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期末复习题——渗流力学

中国石油大学(北京)远程教育学院渗流力学期末复习题一、概念题(可由文字或公式表示)(每小题2分,共计30分)1、压力梯度曲线2、非线性渗流的二项式3、采油指数4、不完善井折算半径5、势的叠加6、平面径向稳定流的渗流阻力7、稳定试井8、折算压力9、活塞式水驱油10、渗流速度11、达西定律12、汇点反映13、综合弹性压缩系数14、导压系数15、等饱和度面移动方程二、简答及概念题(55分,每题5分)16、按照储集层的空间形态,油藏可以分成为哪两种类型?17、简述油藏开发中的几种驱油方式。

18、简述油藏流体渗流时流体质点真实平均速度的概念,及其与渗流速度的关系。

19、写出非线性渗流的二项式表达式。

20、写出稳定试井的概念。

确定油井合理的工作制度21、写出单相不可压缩流体单向渗流时的产量表达式。

22、根据镜像原理,作出图中两条断层相夹油井的“镜像”。

23、什么是压力的叠加原理?(可由公式或文字表达)9、简述引起水驱油非活塞式驱替的原因是哪些,其中哪一个更重要?24、作出单相液体封闭边界,油井定产时地层的压力波传播示意图。

或者单相液体定压边界、油井定压时地层压力波传播示意图? 25、什么是汇源反映法?汇点反映?三、在由一条断层和一条直线供给边界构成的水平、均质、等厚油藏中有一口生产井,如图所示,供给边界的压力为pe ,井到水平边界距离为a ,到垂直边界的距离为b ,地层渗透率K ,原油粘度μ,孔隙度φ,油层厚度h ,油井半径Rw ,在稳定渗流的情况下,试写出该井井底流压的表达式。

(本题15分)考虑:如果是不稳定渗流时井底流压的表达式又是什么四、推导考虑重力与毛管力作用下的含水率公式。

(本题共10分)w ow ct oow K K gSin x P V K f ⋅+∆-∂∂⋅+=01)(11μμαρμ另外请考虑其它三种情况:(1)毛管力和重力都不考虑、(2)不考虑重力,只考虑毛管力、(3)考虑重力,不考虑毛管力。

五、已知地层被直线供给边界分割成为半无限大地层,边界附近一口生产井以定压生产(如右图),井距边界距离为a ,地层厚度为h ,渗透率为K ,孔隙度为φ,综合弹性压缩系数为C t ,请建立此情况下地层不稳定渗流的数学模型。

(本题共10分)六、直线供给边缘附近有两口井A 、B ,其中供给边缘上的压力为pe ,A 井产量Q 1,B 井产量Q 2,A 井距断层为d ,B 井距断层为2d (见图),地层厚度h ,原油粘度μ,渗透率K,导压系数为η,井半径均为Rw ,求A 、B 两井同时生产T 1时间后的A 井及B 井井底压力(6分)?假如T 1时刻之后A 关井,再继续生产T 2时间后A 井井底压力变化又如何(4断层题三图e P分)?(本题10分)考虑:(1)如果把直线供给边界换做断层呢?(2)如果此时的渗流是稳定渗流,A 井的井底压力如何表示? 八、推导一维水驱油等饱和度面移动方程。

x x f S A Q t dt w w t-=⎰00'()()φ (本题15分)中国石油大学(北京)远程教育学院 渗流力学 期末复习题答案一、概念题(可由文字或公式表示)( 每小题2分,共计30分) 1、压力梯度曲线——p=a+bh2、非线性渗流的二项式——2p aQ bQ ∆=+3、采油指数——QJ p=∆,单位压差下油井日产量 4、不完善井折算半径——由于井底不完善,导致流线集中而引起的附加压力降落,这个附加压力可以用缩小的井半径来表示,称为不完善井折算半径。

sw we e R R -=5、势的叠加——1nii =Φ=Φ∑6、平面径向稳定流的渗流阻力——ln 2e wr R Kh r μπ=7、稳定试井——通过人为改变油井生产工作制度,待生产稳定后进行压降与产能变化规律的研究的试井方法。

8、折算压力——Pr=P+γZ ,表示各点流体相对于一个平面的总能量。

9、活塞式水驱油——假设水驱油时,油水接触面将垂直于流线均匀地向井排流动,含水区和含油区截然分开,这称为活塞式水驱油。

10、渗流速度——Qv A=流体通过多孔介质时,假设单位时间内流体通过整个渗流的截面的流体速度。

11、达西定律——KpQ ALμ∆=∆ 12、汇点反映——以断层面为界面,一口生产井镜像反映得到同样的性质的井,称为汇点反映。

13、综合弹性压缩系数——t f L C C C φ=+14、导压系数——tKc μ,表示压力波在地层中传播速度的快慢量。

15、等饱和度面移动方程——'00()()tw w f S x x q t dt Aφ-=⋅⎰ 16、按照储集层的空间形态,油藏可以分成为哪两种类型? 答案:层状油藏和块状油藏17、简述油藏开发中的几种驱油方式。

答案:水驱、气顶气驱、溶解气驱、弹性驱、重力驱18、简述油藏流体渗流时流体质点真实平均速度的概念,及其与渗流速度的关系。

答案:答案:流体在砂层中只是在其中的孔隙通道内流动,因此流体通过砂层截面上孔隙面积的速度平均值u 反映了该砂层截面上流体流动真实速度的平均值。

vu φ=19、写出非线性渗流的二项式表达式。

答案:答案:2p aQ bQ ∆=+ 20、写出稳定试井的概念。

答案:通过人为的改变油井工作制度,待生产稳定之后,测量出各不同工作制度下油井的井底压力、产油量、产气量、含沙量和含水量等资料,以便弄清油井的生产特征和产能大小,确定油井合理的工作制度21、写出单相不可压缩流体单向渗流时的产量表达式。

答案:e wp p KBh Q Lμ-=22、根据镜像原理,作出图中两条断层相夹油井的“镜像”。

答案:23、什么是压力的叠加原理?(可由公式或文字表达)压力叠加主要是指压力函数的叠加,即()()1,,ni i p x y p x y ==∑。

9、简述引起水驱油非活塞式驱替的原因是哪些,其中哪一个更重要?答案:粘度差(粘滞力)、重度差和毛管力。

其中粘度差更重要。

24、作出单相液体封闭边界,油井定产时地层的压力波传播示意图。

或者25、什么是汇源反映法?汇点反映?答案:在求解直线供给边界附近存在一口生产井的渗流问题时,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的求解。

在求解断层边界附近存在一口生产井的渗流问题时,以断层为对称轴,在其另一侧与生产井对称的位置上,虚设一口等产量的生产井,把问题转变成无限大地层存在等产量两汇的求解。

三、在由一条断层和一条直线供给边界构成的水平、均质、等厚油藏中有一口生产井,如图所示,供给边界的压力为pe ,井到水平边界距离为a ,到垂直边界的距离为b ,地层渗透率K ,原油粘度μ,孔隙度φ,油层厚度h ,油井半径Rw ,在稳定渗流的情况下,试写出该井井底流压的表达式。

(本题15分)考虑:如果是不稳定渗流时井底流压的表达式又是什么(答案略)?答案:1)根据镜像反映原理,作出映像井及其位置(5分)断层题三图e P(2)写出任意一口井在地层中势的分布:ln 2ii i i q r C πΦ=+ (3)四口井形成的势进行叠加:1234ln 2r r q C r r π⎛⎫Φ=+ ⎪⎝⎭(4)找特殊点把积分常数消去,可知e C =Φ (5)因此可知1234ln 2e r r q r r π⎛⎫Φ-Φ=⎪⎝⎭(5分) (6)因此可知井底流压公式为:2ln e wp p KhQ πμ-=⎛⎫(5分四、推导考虑重力与毛管力作用下的含水率公式。

(本题共10分)wow ct oow K K gSin x P V K f ⋅+∆-∂∂⋅+=01)(11μμαρμ另外请考虑其它三种情况:(1)毛管力和重力都不考虑、(2)不考虑重力,只考虑毛管力、(3)考虑重力,不考虑毛管力。

(这三种情况的答案略)答:如图示:含水率公式为:o w ww v v v f +=(3分)由运动方程可得:αρμgSin x P v K o o o oo-∂∂-=,αρμgSin xPv K w w w w w -∂∂-=(3分) 两式相减得:()αρρμμgSin xP x P v K v K o w ow o oow ww--∂∂-∂∂-=-)(又由P c =P o -P w ,其中:P c 为毛管力,则:xP x P x P wo c ∂∂-∂∂=∂∂ 令()o w ρρρ-=∆,o w all v v v +=,则:αρμμμgSin x P v K K K v callo o o o ww w ∆-∂∂=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+(5分)同除以t v 整理得:all c oo o o w w allwv gSin x P K K K v v 1)(αρμμμ∆-∂∂=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 则:wow c t oow K K gSin x P V K f ⋅+∆-∂∂⋅+=01)(11μμαρμ (4分)五、已知地层被直线供给边界分割成为半无限大地层,边界附近一口生产井以定压生产(如右图),井距边界距离为a ,地层厚度为h ,渗透率为K ,孔隙度为φ,综合弹性压缩系数为C t ,请建立此情况下地层不稳定渗流的数学模型。

(本题共10分) 答:控制方程为:22220p px y∂∂+=∂∂内边界条件:()222,ww x y r p x y p +==外边界条件:(),e x ap x y p =-=初始条件:(),,e t p x y t p ==六、直线供给边缘附近有两口井A 、B ,其中供给边缘上的压力为pe ,A 井产量Q 1,B 井产量Q 2,A 井距断层为d ,B 井距断层为2d (见图),地层厚度h ,原油粘度μ,渗透率K,导压系数为η,井半径均为Rw ,求A 、B 两井同时生产T 1时间后的A 井及B 井井底压力(6分)?假如T 1时刻之后A 关井,再继续生产T 2时间后A 井井底压力变化又如何(4分)?(本题10分)考虑:(1)如果把直线供给边界换做断层呢?(2)如果此时的渗流是稳定渗流,A 井的井底压力如何表示?(答案略)答:(1)映射(2)T1时刻时A 、B 两井的压力221211221211244444104444w a e i i i i r Q Q d p p E E Kh T Kh T Q Q d d E E Kh T Kh T μμπηπημμπηπη⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫=----⎢⎥⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦2212112212112444410164444w b e i i i i r Q Q d p p E E Kh T Kh T Q Q d d E E Kh T Kh T μμπηπημμπηπη⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫=----⎢⎥⎢⎥⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦(3)T1+T2时刻A 井的压力()()()()()221212122212121221122444441044444444w a e i i i i w i i r Q Q d p p E E Kh T T Kh T T Q Q d d E E Kh T T Kh T T r Q Q E E Kh T Kh μμπηπημμπηπημμπηπ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫=----⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪++⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-+-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪++⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎛⎫+---⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()224d T η⎡⎤⎛⎫⎢⎥ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦八、推导一维水驱油等饱和度面移动方程。

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