渗流力学试卷二参考答案与评分标准 填空题(每小题2分,共42分) 1.渗流的三种基本几何形式_平面一维流动、平面径向流、_球面径向流。 真实渗流速度与渗流速度的关系=4=2 A 3.油臧的驱动方式可分为_静水压力驱动、流体的弹性能驱动、盜解气的弹性能 驱动、气顶的弹性能驱动、重力驱动 4.写出达西定律的流量表达式q=K4AP,达西定律的渗流速度表达式v=A。 L LL 5.稳定渗流指在滲流过程中,运动的各主要元素(如压力、渗流速度等)只随位 置变化,而与时间无关 6.写出单相液体稳定渗流的拉普拉斯方程 apap ap 7.写出单相不可压缩液体作平面径向稳定渗流压力分布表达式 PeW.In 'e p() 2 Kh 或p() 和流量公式 P+ pe In qiN/ 。r 2 Khr r 2rkh(pe-Pw) q uIn 完善井指全部钻穿油(气)层并裸眼完井,不完善井包括_打开程度不完善 打开性质不完善、双重不完善 9.采油指数的意义_单位生产压差下的油井的产量或水井的注水量,其公式为 q 第1页共6页
二、名词解释(每小题1.5分,共18分) 1.渗流 答:流体(液体、气体及其混合物)在多孔介质中的流动 2.表皮系数 答:表皮系数是衡量油井不完善程度的一个重要指标,S 2rKh 4p,m一般情况下,油井污 染时S>0,而压裂酸化后S<0 3.折算半径 答:把不完善井假想成具有某一半径的完善井,其产量和压差与实际的不完善井相等。这种 假想完善井的半径称为折算半径或有效半径。这样,所有按完善井研究的成果都可用于不完 善井,只是将油井的半径用折算半径代替即可。=re3 4.试井 答:直接从实测的产量、压力数据反求地层参数,然后用求得的地层参数来预测新的工作制 度下的的产量和压力 5.导压系数 ,其物理意义为单位时间内压力传播的面积 gc 6.液体的压缩系数C 谷:表征流体弹性能大小的物理量,C=yb7,指改变单位压力流体积的相对变化量 7.绝对无阻流量 答:但井底压力取0.101MPa时,气井的最大潜在产量QAoF= A2+4BP2-A 2B 三、画图说明题(共29分) 1.画出油藏外部形状及其简化示意图,标明油、气、水、油气边界所在位置。 (该小题5分) 油气界面 水 第2页共6页
2.画图说明势的叠加原则。(该小题4分) 答:地层中任一点的势等于每一个井单独生产时在该点所引起的势的代数和。 AM=Pm=22=∑±9出加 2IKh r 3.画图示意说明台阶型变产量生产时压力如何计算?并写出压力表达式(该小题5 p=A1+A2+…+4p anKh (-9-)E( 4(t-t1- P()=p+ 4丌K (1-g-)E( 47(t-1-) t2 q2-9 丰3q q3-q2 第3页共6页
4.写出压力恢复试井的霍纳( Horner)公式、画出霍纳( Horner)曲线。(该小题5 霍纳曲线示意图 5.什么是非活塞水驱油,并用图示意说明。(该小题4分) 答:由于油水存在粘度差异、毛细管现象、油水密度差异以及油层非均质性等因素的影响, 水滲入到油区后,不可能把全部的原油驱替出来,即会出现一个油水两相同时混合流动的两 相渗流区,这种驱油方式称为非活塞式水驱油 油+水 纯水区 油水混合流动驱纯油区 6.画出直线供给边界附近一口生产井的流场图和直线断层附近一口生产井的流场 图,说明镜像反映法原则。(该小题6分) 答:在求解直线供给边界附近存在一口生产井的滲流问题时,以直线供给边界为对称轴,在 其另一侧与生产井对称的位置上,虚设一口等产量的注入井,把问题转变成无限大地层存在 等产量一源一汇渗流过程。(3分) 以等强度、对称、异号镜像的 作用代替直线供给作用 (3分) 第4页共6页
四、综合题(共18分) 1.画出示意图推导单相液体渗流的连续性方程。(该小题7分) )止 d(or,)dy 六面体在d时间内x方向流入流出的质量流量差:(2分) (pv, +a(pv)d) 同理,在dt时间内J、z方向流入流出的质量流量差分别为: a(pv) a(pv dzdxdydt 在d时间内六面体内流入与流出的总质量流量差为:(1分) a(pv. ).0(pv,)+a(pv2 drdydzdt 经过六面体流入与流出的质量不同,是因在六面体岩石和液体弹性能量的作用下,释放或 储存一部分质量的结果(岩石的弹性表现为孔隙度的变化,液体的弹性表现为液体密度的 变化)。六面体内的质量变化应为:(2分) dxdydzdt dt时间内六面体总质量变化=在dt时间内流入与流出的质量差 amy)+aP)+)a着=pht az a(pv, )a(pv, )a(pv) a(pp) (2分) 3.简述圆形封闭地层中心一口井以定产量生产时的压力波传播过程。(该小题6分) 答:第一阶段:压力波传到地层内任意一点M时,在M点以内的地层释放弹性能,而在M 点以外则没有流动,压力曲线在M点的切线是水平的。其特点是压降漏斗不断扩大,除井 点外各点均加深。由于压降区域不断增加,渗流阻力也逐渐增大,在保持井底压力恒定情 况下,相应地井的产量会下降。(3分) 第二阶段:由于边界是封闭的,无外来能量供给,故压力传到边界后的压力就要不断下降, 在开始时边界上压力下降的幅度比井壁及地层各点要小些,随着时间的增加,从井壁到边 界各点压降幅度逐渐趋于一致。即当井的产量不变,渗流阻力不变(释放能量的区域已固 第5页共6页
定)时,地层内弹性能量的释放也相对稳定下来,这种状态称为“拟稳定状态”,在该状 态下,地层中任意一点压降速度为常数,直到地层内各点压力低于饱和压力时,弹性开采 阶段结束。(3分) 五、计算题(6分) 1.在圆形油藏中心有一口完善井,穿透四个K,h不同的小层。各层的孔隙度 =0.2,r=2000,=10m,p。=9MPa,pn=8MPa,=3mPa·S 求(1)油井总产量Q; (2)平均地层渗透率Kp (3)绘制压力分布曲线示意图,求出供给边界到距井10m处和1000m处的压力 损失; (4)求液体从供给边界处运动到井底所需的时间。 解,(1)Q=2(D-P=3710m1(2分 In 厚度m渗透率 O uIn h213.01 (2)K (1分 2zh(p。-pn 6.0 Pe-psPe-PwIne k80k3 当r=10m时,Ap=0.07MPa (1分) 每10.04 当r=1000m时,A=0.53MPa(1分) r (4)T= =1.83×10°(s)=594(Y)(1分 第6页共6页
