习题：2、5、7、8,