西安石油大学石油工程学院：《渗流力学》课程教学资源（打印版）试卷1参考答案与评分标准

油大学 本科课程考试参考答案与评分标准 2008/2009学年第一学期 课程名称:渗流力学 考试性质:考试试卷类型:B 考试班级:石工0601-0611 考试方法:闭卷命题教师:张国强 名词解释(每小题3分,共30分) 1.渗流 流体(液体、气体及其混合物)在多孔介质中的流动叫渗流 2.开敞式油藏 如果油藏外围与天然水源相连通,可向油藏供液,称为开敞式油藏。 3.原始地层压力 油藏在开发以前,一般处于平衡状态,此时油层中的流体所承受的压力称为 原始地层压力 4.目前地层压力 油藏在开发过程中,使某一油井停止生产而周围其它油井继续稳定生产,则 关闭井的井底压力逐渐升高,经过较长时间后,压力不再上升,趋于稳定,此时 测得的该油井油层中部深度的实测压力称为目前地层压力。 5.稳定渗流 在渗流过程中,如果运动的各主要元素(如压力、渗流速度等)只随位置 变化,而与时间无关,则称为定常流动,在石油工程中称稳定渗流。 6.平面一维流动 各个过水断面上的渗流速度、流量相等,压力只和一个坐标有关,这种流动叫平 面一维流动。 7.试井 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产量和压力,这种办法叫做试井 8.井间干扰 油水井工作制度的变化以及新井的投产会使原来的压力分布状态遭到破 坏,引起整个渗流场发生变化,自然会影响邻井的产量,这种井间相互影响的 第1页共6页

现象称为井间干扰。 9.压降迭加原理 多井(生产井和注水井)同时工作时,地层中任一点处的压降应等于各井 以各自不变的产量单独工作时在该点处造成的压降的代数和 10.气体偏差系数 它表示在某一温度和压力条件下,真实气体的体积与理想气体的体积之比。 、简答题(每小题5分,共45分) 1.根据不同的驱动能量,可以将油藏中的驱动方式划分为哪五种? 根据不同的驱动能量,可以将油藏中的驱动方式划分为水压驱动,弹性驱动,溶 解气驱动,气顶驱动和重力驱动。 写一种得1分 2.什么是不完善井?按照井底结构不同,可以将它划分为哪三类? 井底结构和井底附近地区油层性质发生变化的井称为渗流不完善井,简称为 不完善井 2分 按照井底结构不同,可以将它划分为:打开程度不完善,打开性质不完善,双重 不完善。 3分,写一种得1分 3.绘制渗流场图的原则是什么? 绘制渗流场图的原则是:任何两条等压线之间的压差必须相等;2.5分 同时,任何两条流线之间的流量必须相等。 2.5分 4.请写出单相不可压缩液体做平面一维稳定渗流的产量公式和压力分布公式 产量公式 KA(P-P) 分 P-P 压力分布公式:P(x)= P-P 分 L 5.请写出单相不可压缩液体做平面径向稳定渗流的产量公式和压力分布公式 产量公式: 2Tkh(P-P. 分 h 第2页共6页

P-P 压力分布公式:P(r) 分 in In 6.请写出单相微可压缩液体在半无限大地层做平面一维不稳定渗流的基本微分方 程以及当油井井底压力恒定时的初始条件和内、外边界条件。 ap 1 aP n at P(0)=P P(o, t)=P P(oo, t)=P 基本微分方程:2分;初始条件和内、外边界条件各1分。 7.请写出单相微可压缩液体向井做平面径向不稳定渗流的基本微分方程(极坐标 形式)以及当油井产量恒定时的初始条件和内、外边界条件。 a-p 1 ap 1 aP r or n ct P(,0)=P0≤r≤∞ P(o, t)=P 2nkh aP =常数,(t>0 -0 基本微分方程:2分;初始条件和内、外边界条件各1分 8.请写出气体做平面一维稳定渗流的假压力分布公式和用假压力表示的标准条件 下的产量公式 n r.x 假压力分布公式:m L 3分 ∠(L-x) 标准条件下的产量公式:a=KA(m。-mn,)7s 2分 2L PT 9.请写出平面一维活塞式水驱油的产量公式 第3页共6页

KA(P-P q 三、推导题(共12分) 1推导天然气等温压缩系数C,与偏差因子Z之间的关系。(该小题5分) 出F=2,得(2)=mRr aZ P 2分 所以C 1 av P RT / 1aZ 2分 nZRT P ap 1分 8 p z ap 2.如图所示,OA为直线供给边线,其上的压力为P,井底压力为P,井底半径 为厂,井距供给边线的距离为a,距离不渗透边界OB的距离为b,地层厚度h, 渗透率为K,液体粘度为μ,试推导出油井的产量公式。(该小题7分) O 源 汇 根据镜像反映原理,将该油藏反映成如图所示的无穷大地层上等强度两源两汇的 干扰问题。再根据势的迭加原理,地层中任一点M(x,y)处的势为 In (1) 2分 2 式中斤、n2、F、F分别是M点到各点汇(源)之间的距离,q为生产井的强度, 与产量Q之间有以下关系 第4页共6页

Q (2) h 将(2)代入(1)得 In -+c 分 把M点选在直线供给边线上,则有=r,n2=n3,代入(3)式有 将M点选在生产井壁上,则=,n2≈2b,n1≈2a,n1≈2a2+b2,代入(3) 式得 In +C(5) 1分 2mh2a√a2+b 联立(4)式和(5)式得产量公式为 Q 2m1(。-Φn) 2a√a2+b2 2分 2水Kh(P-P a2+b2 四、计算题(共13分) 1.一圆形油藏中心有一口完善井,油藏供给边缘的半径为1Km,地层厚度为5m, 渗透率为1μm2,供给边缘上的压力为10MPa,油井的半径为0.1m,井底压力 为9MPa,油的粘度为5mPa·s;其中ln10=2.30,丌=3.14。求 (1)该井的产量(m3/s)。(该小题5分) (2)由于技术上的原因,使得井周围半径为1m范围内的渗透率下降到0.5m2, 求该井的产量(m3/s)。(该小题8分) (1)该井的产量 第5页共6页

2rk,h(P-P) In 2×3.14×1×10-2×5×(10-9)×10 1000 10-3×n 683×10-4(m3/s) 写对公式得2分,代入数值并计算结果对得3分。 (2)对于这一地层,由于渗透率K发生了变化,因此它不满足均质地层这一假设, 然而在r≤lm和r>lm两个区域内满足液体作平面径向稳定渗流的假设条件, 且根据连续性原理,两区域的流量相等。设r=1m处的压力为P,则有 q1 2k,h(Pe-P) 2nk,h(P-Py) 2分 将上式变形 9=(P-P) (P-P) 2分 In ark,h 2k r 利用合分比定律即可得到以下产量公式 (P-P) A-In/ 2nK,h IK,h 27h(P-p) 2分 所以 2×3.14×5×(10-9)×10 1000 5×10-3 In In 2分 1×10 0.5×10 0.1 第6页共6页