渗流力学渗流基本概念和定律.pptxVIP

渗流力学渗流基本概念和定律渗流力学概述渗流基本概念渗流基本定律影响渗流因素及分析方法数值模拟方法在渗流力学中应用实验研究方法在渗流力学中应用CATALOGUE目录01渗流力学概述渗流力学定义与研究对象渗流力学定义研究多孔介质中流体流动规律的科学。研究对象多孔介质（如土壤、岩石等）中流体（如水、石油、天然气等）的流动现象。渗流力学发展历程及现状发展历程从达西定律的提出到现代渗流力学的建立，经历了由实验到理论、由定性到定量、由宏观到微观的不断发展过程。现状目前渗流力学已经形成了较为完整的理论体系，并在石油工程、水利工程、环境工程等领域得到了广泛应用。渗流力学在石油工程领域应用油气藏描述利用渗流力学原理和方法，对油气藏进行精细描述，包括储层物性、流体性质、压力系统等方面的研究。油气井产能预测基于渗流力学理论，建立油气井产能预测模型，为油气田开发方案设计和优化提供依据。油气藏数值模拟利用数值模拟技术，结合渗流力学理论，对油气藏开发过程中的流体流动、物质运移等进行模拟和分析，为油气田开发决策提供支持。提高采收率技术研究不同驱替方式下的渗流规律，为提高油气采收率提供理论指导和技术支持。02渗流基本概念孔隙度与渗透率孔隙度岩石中孔隙体积与岩石总体积之比，反映岩石的储油能力。渗透率在一定压差下，岩石允许流体通过的能力，是表征岩石传导流体能力的一个参数。流体饱和度与毛细管压力流体饱和度储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数，它反映储层孔隙空间为某种流体所占据的程度。毛细管压力由于毛细管作用而产生的液面上升或下降的高度与毛细管半径和液体表面张力有关，毛细管越细，液面上升越高，液体表面张力越大，液面上升也越高。达西定律及其适用范围达西定律适用范围在一定条件下，流体在多孔介质中的渗流速度与压力梯度成正比，而与流体的粘度成反比。达西定律适用于牛顿流体在层流状态下的渗流，且流体通过多孔介质的流动通道是互相连通的。对于非牛顿流体或存在湍流状态的流动，达西定律可能不适用。VS03渗流基本定律线性渗流定律达西定律描述流体在多孔介质中流动时，流量与压力梯度之间的线性关系。泊肃叶定律描述流体在圆管中作层流运动时，流量与圆管两端的压力差、圆管半径和流体粘度之间的关系。线性叠加原理在线性渗流中，不同压力梯度产生的流量可以线性叠加。非线性渗流定律010203非达西流动幂律流动启动压力梯度当流体流速较高或压力梯度较小时，流动不再遵循达西定律，表现出非线性特征。描述非牛顿流体在多孔介质中的流动行为，其流动特性可用幂律方程表示。流体开始流动所需的最小压力梯度，是非线性渗流的一个重要特征。复合油藏中流体流动规律多重介质模型01复合油藏由多种不同渗透率的介质组成，流体在其中流动时需考虑不同介质间的流动规律。窜流现象02不同渗透率介质之间存在流体交换，导致流体在复合油藏中的流动变得更加复杂。压力传播规律03在复合油藏中，压力传播受到不同介质性质和流体流动的影响，表现出独特的传播规律。04影响渗流因素及分析方法岩石物理性质对渗流影响岩石孔隙度孔隙度越大，岩石中流体存储空间越大，渗流能力越强。岩石渗透率渗透率表示岩石允许流体通过的能力，渗透率越高，渗流越容易。岩石压缩性岩石压缩性影响孔隙体积变化，进而影响渗流速度和方向。流体性质对渗流影响流体粘度流体密度粘度越大，流体在岩石孔隙中流动时受到的阻力越大，渗流速度越小。密度差异导致重力作用下的流动，影响渗流速度和方向。流体压缩性流体压缩性影响渗流过程中压力传递和分布，从而影响渗流速度和方向。温度和压力对渗流影响温度压力温度变化会影响流体粘度和岩石孔隙度等物理性质，从而影响渗流速度和方向。压力变化会改变岩石孔隙度和渗透率等物理性质，同时影响流体密度和粘度等性质，进而影响渗流速度和方向。此外，压力梯度也是驱动渗流的重要因素之一。05数值模拟方法在渗流力学中应用数值模拟方法简介有限差分法将求解区域划分为差分网格，用有限个网格节点代替连续的求解域，将偏微分方程转化为差分方程进行求解。有限元法把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内选择合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。边界元法只在定义域的边界上划分单元，用满足控制方程的函数去逼近边界条件，从而得到边值问题的数值解。常见数值模拟软件介绍COMSOLMultiphysics01一款大型的高级数值仿真软件，广泛应用于各个领域的科学研究以及工程计算，被当今世界科学家称为“第一款真正的任意多物理场直接耦合分析软件”。ANSYS02美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件。ABAQUS03一套功能强大的工程