《渗流力学》课程教学大纲 英文名称：Mechanics of Oil and Gas Flow in Porous Media 适用专业：石油工程、海洋油气工程 学时：54 学分：3 课程类别：学科大类基础课程 课程性质：必修课 一、课程的性质和目的 《渗流力学》是石油工程专业及海洋油气工程专业的主要专业基础课之一。其目的是通 过各个教学环节使学生掌握油、气、水在地层中的流动规律，以及研究流体渗流规律的基本 方法。为学生毕业后根据地层性质、流体性质和地质条件，选择合理的数学模型，研究流体 运动规律并进行动态预测做准备。为解决油气田开发过程中的实际问题和从事科研工作准备 必要的专业理论知识。 二、课程教学内容 绪论 基本内容和要求： 渗流力学的发展史及其主要内容，渗流力学在油田发展中的作用，本课程的特点及学习 方法。本门课程与其它学科的关系。 第一章渗流的基本规律 基本内容和要求： 1.油气藏中的静态状况：油气水的分布状况，油水界面、油气界面、油气藏边界类型。 油气田开发过程中几种主要的压力概念。 2.油气藏中的主要驱动力：静水压力、地层及其中所含流体的弹性能、溶解气的弹性 能，气顶的弹性能、重力作用。流体和岩石压缩系数的定义及表达式，流体和岩石的总压缩 系数。油气藏的驱动方式。 3.连续介质，达西定律和达西公式，渗流速度与平均真实渗流速度，达西定律的微分 形式、渗透率K的量纲。 .达西定律的局限性，判断达西定律是否失效的准数及其公式。二项式渗流定律、指 数渗流定律和低渗透储层渗流规律。 教学重点： 油气藏中的主要驱动力，达西定律的局限性。 教学难点： 油气藏的驱动方式，判断达西定律是否失效的准数及其公式。 第二章单相不可压缩液体的稳定渗流 基本内容和要求： 1.三种基本的渗流方式。 2.平面一维渗流规律。 3.平面径向渗流规律，渗流过程中的阻力损失，地层平均压力的概念及计算。 4.不完善井的分类及研究方法，表皮系数：稳定试井。 5.单相流体渗流的连续性方程，状态方程，达西方程，单相微可压缩液体渗流的基本 微分方程；油藏的边界条件和初始条件；单相不可压缩液体的基本微分方程及其解。 教学重点： 三种基本的渗流方式，平面一维、径向稳定渗流的产量公式和压力分布状况，表皮系数 的概念；单相流体渗流的连续性方程，单相微可压缩液体渗流的基本微分方程：单相不可压
缩液体的基本微分方程及其解。 教学难点 平面径向稳定渗流的产量公式和压力分布状况:单相流体渗流的连续性方程,单相微可 压缩液体渗流的基本微分方程:;单相不可压缩液体的基本微分方程及其解 第三章刚性水压驱动下的油井干扰理论 基本内容和要求: 1.井间干扰现象,压降叠加原理,势的叠加原理,渗流速度与势函的关系。 2.镜像反映法:等强度一源一汇干扰一源汇反映法,等强度两汇干扰一汇点反映法。 镜像反映法在含有复杂边界的油藏中的应用。 教学重点: 井间干扰现象,势的叠加原理,镜像反应法 教学难点 势的叠加原理,镜像反应法 第四章微可压缩流体不稳定渗流 基本内容和要求: 1.定压边界或封闭边界条件下井以恒产量或恒定井底压力生产时的压力传播过程和压 力分布曲线。 2.半无限大地层平面一维不稳定渗流规律。无限大地层弹性液体向一口井不稳定渗流 规律。拟稳定渗流的特点、压力分布公式以及产量公式,不稳定传播期结束时刻的确定 3.弹性不稳定渗流的多井干扰,压降叠加原理,地层有直线边界时的镜像反映法,解 变产量问题的杜哈美原理。 4.不稳定试井分析。常规的压降试井和压力恢复试井。 教学重点 半无限大地层平面一维不稳定渗流规律。无限大地层弹性液体向一口井不稳定渗流规 律。有限封闭弹性地层内液体向井渗流时拟稳定渗流阶段的特点、压力分布公式以及产量公 式,弹性不稳定渗流的多井干扰,压降叠加原理,地层有直线边界时的镜像反映法,解变产 量问题的杜哈美原理。常规的压降试井和压力恢复试井。 教学难点: 半无限大地层平面一维不稳定渗流规律,无限大地层弹性液体向一口井不稳定渗流规 律,解变产量问题的杜哈美原理,常规的压降试井和压力恢复试井。 第五章天然气的滲流规律 基本内容和要求: 1.天然气的性质:状态方程,天然气的压缩性,天然气的标准状况。气体渗流的基本 微分方程,假压力和假时间的基本概念及其计算 2.气体的稳定渗流。服从达西定律的气体平面一维和平面径向稳定渗流时的假压力分 布公式及产量公式。服从二项式定律的气体渗流规律,多点稳定试井、气井绝对无阻流量的 确定 3.气体的不稳定渗流,基本假设及数学模型,无穷大地层中一口定产量气井生产时的 压力分布公式。有限地层中一口气井生产时拟稳定渗流阶段的压力分布公式。二项式定律在 气体不稳定渗流过程中的应用 教学重 气体渗流的基本微分方程,假压力和假时间的基本概念及其计算。气体的稳定渗流。服 从达西定律的气体平面一维和平面径向稳定渗流时的假压力分布公式及产量公式。服从二项 式定律的气体渗流规律,多点稳定试井、气井绝对无阻流量的确定。气体的不稳定渗流,基
本假设及数学模型 教学难点 气体渗流的基本微分方程,假压力和假时间的基本概念及其计算 第六章水驱油理论基础 基本内容和要求 1.活塞式水驱油。平面一维和平面径向活塞式水驱油理论。含油边缘的收缩。 2.非活塞式水驱油。基本假设及其数学模型。平面一维(径向)非活塞式水驱油饱和 度分布的微分方程。采用特征线法求得饱和度分布公式,前缘含水饱和度和平均含水饱和度 的确定方法。水驱油过程中的渗流阻力和产量变化规律。 教学重点: 平面一维和平面径向活塞式水驱油理论,平面一维(径向)非活塞式水驱油饱和度分布 的微分方程以及采用特征线法求得饱和度分布公式 教学难点: 平面一维和平面径向活塞式水驱油理论,平面一维(径向)非活塞式水驱油饱和度分布 的微分方程以及采用特征线法求得饱和度分布公式 第七章油气两相滲流理论(溶解气驱) 基本内容和要求: 1.油气两相渗流的连续性方程和基本微分方程。 2.油气两相稳定渗流。生产气油比,压力函数的概念及其计算,油气两相稳定渗流的 产量公式 3.混气液体的不稳定渗流。稳定状态逐次替换法。地层平均含油饱和度、生产气油比 产油量等的计算及预测 教学重点 油气两相滲流的连续性方程和基本微分方程,油气两相稳定渗流。生产气油比,压力函 数的概念及其计算,油气两相稳定渗流的产量公式。混气液体的不稳定渗流 教学难点 油气两相渗流的连续性方程和基本微分方程,地层平均含油饱和度、生产气油比、产油 量等的计算及预测 三、课程教学的基本要求 1.本课程的教学包括课堂讲授、多媒体教学、学生自学、作业、辅导答疑等教学环节 2.课堂讲授和多媒体教学相结合引导学生加深对所学知识的理解和掌握,培养和提高 学生学习本课程的兴趣和积极性。 3.要求学生认真读书,课前预习,课后复习,从中学会自学的方法和获取知识的能力 4.通过本课程的教学,使学生能够理解和掌握大纲所要求的知识,为后续课程及一些相关 课程的学习奠定基础 四、课程学时分配 讲课内容 绪论及第一章渗流的基本规律 第二章单相不可压缩液体的稳定滲流 第三章刚性水压驱动下的油井干扰理论 第四章微可压缩液体的不稳定渗流 第五章天然气的滲流规律 第六章水驱油理论基础 88888 第七章油气两相渗流理论(溶解气驱)
4 五、建议教材与教学参考书 建议教材 李璗、陈军斌编著,油气渗流力学,北京:石油工业出版社,2009年 李璗、陈军斌编著,油气渗流力学(英文版),北京:石油工业出版社,2012年 教学参考书: [1]刘尉宁编著,《渗流力学基础》,北京:石油工业出版社,1985年 [2]葛家理主编,《油气层渗流力学》,北京:石油工业出版社,1982年 3]N.A.恰尔内,《地下水一气动力学》,陈钟祥郎兆新译,北京:石油工业出版 社,1982年 4]R.E.科林斯,《流体通过多孔材料的流动》,陈钟祥译,北京:石油工业出版 社,1984年 [5]贝尔J,《多孔介质流体动力学》,李竞生等译,北京:中国建筑工业出版社, 1983年