滲流力學(xué)(課件)滲流力學(xué)-第四章

第四章多相滲流理論根底本章要點(diǎn)1、油水兩相流的滲流數(shù)學(xué)模型及含水率的推導(dǎo)。2、活塞式水驅(qū)油模型〔包括單向滲流和平面徑向流〕。3、熟練掌握B-L公式的推導(dǎo)和應(yīng)用，包括等飽和度面移動(dòng)方程、水驅(qū)油前緣位置及含水飽和度確實(shí)定方法、兩相區(qū)中平均含水飽和度確實(shí)定以及井排見水后兩相滲流區(qū)中含水飽和度的變化規(guī)律。4、對(duì)于油氣兩相滲流，掌握其油層含油飽和度和平均地層壓力的變化規(guī)律、油氣兩相穩(wěn)定滲流規(guī)律，了解穩(wěn)定狀態(tài)逐次替換法。第四章多相滲流理論根底第一節(jié)水驅(qū)油物理數(shù)學(xué)模型本節(jié)要點(diǎn)1、原油與水的物性差異〔某些油田油水粘度比可到達(dá)幾百或幾十，不可忽略〕。2、水驅(qū)油過程中油水兩相的運(yùn)動(dòng)方程和連續(xù)性方程的物理意義和推導(dǎo)。3、掌握水驅(qū)油過程中含水率fw的推導(dǎo)過程。本節(jié)要點(diǎn)1.運(yùn)動(dòng)方程水相油相第四章多相滲流理論根底-油、水相粘度-油、水相滲透率2.連續(xù)性方程第四章多相滲流理論根底油相水相-含油飽和度-含水飽和度3.含水率公式推導(dǎo)定義含水率fw為采出液中水相所占的分量，即：根據(jù)達(dá)西直線滲流定律，在考慮重力和毛管力時(shí)〔1〕〔2〕第四章多相滲流理論根底其中為毛管力,3.含水率公式推導(dǎo)〔1〕〔2〕兩式聯(lián)立可得，同時(shí)考慮重力和毛管力作用時(shí)：考慮重力但不考慮毛管力時(shí)考慮毛管力不考慮重力時(shí)

不考慮毛管力不考慮重力時(shí)第四章多相滲流理論根底兩相區(qū)中含水率與含水飽和度關(guān)系曲線不考慮毛管力不考慮重力時(shí)3.含水率公式推導(dǎo)第四章多相滲流理論根底-油相的相對(duì)滲透率-水相的相對(duì)滲透率本節(jié)知識(shí)回憶考慮重力但不考慮毛管力時(shí)考慮毛管力不考慮重力時(shí)

不考慮毛管力不考慮重力時(shí)第四章多相滲流理論根底第二節(jié)活塞式水驅(qū)油理論本節(jié)要點(diǎn)1、活塞式水驅(qū)油是指含水區(qū)和含油區(qū)之間存在著一個(gè)明顯的油水分界面，水滲入含油區(qū)后將孔隙中的油全部驅(qū)走，不存在油水兩相區(qū)的驅(qū)油模型。2、掌握活塞式單向滲流、平面徑向滲流模型的滲流阻力、產(chǎn)液公式。第四章多相滲流理論根底1、單向滲流活塞式水驅(qū)油假設(shè)：水驅(qū)油過程中地層含水區(qū)和含油區(qū)之間存在著一個(gè)明顯的油水分界面，該油水分界面垂直于液流流線向井排處移動(dòng)，水滲入含油區(qū)后將孔隙中的油全部驅(qū)走，即油水分界面像活塞一樣向井排移動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)井排處時(shí)井排就見水。

活塞式水驅(qū)油示意圖〔單向流〕供給邊緣排液道滲流阻力=水區(qū)滲流阻力+油區(qū)滲流阻力第四章多相滲流理論根底油水粘度不相等時(shí)，Rt，Q=f(ro),活塞式水驅(qū)油為不穩(wěn)定滲流。2、平面徑向流滲流阻力=水區(qū)滲流阻力+油區(qū)滲流阻力油水粘度不相等時(shí)，Rt，Q=f(ro)，活塞式水驅(qū)油為不穩(wěn)定滲流?；钊剿?qū)油示意圖〔平面徑向流〕第四章多相滲流理論根底第三節(jié)非活塞式水驅(qū)油理論〔上〕本節(jié)要點(diǎn)1、掌握非活塞驅(qū)的物理模型，熟知水驅(qū)飽和度躍變、無水采油量，無水采收率的定義。2、定性掌握不同油水粘度比下的前緣含水飽和度變化規(guī)律以及考慮重力作用下前緣飽和度分布曲線。3、等飽和度面移動(dòng)公式推導(dǎo)。第四章多相滲流理論根底在油藏注水開發(fā)過程中，含水區(qū)和含油區(qū)之間并不存在一個(gè)明顯的油水分界面，而是當(dāng)水滲入含油區(qū)后出現(xiàn)一個(gè)油和水同時(shí)混合流動(dòng)的油水混合區(qū)〔油水兩相區(qū)〕，這種水驅(qū)油的方式稱為非活塞式水驅(qū)油。非活塞式水驅(qū)油示意圖非活塞式水驅(qū)油含水飽和度示意圖第四章多相滲流理論根底水驅(qū)前緣飽和度躍變不同油水粘度比條件下油水前緣含水飽和度考慮重力、毛管力考慮重力、毛管力作用時(shí)的前緣含水飽和度曲線第四章多相滲流理論根底設(shè)帶狀水驅(qū)油藏，地層是均質(zhì)、水平的，流體從供給邊緣流向排液道的單向滲流。邊水(或注入水)進(jìn)入含油區(qū)后，形成兩相滲流區(qū)，在兩相區(qū)中任取一微小矩形六面體進(jìn)行研究。流入水量-流出水量=單元體內(nèi)水相體積變化量對(duì)于無限小dt

時(shí)間內(nèi)的水相：油水兩相滲流理論—巴克利—萊弗里特驅(qū)油理論1、等飽和度面移動(dòng)方程第四章多相滲流理論根底對(duì)于等飽和度面，dSw=0所以，有兩邊積分

——著名的等飽和度面移動(dòng)公式。水驅(qū)油前緣處飽和度躍遷第四章多相滲流理論根底對(duì)于平面徑向流——平面徑向流等飽和度面移動(dòng)公式。等飽和度面移動(dòng)公式第四章多相滲流理論根底第三節(jié)非活塞式水驅(qū)油理論〔下〕本節(jié)要點(diǎn)1、掌握水驅(qū)油前緣位置和前緣含水飽和度確實(shí)定方法。2、掌握兩相滲流區(qū)中平均含水飽和度確實(shí)定方法。3、掌握井排見水后，兩相滲流區(qū)中含水飽和度變化規(guī)律。第四章多相滲流理論根底2、水驅(qū)油前緣含水飽和度和水驅(qū)油前緣位置確實(shí)定方法根據(jù)物質(zhì)平衡原理

對(duì)等飽和度面移動(dòng)公式微分所以，第四章多相滲流理論根底Swf水驅(qū)油前緣到達(dá)的位置xf

水驅(qū)油前緣到達(dá)井排(或排液道)的時(shí)間

B前緣含水飽和度確實(shí)定圖示2、水驅(qū)油前緣含水飽和度和水驅(qū)油前緣位置確實(shí)定方法第四章多相滲流理論根底3、兩相滲流區(qū)中平均含水飽和度確實(shí)定方法根據(jù)物質(zhì)平衡原理

SwfCB第四章多相滲流理論根底4、井排見水后，兩相滲流區(qū)中含水飽和度變化規(guī)律水驅(qū)前緣傳播過程第四章多相滲流理論根底井排見水后任一時(shí)刻兩相區(qū)中含水飽和度的分布曲線見水后井排處含水飽和度Sw2隨時(shí)間的變化

第四章多相滲流理論根底見水后兩相滲流區(qū)中平均含水飽和度的變化規(guī)律見水后巖芯出口端的含水率的導(dǎo)數(shù)見水后巖芯出口端的含油率見水后巖芯中平均含水飽和度第四章多相滲流理論根底Swf本節(jié)知識(shí)回憶B-L公式第四章多相滲流理論根底第四節(jié)油氣兩相滲流〔上〕本節(jié)要點(diǎn)1、掌握油層含油飽和度和平均地層壓力的變化規(guī)律。2、生產(chǎn)油氣比、采出程度的定義和表達(dá)方式。第四章多相滲流理論根底圓形封閉油藏中心一口生產(chǎn)井壓降漏斗壓力波傳播第一期壓力波傳播第二期第四章多相滲流理論根底油氣兩相滲流規(guī)律〔馬斯凱特法〕1、油層含油飽和度和平均地層壓力的變化規(guī)律任一平均地層壓力下剩在地層中的原油體積換算到大氣條件時(shí)

地面大氣條件下，剩在地層中的氣體體積(包括自由氣和溶解氣)第四章多相滲流理論根底-氣體體積系數(shù)的倒數(shù)生產(chǎn)油氣比

生產(chǎn)油氣比是換算到標(biāo)準(zhǔn)條件下的氣體流量(包括溶解氣和自由氣)跟換算到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的油流量的比值，所以，也可以表示為

第四章多相滲流理論根底使前兩式相等,平均地層壓力與地層含油飽和度的關(guān)系式

改寫成增量形式平均地層壓力p隨地層含油飽和度So的變化規(guī)律第四章多相滲流理論根底其中

采出程度/壓力關(guān)系曲線圖采出程度第四章多相滲流理論根底平均地層壓力p隨地層含油飽和度So的變化規(guī)律—原始地層壓力下原油體積系數(shù)—原始含有飽和度—地面原油重度本章要點(diǎn)：第一、掌握H函數(shù)、油氣兩相穩(wěn)定滲流產(chǎn)量的求解。第二、了解穩(wěn)定狀態(tài)逐次替換法求解油氣兩相不穩(wěn)定滲流的根本方法。第三、掌握兩相不穩(wěn)定滲流模型中地層壓力、產(chǎn)油量、油氣比與含油飽和度〔時(shí)間〕的關(guān)系曲線。第四節(jié)油氣兩相滲流〔下〕第四章多相滲流理論根底將不穩(wěn)定的混氣石油滲流過程的每一瞬間近似看做穩(wěn)定狀態(tài)

地面條件下瞬間油井產(chǎn)量引入壓力函數(shù)H別離變量,并兩邊積分2、油氣兩相穩(wěn)定滲流思路兩式聯(lián)立第四章多相滲流理論根底H函數(shù)求解〔繪圖法〕第四章多相滲流理論根底pwpepH函數(shù)求解〔公式法〕近似看做直線段第四章多相滲流理論根底3、穩(wěn)定狀態(tài)逐次替換法求解油氣兩相不穩(wěn)定滲流問題油氣兩相滲流的過程是不穩(wěn)定的,但在總過程中每一瞬間可近似看成穩(wěn)定狀態(tài)，這種將不穩(wěn)定狀態(tài)看成是無數(shù)個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的疊加的方法稱為穩(wěn)定狀態(tài)逐次替換法。按穩(wěn)定滲流計(jì)算的產(chǎn)量第四章多相滲流理論根底pPn+1Pn各壓力間隔內(nèi)的生產(chǎn)油氣比

地層壓力、產(chǎn)油量(或井底壓力)、油氣比與地層時(shí)間關(guān)系曲線轉(zhuǎn)化為時(shí)間坐標(biāo)地層壓力、產(chǎn)油量(或井底壓力)、油氣比與地層含油飽和度關(guān)系