高等渗流力学(2012)-第八章-程林松
高等渗流力学
程林松曹仁义
2012
第八章物理化学渗流
第一节物理化学渗流基本现象
一、多孔介质中的扩散现象
二、多孔介质中的吸附现象
第二节带吸附和扩散的渗流规律
一、一维理想扩散渗流方程及解
二、考虑粘度差的互溶液体的扩散理论
三、具有吸附作用的单相渗流问题
第三节具有多组分溶质的水溶液驱油时的两相渗流问题
一、多孔介质中油、水两相物化渗流的基本方程
二、油、水两相物化渗流方程的求解
一、多孔介质中的扩散现象
弥散的现象:渗流过程中，多种组分相互混合时，异组分物质在出现浓度差异时，浓度变化并不是完全按照达西定律的现象。
在孔隙介质中的弥散理象由两种扩散现象构成：
一种是分子扩散：存在浓度梯度，导致依靠分子热运动扩散。
一种是对流扩散，又称为机械扩散：由于孔隙微观结构的不均匀性和其中的流动本身带有非均匀性和分散性引起的
A B C D
v x>0
扩散速度u 可以由费克定律(Fick)表达*?=??C u D x
在考虑扩散和对流传质的情况下，一维渗流、某一组分的连续性方程
22*0i i i C C C u D t x x
φφ???+?=???无因次化00/,/,D D D m C C t ut L x x L C C C φ?===?*
pe uL N D φ=2
210???+?=???D D D D pe D
C C C t x N x 应用了渗流速度v 、只有在它是常数时，方程式才是线性的并容易求解。在v 不是常数时，就很难用解析方法求解。
1*d 1d ????=?????????
r r r C C K C t C 当表面上的吸附浓度达到一定数值以后，吸附速度就逐渐变小，而当表面上的组分浓度达到某一临界值以后，吸附速度就等于零。单一吸附现象吸附速度：
吸附过程是一个双方向的平衡过程，与脱附的动平衡过程，脱附的速度：
2*d d ????=?????????
r r d r C C K t C 总的吸附浓度随时问变化的关系式为：
12**d 1d r r r r r C C C K C K t C C ????=??????????
二、多孔介质中的吸附现象
在当溶液浓度恒定为C，并且在初始时刻t=0时，，则可获得此方程的解为：
在K
2为零时，即吸附是不可逆的：
=
r
C
*12
1*
12
1exp
()
??
??
+
??
??
??
??
??
??
??
=
+
r
r
r
CK K
K C t
C
C t C
CK K
()**
1
()1exp/
r r r
C t CK t C C
??
=??
??
这一公式表明，当时间趋于无穷时，平衡吸附浓度等于极限吸附浓度，也就是只有在无脱附时，吸附量才可能达到极限情况。
而在K
2≠0时，在时间趋于无穷以后，可以得到平衡浓度
*
r
C
()
1
∞=
+
r
aC
C
bC
*
12
/
=
r
a K C K12
/
=
b K K
此为真实平衡吸附浓度公式，又叫做兰格缪尔等温吸附线。
一、一维理想扩散渗流方程及解
在一维渗流情况下，带有扩散传质的渗流过程中，组分的连续性方程
C u C v t x x
???=?????考虑到Fick扩散定律
2
*2C C C v D t x x
???+=??? 第一项表示的是某一流动单元中浓度的上升速度，称为累积项
第二项表示的由液体流动而带出的浓度的变化，称为对流项
右端相则是由扩散引起的浓度变化，称为扩散项
C =C 1（x <0,t =0）
C =0 （x >0,t =0）
C (∞,t )=0 C （-∞,t ）= C 1
边界条件通过变量替换:,t x vt
τξ==?C C C v t τζ???=????得到:2
*2C C D τζ
??=??C C x ζ
??=??带入基本方程
初始条件：时，；而当时，1*(,)122C x vt C x t erf D t ?????=??????????
?
只存在扩散作用时，v=0: 1*(,)122C x C x t erf D t ????=???????????
0ζ<1C=C 0ζ>C=0
此方程的自模解为
1*(,)122C C erf D ζζττ????=??????????
?
或者
01A A'2L 0t 1t 2t 3
C (t 3)
C/C 10x
-x 1*(,)122C x C x t erf D t ????=???????????
0.5C 1是一固定点：当x =0时，该点的浓
度在任何时刻均为0.5C 1 在x <0处，C >0.5C 1并趋近于1；
在x >0处C (x ,t )<0.5C 1并趋近于零。
()202erf e d ζζζζπ
?=∫t 3>t 2>t 2?评价不同时刻浓度剖面的分布:在x =0处切线，以2L 0表示为溶液中该组分混合带的长度。
此为近似方法，也有其他方法。
()2
0erf ζζ
π→=存在：切线方程()*11012C x erf C D t ζπ??=→=?????
得到混合带的半长为**
0 1.772L D t D t π==1*(,)122C x C x t erf D t ????=???????????
()202
erf e d ζ
ζζζ
π?=∫对于：
0v ≠对于，无对流解存在流动相，因此0.5C 1的点在vt 0
x vt ?=即()1/0.5,x C C t vt
==L 0L 0x L 0.5L 0.50.50C /C =1
说明浓度点向前移动了，设此距离为L 0.5过渡带半长度与前沿距离之比:
vt **
00.5L D t D L vt v t
ππ==经过一段时间后，即随t增大，扩散速度比对流速度越来越小。
对于室内实验，若减小扩散影响，需增大佩克列数。
**/L v D
由扩散剂组成的长度为L 的活性段塞在均质流体渗流过程中的运动问题。初始时刻：扩散剂恒定的浓度C 0 （-L 即： （-L （x <-L ,x >0）0(,0)C x C =(,0)0 C x =利用叠加原理求解,通过求解偏微分方程得到 0**(,)222C x l vt x vt C x t erf erf D t D t ??????+??=??????????????? x C /C 1 x vt ?A A’B B’ C 三个特殊点: A 前沿点 B 后沿点 C 段塞中点a x vt =b x vt l =?/2c x vt l =?0*22a C l C erf D T ??=????0*22b C l C erf D T ??=???? 0*/2222a C l C erf D T ??=????在时间较短时由于*2l D t ()1erf ∞→0.5a b c C C C ==0c C C =在时间较长时*2l D t 000**2222a b c C l l C C C C C D t D t ππ≈≈≈= 二、考虑粘度差的互溶液体的扩散理论 在往油层中注溶剂或混相时，驱替液和被驱替液将相互混合，从而形成一个混合带，混合带中的粘度也发生变化。对于粘度不同的两种液体在地层中的扩散问题没有准确解，但可以通过近似解进行研究。 初始时刻直线地层中:注入A的粘度，驱替流体B粘度为，两种流体是可以互溶的。注入剂浓度的分布： 1μ2μ22C C C D v t x x ???=????其中D 是混合系数，在12μμ=时它一般地等于2310~10??cm 2/s 。 01(1)c D D K x μ?=+?对于粘度互异的流体，其混合系数是与粘度梯度有关的量，可表示为： 混合流体的粘度与原始流体粘度和以及浓度之间有经验关系式： 12 ln ln (1)ln c C C μμμ=+?或者表达为1211(), ()C c f C f C μμμμ???==????混合带中的粘度梯度与浓度梯度关系：1'()C C C C f C x C x x μμμ????==????i 代入基本方程得到变粘度流体的一维扩散方程 2 0112(1'())C C C C v D K f C t x x x μ????+=+???? 进行坐标变换，即取新的自变量 11, x x vt t t =?=得到11 C C C v t t x ???=????222211C C C C x x x x ????==????和代入基本方程，得 201121111'()C C C D K f C t x x μ?????=+?????? ? 为了求解这一非线性的偏微分方程，这里采用积分关系式方法，把浓度剖面取为有限长，其半长为，而取，则方程式的解可取为： λ/x ζλ=3211()(1)2(1) n C n n ζζζζ+=+??????+半长是一个随时间而增长的量，只需要确定出随时间的变化就能写出浓度在不同 时刻的分布。λ满足所给边界条件1 ζ=?(1)1C ζ=?=1 ζ=+(1)0C ζ=+=而n 是一个整数，对于不同的值对剖面的近似程度不一样。 例如若取n=0，则不难看出此时的浓度呈直线分布，这对于ζ值较小时是适用的，对于较高的n值，可以描述接近于处（即过渡带前后沿）的浓度变化。 1± 这样处理的结果就是把问题变为确定混合带半长λ随时间的变化关系。这一变 量应根据方程式本身来确定。为此对方程左右两端同乘以的积分： 2λξ221 112001122111()C C C C d D d D K f C d t ζλζζζζμζζζζλ???????′=+????∫∫∫i 假如取n=1，将表达式C(ζ)代入上式并积分，最后可以得到表达λ随时间变化的常微分方程： 00110.467(10.375)I d D K dt λλμλ=+1 1()2222201111()ln ()(13)C I d ξμμμξξξμμμ??=+∫其中： 10 20 110100 I 21 /μμ随粘度比的增大(或注入剂粘度的下降)而增大，从而引起注入剂很快地侵入或耗散于地层流体之中，引起在不利粘度比影响下的指进或舌进现象，因此可以将其称为粘性耗散因子。 201 ()I μμ 《渗流力学》试题一 一填空题（本大题20分，每空1分） 1 油气储集层。 2 油气储集层的特点、、和。 3 流体渗流中受到的力主要有、和。 4 单相液体稳定渗流的基本微分方程是，为型方程。 5 油井不完善类型有、和。 6 等产量两汇流场中等势线方程为。y轴是一条。平衡点是指。 7 油气两相渗流中拟压力函数H的表达式为：，其物理意义：。 8 气井稳定试井时，按二项式处理试井资料时，其流动方程为， 绝对无阻流量表达式。 二简答题（本大题30分，每小题3分） 1 试绘图说明有界地层中开井生产后井底压力传播可分为哪几个时期？ 2 试说明溶解气驱油藏气油比变化的特点。 3 渗流速度和真实渗流速度定义。给出两者之间的关系。 4 试绘图说明流变性只与剪切速率有关的纯粘性非牛顿流体的分类及其流变曲线形态。 5 什么是折算压力？其公式和实质分别是什么？ 6 写出导压系数的表达式。导压系数物理意义是什么？ 7 试绘图说明平面单向流和平面径向流的压力消耗特点。 8 说明井干扰现象及其实质。 9 什么是稳定试井？指示曲线的用途是什么？ 10 说明水驱油的活塞式和非活塞式驱动方式各自的特点。 三（本大题10分） 长为1 m的岩心，横截面积为4 cm2，渗透率为2.5×10-12 m2，通过液体的粘度为1 cp，流量为4 cm3/min，则需要在模型两端建立多大的压差？ 四（本大题10分） 某井在生产过程中产量变化如第四题图所示，试推导t2时刻井底压力公式。 五（本大题10分） 一均质地层中有一供给边界和一条断层相交成90°，中间为一口生产井，如第五题图所示。已知地层厚度为h，渗透率为k，液体的粘度为μ，井筒半径为r w，井底压力为p wf，供给边界压力为p e。试导出该井的产量公式。 (第四题图) (第五题图) 六（本大题10分） 根据生产气油比定义推导生产气油比公式。 七（本大题10分，每小题5分） 实验室有一地层模型，如第七题图所示。 1 导出其流量计算公式； 2 画出压力分布曲线示意图，并说明理由。 油气层渗流力学答案 1．有四口油井测压资料间表1。 表 题1的压力梯度数据 已知原油的相对密度0.8，原始油水界面的海拔为－950m ，试分析在哪个井 附近形成低压区。 解： 将4口井的压力折算成折算压力进行比较 =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－940)=9.08MPa =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－870)=9.48MPa =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－850)=9.58MPa =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－880)=9.45MPa 由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。 2．某油田有一口位于含油区的探井，实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa ，油层中部海拔为－1000m 。位于含水区有一口探井，实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa ，地层中部海拔－1300m 。已知原油的相对密度为0.85，地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。 解：由于未开采之前，油层中的油没有流动，所以两口探井的折算压力应相等，设h 为油水界面的海拔高度，则： 由21zm zm p p =可得：=h -1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m 3．某油田在开发初期钻了五口探井，实测油层中部原始地层压力资料见表2。 后来又钻了一口井，已知其油层中部海拔为－980m ，试根据已有资料推算此井 油层中部原始地层压力。 解： 由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线，从图上查得当海拔为-980m 时，此井的油层中部原始地层压力为8.6m 。 7．在重力水压驱动方式下，某井供给边界半径为250m ，井半径为10cm ，供给边界上压力为9MPa ，井底流压为6MPa 。井底流压为6MPa ，原始饱和压力为4.4MPa ，地层渗透率是0.5×10-12m 2，原油体积系数为1.15。相对密度为0.85，粘度为9×10-3Pa·s ，油层厚度为10m 。 (1) 求出距井中心0.2m ，0.5m ，1m ，10m ，50m ，100m ，200m 处压力值。 (2) 画出此井的压力分布曲线。 (3) 求该井日产量。 解： 已知：r e =250m ，r w =0.1m ，p e =9×106Pa ，p wf =6×106Pa ，p i =4.4×106Pa ，K =0.5×10-12m 2，γ=0.85，μ=9×10-3Pa·s ，h =10m 。 由平面径向流压力公式可知 代入数据化简可得 p =0.38ln r +7 r (m) 0.2 0.5 1 10 50 100 200 p (MPa) 6.3 6.7 6.8 7.77 8.38 8.65 8.91 地面的产量 化为以质量表示的产量 ρ?=e m q q =0.117×10-2×0.85×1000=0.99kg/s=85.5t/d 日产量为85.5t 。 8．注出开发油田的井距为500m ，地层静止压力为10.8MPa 。油层厚度为15m ，渗透率为0.5×10-12m 2。地下流体粘度为9mPa·s ，体积系数为1.15。原油相对密度为0.85，油层孔隙度为0.2，油井半径为10cm 。 (1) 若油井日产量为60t ，井底压力多大？ (2) 供油区范围内平均地层压力为多大？ (3) 距井250 m 处的原油流到井底需要多少时间？ 解： 已知：r e =250m ，r w =0.1m ，p e =10.8×106Pa ，p wf =6×106Pa ，K =0.5×10-12m 2，γ=0.85， 第一章 1．有四口油井测压资料间表1。 表 题1的压力梯度数据 已知原油的相对密度0.8，原始油水界面的海拔为－950m ，试分析在哪个井附近形成低压区。 解： 将4口井的压力折算成折算压力进行比较 111m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－940)=9.08MPa 222m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－870)=9.48MPa 333m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－850)=9.58MPa 444m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－880)=9.45MPa 由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。 2．某油田有一口位于含油区的探井，实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa ，油层中部海拔为－1000m 。位于含水区有一口探井，实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa ，地层中部海拔－1300m 。已知原油的相对密度为0.85，地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。 解：由于未开采之前，油层中的油没有流动，所以两口探井的折算压力应相等，设h 为油水界面的海拔高度，则： ()10008.91085.010822.8361111-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ ()13008.91011047.11362222-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ 由21zm zm p p =可得：=h -1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m 环境工程专业考研院校排名 环境工程是21世纪重点发展的高新科技之一。本专业培养的学生具有扎实的环境工程理论知识、专业技术和工程设计能力，特别是在（高浓度）有机废水的生物化学处理、可持续发展的垃圾填埋处置及环境污染修复的生态工程等方面的理论和技术独具特色。 主干学科与主干课程 主干学科：环境科学与工程 主干课程：物理化学、工程流体力学、环境工程微生物学、环境生态学、环境工程原理、环境影响评价、水污染控制、固体废物处理与处置、大气污染控制主要实践性教学环节：测量实习、工程制图、计算机应用及上机实习、水力学实验、微生物实验、环境监测实验、水处理实验、空气污染控制实验等，一般安排40周左右。 相近专业： 环境工程安全工程灾害防治工程水质科学与技术给水排水工程地下水科学与工程风能与动力工程环境科学与工程城市规划辐射防护与环境工程 环境工程 B+等(44个)：南昌大学、华东理工大学、中山大学、吉林大学、河海大学、厦门大学、昆明理工大学、中国农业大学、武汉理工大学、大连海事大学、西安理工大学、江苏大学、安徽理工大学、中国矿业大学、江南大学、东北大学、兰州交通大学、西南交通大学、太原理工大学、南京理工大学、长安大学、广东工业大学、合肥工业大学、华东师范大学、华北电力大学、青岛理工大学、北京航空航天大学、北京建筑工程学院、郑州大学、南京农业大学、暨南大学、苏州科技学院、浙江工业大学、南京工业大学、广西大学、中南大学、兰州理工大学、北京交通大学、江苏工业学院、复旦大学、辽宁工程技术大学、天津工业大学、南京航空航天大学、东北师范大学 B等(43个)：华南农业大学、沈阳理工大学、长江大学、北京工商大学、贵州大学、兰州大学、大连大学、福州大学、武汉科技大学、重庆工商大学、河北科技大学、辽宁石油化工大学、西安交通大学、桂林工学院、江西理工大学、吉林农业大学、吉林建筑工程学院、中国石油大学、南京林业大学、陕西科技大学、中国人民大学、上海理工大学、沈阳农业大学、西南科技大学、哈尔滨工程大学、四川农业大学、内蒙古科技大学、西北大学、西北农林科技大学、湘潭大学、湖南农业大学、天津科技大学、东华理工大学、武汉工程大学、中北大学、济南大学、安徽工业大学、河南理工大学、华南热带农业大学、天津城市建设学院、华东交通大学、山东建筑大学、南昌航空工业学院 第一章 1-4 解： 系统内水的总体积38m V =，水的体积膨胀系数V 0.005α=1/℃。 水温升高50T ?=℃时，水的体积膨胀量 3V 80.005502m V V T α?=???=??=。 1-6解：油的运动粘度7214.2810m s ν--=??，密度3678kg m ρ-=?，则油的动力粘度74678 4.2810 2.910Pa s μρν--==??=??。 1-7解：水的动力粘度31.310Pa s μ-=??，密度3999.4kg m ρ-=?，则水的运 动粘度36211.310 1.310m s 999.4 μνρ---?===??。 1-9解：如图示：在锥体表面距离定点x 处取一宽度为d x 的微圆环，则在x 处的微圆环的半径sin r x α=。由牛顿粘性定律可得，微圆环所受到的摩擦阻力 22 2sin d d 2d U r F A rdx x x h ωπμωαμμπδδ =??=??=， 微圆环旋转时所需的微圆力矩为332sin d d d M r F x x πμωα δ =?== 所以锥体旋转时所需的总力矩 3 34 cos 3cos cos 0 2sin 2sin d d 4H H H x M M x x α ααπμωα πμωαδ δ?? === ????? ? 344342sin tan 4cos 2cos H H πμωα πμωα δ αδα = = 1-10解：设轴承内轴旋转角速度为ω ，所以由牛顿粘性定律可得，内 轴表面所受的摩擦阻力2 22D U b D F A Db h ωμπωμμπδδ ? ===， 内轴旋转的摩擦力矩3 24D b D M F μπωδ == 克服摩擦需要消耗的功率23 4b D P M μπωωδ == 所以内轴的圆周角速度19.37rad s ω-===? 所以内轴转速60609.372 89.50rpm 22 3.14 n ωπ?= ==? 1-13解：润滑油的动力粘度μρν=， 活塞表面所受的摩擦阻力2()2 U V dLV F A dL D d h D d πμμμπ=== --， 所以活塞运动所消耗的功率 22 22dLV dLV P FV D d D d πμπρν===-- 43223 2 3.149200.914410152.41030.48106 4.42KW (152.6152.4)10----?????????==-? 第二章 流体静力学 2-1解：在图中1－2等压面处列平衡方程： 1A P P =，2B Hg P P gh ρ=+， 因为12P P =， 所以A B Hg P P gh ρ=+， 所以 44A B 3 Hg 2.710( 2.910)0.420m 13.6109.81 P P h g ρ-?--?===?? 10425 中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东）是教育部直属全国重点大学，是国家“211工程”重点建设的高校， 是建有研究生院的56所高校之一，也是国家重点支持开展“优势学科创新平台”建设的高校。 中国石油大学（华东）是教育部和四大石油石化企业集团、教育部和山东省人民政府共建的 普通高等学校。学校于1953年建校，时称北京石油学院，1969年迁校山东，改称华东石油 学院。1988年，学校更名为石油大学。2005年1月，学校更名为中国石油大学。 中国石油大学（华东）现有东营、青岛两个校区，校园总面积近4500亩，图书馆藏书总量 323万册。学校建有13个教学学院（部）、研究生院，以及后备军官学院、远程与继续教育 学院等。全日制在校本科生20000余人，研究生3000余人。现有专任教师1400多人，其中 教授、副教授575人。两院院士5人（含外聘），博士生导师100人，硕士生导师589人。 中国石油大学（华东）是石油、石化高层次人才培养的重要基地，被誉为“石油科技人才的 摇篮”。学校现有 5个国家重点学科，4个博士后流动站，4个博士学位授权一级学科，32 个博士点，99个硕士点，54个本科专业，学科专业覆盖石油、石化工业的各个领域，石油主 干学科总体水平处于国内领先地位。建校以来，为石油石化工业和国民经济建设输送了 10 多万名各类毕业生，涌现出了吴仪、周永康等一大批杰出校友，走出了10多位两院院士，还 涌现出了“新时期铁人”王启民、“当代青年的榜样”秦文贵、“石油科技楷模”苏永地等全 国知名的英模人物。 中国石油大学（华东）是石油、石化行业科学研究的重要基地。具有良好的科研条件和 稳固而又广阔的科研市场，在基础理论研究、应用研究等方面具有较强实力，在10多个研究 领域居国内领先水平，其中部分达到国际先进水平。学校坚持开放办学，不断扩大对外联系， 重视国际交流与合作，已与10多个国家和地区的60多个高等院校和学术机构建立了合作交 流关系。 学校的中期发展目标是：到2020年，建成国内著名、石油学科国际一流的高水平研究型 大学。 学校地址：山东省东营市北二路271号 邮政编码：257061 联系部门：招生办公室 联 系 人：杨爱民 咨询电话：0546-8391611 传真号码：0546-8392482 学校网址：https://www.360docs.net/doc/969145144.html, 电子邮箱：upzsb@https://www.360docs.net/doc/969145144.html, 招生专业 普通类 01 资源勘查工程(理工农医类) 02 地质学(理工农医类) 03 勘查技术与工程(理工农医类) 04 地球物理学(理工农医类) 05 测绘工程(理工农医类) 06 地理信息系统(理工农医类) 07 石油工程(理工农医类) 08 船舶与海洋工程(理工农医类) 09 化学工程与工艺(理工农医类) 131 浅谈非牛顿流体的渗流理论 一．基本概念 服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿流体，所有气体和大多数液体都属于这一类。水，酒精等大多数纯液体，轻质油，低分子化合物溶液以及低速流动的气体均是牛顿流体。高分子聚合物的浓溶液和悬浮液一般是非牛顿流体。从流体力学的角度，凡是服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，否则称为非牛顿流体。所谓服从牛顿内摩擦定律是指在温度不变的情况下，随着流体梯度的变化， 值始终保持是常数。 度量液体粘滞性大小的物理量，简称为粘度。物理意义是产生单位剪切速率所需要的剪切应力。早在人类出现之前，非牛顿流体就已存在，因为绝大多数生物流体都属于现在所定义的非牛顿流体，而且非牛顿流体在化工方面宜属常见。 牛顿粘性定律的表达式为： （1-1） 其中为牛顿粘度 为在剪切平面平行于流动平面的剪切应力，垂直于剪切平面的剪切速率。 二．非牛顿流体的分类 下面是牛顿流体与非牛顿流体的流变图。 图牛顿流体与非牛顿流体的流变图 根据流体的流变方程式，将非牛顿流体分类为： 1.与时间无关的流体 在流变图上来看对的曲线或是通过原点的曲线，或是不通过原点的直线，如图中b，c，d图线所示。对于b，c这样的曲线来讲，斜率是变化的。因此，对与时间无关的粘性流体来讲，粘度一词便失去了意义。但是这些特定的曲线在任一特定点上都有一定的斜率，故与时间无关的粘性流体来讲，指在特定的剪切速率下，有一个表观粘度值。即表观粘度是剪切速率的函数，不依赖时间的非牛顿液的流变特性只依赖于剪切应力的大小而不依赖于剪切应力的持续时间。这样的流体可分为： （1）假塑性流体 这种流体的表观粘度随剪切速率的增大而减小，其中的曲线关系为一下降的曲线，该曲线可用指数方程式表示： （1-2）大多数与时间无关的粘性流体都属于此类型，其中包括聚合物溶液，油脂，淀粉悬浮液，油漆等。 （2）涨塑性流体 这种流体与假塑性流体相反，这种流体的表观粘度随剪切速率的增加而增大，其关系曲线为一上升的曲线。如曲线c所示。涨塑性流体比假塑性流体少的多，如玉米粉，糖溶液，湿沙和某些高浓度的粉末悬浮液等均属此类流体。 （3）宾汉流体 这种流体的曲线关系如d所示，它的斜率固定，但不通过原点.该线的截距为屈服应力。这种流体的特性是当剪切力超过屈服应力之后才开始流动，开始流动之后其性能象牛顿流体一样。属于此类的流体有纸浆，牙膏，肥皂等。塑性流体的流变特性为： （4）幂律流体 如图中a，b，c这样的流体。为了模拟和计算的目的，大部分描述剪切稀释或剪切增稠特性的幂律流变模型都是用Ostwald-dewaele幂律模型，这两个参数对于拟合流变数据是有用的，因为大量的剪切增稠和 中国石油大学（北京）期末考核 《石油工程概论》 一、综述题（共5小题，每小题20分，第1、2和3题选做两道，第4和第5题选做一道，共60分）（每道题目不少于500字。照抄知识点提示不得分。） 1. 阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。（20分） 知识点提示：井深结构的主要内容包括套管的层次、各层套管下入深度、相应的钻头直径、套管外水泥返高等，请详细列出各内容所包含的具体内容，并画出简单的井深结构图。 答：井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。包括井中套管的层数及各种套管的直径、下入深度和管外的水泥返深，以及相应各井段钻进所用钻头直径。井身结构是钻井施工设计的基础。 （一）井身结构的组成及作用 井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。 1.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。 2.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。 3.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 4.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。 5.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离 （二）相关名词及术语 1.完钻井深：从转达盘上平面到钻井完成时钻头所钻井的最后位置之间的距离。 2.套管深度：从转盘上平面到套管鞋的深度。 3.人工井底：钻井或试油时，在套管内留下的水泥塞面叫人工井底。其深度是从转盘 2020年全国环境工程专业大学排名_高考升 学网 当前位置：正文 2020年全国环境工程专业大学排名 更新：2019-12-24 09:41:43 一、教育部全国环境工程专业大学排名环境工程专业大学排名学校名称1清华大学2南开大学3哈尔滨工业大学4华中科技大学5西安交通大学6东南大学7天津大学8华南理工大学9湖南大学10重庆大学11中南大学12西北工业大学13电子科技大学14中南财经政法大学15北京交通大学16吉林大学17北京科技大学18华东理工大学19西南交通大学20华北电力大学保定校区21东北大学22福州大学23深圳大学24哈尔滨工业大学（威海）25兰州大学26东华大学27江南大学28北京化工大学29北京林业大学30中国地质大学(北京)31华中农业大学32中国石油大学（北京）33西安建筑科技大学34大连海事大学35哈尔滨工程大学36长安大学37上海理工大学38南昌大学39江苏大学40南京农业大学41太原理工大学42青岛大学43中国民航大学44东北大学秦皇岛分校45贵州大学46扬州大学47武汉科技 大学48广西大学49西安理工大学50湘潭大学51长沙理工大学52湖北大学53四川农业大学54长春理工大学55华东交通大学56青海大学57石河子大学58大连交通大学59上海工程技术大学60西南交通大学61青岛理工大学62天津工业大学63湖北工业大学64西南石油大学65湖南农业大学66三峡大学67江苏科技大学68河南工程学院69山东理工大学70安徽师范大学71湖南科技大学72南昌航空大学73兰州交通大学74江西理工大学75吉林建筑大学76江汉大学77山东建筑大学78山西大学79武汉轻工大学80大连大学81江西农业大学82长春工业大学83烟台大学84石家庄经济学院85西北民族大学86内蒙古工业大学87长江大学88兰州理工大学89琼州学院90中北大学91沈阳工业大学92河南工业大学93桂林理工大学94嘉兴学院95郑州航空工业管理学院96台州学院97东华理工大学98安徽建筑大学99安徽工程大学100河南农业大学101沈阳理工大学102华北科技学院103洛阳理工学院104东北电力大学105淮海工学院106沈阳航空航天大学107长沙学院108河北联合大学109西华大学110安徽科技学院111湖北理工学院112景德镇陶瓷学院113太原工业学院114陕西理工学院115临沂大学116莆田学院117武夷学院118湖北师范学院119井冈山大学120合肥学院121吉林化工学院122长春工程学院123齐齐哈尔大学124华中科技大学武昌分校125文华学院126河北科技大学理工学院127武昌理工学院128武汉科技大学城市学院129江汉大学文理学院130燕山大学里仁学院131苏州科技学院天平学院132贵州大学明德学院133湖北工业大学工程技术学...134武汉纺织大学外经贸学院135福州大学至诚学院136武汉工商学院137武汉生物工程学院138华北电力大学科技学院139湖北师范学院文理学院二、环 第一章绪论 1. 环境监测：用物理的、化学的、生物的方法或手段，测定、监视代表环境质量的各种代表值的过程。 2. 环境监测技术： （一）化学、物理技术 1、化学分析法： 无机与分析化学中：四大滴定（酸碱、络合、沉淀、氧化还原） 2、仪器分析法 光谱分析法、色谱分析法、电化学分析法 （二）生物技术 3、什么是优先监测和优先污染物污染物？ 环境优先污染物：优先选择的污染物。简称为优先污染物。 优先监测：对优先污染物进行的监测 4. 对监测仪器要求:“三高”（高灵敏度、高准确度、高分辨率） “三化”（标准化、自动化、计算机化） 6、环境监测的一般过程: 现场调查→监测计划设计→优化布点→样品采集→运送保存→分析测试→数据处理→综合评价。 7. 第一类污染物：不分行业和污水排放方式，一律在车间或车间处理设施排放口采样。 第二类污染物：在排污单位排放口采样。 第二章水和废水监测 1、水质监测分析方法分为哪三种？ 分析方法分为三类：国家标准分析方法、统一分析方法、等效分析方法。 2. 水质监测常用的方法有: ①化学法。例如：酸度、碱度测定、COD、BOD5 ②分光光度法。可见、紫外。例如：金属、非金属和化合物 ③电化学法。如：pH、F- ④原子吸收分光光度法。如：重金属 ⑤气相色谱法。如：有机物 ⑥等离子体发射光谱（ICP-AES）法。金属离子的定性、定量。 3. 地面水质监测方案的制订分哪几方面？ （一）基础资料的收集 （二）监测断面和采样点的设置 （三）采样时间和采样频率的确定 (四)采样方法和分析方法的确定 （五）提出监测的报告要求等 4. 三种断面：对照断面、控制断面(污染物与河水混合较均匀的地段,排污口下游500-1000m 处)和削减断面（最后一个排污口下游1500m以上的河段上）。 5. 水样保存的方法有哪几种？ 保存水样的方法：（1）冷藏或冷冻法（2）加入化学试剂保存法：加入生物抑制剂、调节pH值、加入氧化剂或还原剂 6. 消解处理的目的：①破坏有机物；②溶解悬浮性固体；③将待测元素氧化成单一高价态或无机物。（一）湿式消解法（1）硝酸消解法（2）硝酸、高氯酸消解法（3）硫酸、 《高等流体力学》复习题 一、 基本概念 1． 什么就是理想流体？正压流体,不可压缩流体？ [答]:教材P57 当流体物质的粘度较小,同时其内部运动的相对速度也不大,所产生的粘性应力比起其它类型的力来说可以忽略不计时,可把流体近似地瞧为就是无粘性的,这样无粘性的流体称为理想流体。 内部任一点的压力只就是密度的函数的流体,称为正压流体。 流体的体积或密度的相对变化量很小时,一般可以瞧成就是不可压缩的,这种流体就被称为不可压缩流体。 2． 什么就是定常场;均匀场;并用数学形式表达。 [答]:如果一个场不随时间的变化而变化,则这个场就被称为定常场。其数学表达式为:)(r ??= 如果一个场不随空间的变化而变化,即场中不显含空间坐标变量r ,则这个场就被称为均匀场。其数学表达式为:)(t ??= 3． 理想流体运动时有无切应力？粘性流体静止时有无切应力？静止时无切应力就是否无粘性？为什 么？ [答]:理想流体运动时无切应力。 粘性流体静止时无切应力。但就是,静止时无切应力,而有粘性。因为,粘性就是流体的固有特性。 4． 流体有势运动指的就是什么？什么就是速度势函数？无旋运动与有势运动有何关系？ [答]:教材P119-123 如果流体运动就是无旋的,则称此流体运动为有势运动。 对于无旋流动来说,其速度场V 总可以由某个速度标量函数(场)),(t r φ的速度梯度来表示,即φ?=V ,则这个标量函数(场)),(t r φ称为速度场V 的速度势函数。 无旋运动与有势运动的关系: 势流运动与无旋运动就是等价的,即有势运动就是无旋的,无旋运动的速度场等同于某个势函数的梯度场。 5． 什么就是流函数？存在流函数的流体具有什么特性？(什么样的流体具有流函数？) [答]: 中国石油大学（北京）远程教育 工程力学 学习中心：_______姓名：________学号：_______ 关于课程考试违规作弊的说明 1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。 2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。 3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。 一、题型 简答题，8题，每题5分，共40； 计算题，4题，每题15分，共60分） 二、题目 学号尾数为奇数的同学做题目序号后有“A”字样的题，学号尾数为偶数的同学做题目序号后有“B”字样的题 简答题： 1A 在铸铁压缩试验中，破坏后的铸铁试样断口平滑呈韧性，与轴线近似成45°。破坏前，该断口所在斜截面的应力有何特点？ 1B 在铸铁扭转试验中，铸铁断口的形态是什么样的？ 2A 根据铸铁试件扭转破坏断口可以推断，铸铁的扭转破坏和什么因素有很大的关系？ 2B 电阻应变片（简称电阻片或应变片）应用广泛，它是利用什么原理实现电测的？ 3A 冲击韧性的物理意义是什么？ 3B 矩形截面梁在截面B处沿铅垂对称轴和水平 F，如图所示。请 对称轴方向上分别作用有 P 问最大拉应力和最大压应力发生在危险截面 A的哪些点上？ 4A 构件中危险点的应力状态如图所示。构件为钢制：x σ=45MPa ，y σ=135MPa ，z σ=0，xy τ=0，许用应力[]σ=160MPa 。请用第三强度理论校核该构件的强度。 4B 构件中危险点的应力状态如图所示。构件材料为铸铁：x σ=20MPa ， y σ=-25MPa ，z σ=40MPa ，xy τ=0，许用应力[]σ=30MPa 。请用第一强 度理论校核该构件的强度。 5A 什么是压杆的临界载荷？ 5B 压杆约束强弱对其稳定性有何影响，请定性说明。 6A 如图所示，一端固定、另一端由弹簧侧向支撑的细长压杆的临 界载荷，可采用欧拉公式()2 2/l EI F Pcr μπ=计算。请估计该压 杆的长度系数μ的取值范围。 6B 什么是冲击动荷系数？ 7A 构件在突加载荷作用下引起的应力和位移是相应静载荷作用下的几倍？ 7B 将重物突然放到结构上和将重物缓慢放到结构上，哪种情形下结构产生的最大变形大？ 8A 什么是持久极限？ 8B 影响实际构件疲劳寿命的三个主要因素是什么？ 计算题： 1A 砖夹的宽度为250mm ，杆件AGB 和GCED 在G 点铰接。已知：砖的重量为W ；提砖的合力 为F P ，作用在砖夹的对称中心线上；尺寸如图所示，单位为mm ；砖夹与砖之间的静摩擦因数s f =0.5。试确定能将砖夹起的d 值(d 是G 点到砖块上所受正压力作用线的距离)。 P F EI l k 第一章 渗流的基本规律 【1-1】一圆柱岩样6cm D =，10cm L =，22m K μ=，0.2φ=，油样沿轴向流过岩样，04mPa s μ=?，密度为800kg/m 3，入口端压力为0.3MPa e p =，出口端压力为0.2MPa w p =。 求：(1) 每分钟渗过的液量？ (2) 求雷诺数e R 。 (3) 求粘度162mPa s w μ=?、密度3=1000kg/m ρ的水通过岩样是的雷诺数(其余条件不变)。 【解】(1) 由达西定律知 22126 33(610)210(0.30.2)106084.82cm /min 44100.1 ?πμ---????-?==?=??=??AK p Q qt t L (2) 4284.82/60510m /s 6/4 π-===??q v A e 00.009R === (3) 356e 3/2101000 1.210 6.8100.2162 R ---???==?? 【1-2】设液体通过直径10cm D =，长30cm L =的砂管，已知0.2φ=，00.65mPa s μ=?，0.7MPa p ?=，0.3wc S =，200.2m μ=K ，求产量Q 、渗流速度v 和真实渗流速度t v 。 【解】由达西定律知 产 量 212663330.10.2100.7105.610m /s 5.6c m /s 40.65100.3?πμ---????==?=?=??AK p Q L 渗流速度 126430.2100.7107.1910m /s 0.65100.3 K p v L ?μ---???===??? 真实渗流速度 43t 7.1910= 3.6010m /s 0.2φ--?==?v v 【1-3】砂层500m L =，宽100m B =，厚4m h =，20.3m μ=K ，孔隙度0.32φ=，0 3.2mPa s μ=?，315m /d Q =，0.17wc S =，求： (1)压差p ?，渗流速度V 和真实渗流速度t V 。 (2)若330m /d Q =，则p ?、v 和t v 又为多少？ (3)两种情况原油经过砂层所需的时间1T 和2T 等于多少？ 国内环境工程院校排名 排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级 1 清华大学A+ 11 南京大学 A 21 北京工业大学 A 2 同济大学A+ 12 山东大学 A 22 北京师范大学 A 3 哈尔滨工业大 学 A+ 13 华中科技大 学 A 23 上海大学 A 4 西安建筑科技 大学 A+ 14 武汉大学 A 24 四川大学 A 5 浙江大学A+ 15 上海交通大 学 A 25 中国海洋大学 A 6 北京大学A+ 16 北京化工大 学 A 26 中国地质大学 A 7 华南理工大学A+ 17 东南大学 A 27 东华大学 A 8 大连理工大学 A 18 北京科技大 学 A 28 中国科学技术 大学 A 9 湖南大学 A 19 南开大学 A 29 北京理工大学 A 10 重庆大学 A 20 天津大学 A B+等(44个)：南昌大学、华东理工大学、中山大学、吉林大学、河海大学、厦门大学、昆明理工大学、中国农业大学、武汉理工大学、大连海事大学、西安理工大学、江苏大学、安徽理工大学、中国矿业大学、江南大学、东北大学、兰州交通大学、西南交通大学、太原理工大学、南京理工大学、长安大学、广东工业大学、合肥工业大学、华东师范大学、华北电力大学、青岛理工大学、北京航空航天大学、北京建筑工程学院、郑州大学、南京农业大学、暨南大学、苏州科技学院、浙江工业大学、南京工业大学、广西大学、中南大学、兰州理工大学、北京交通大学、江苏工业学院、复旦大学、辽宁工程技术大学、天津工业大学、南京航空航天大学、东北师范大学 B等(43个)：华南农业大学、沈阳理工大学、长江大学、北京工商大学、贵州大学、兰州大学、大连大学、福州大学、武汉科技大学、重庆工商大学、河北科技大学、辽宁石油化工大学、西安交通大学、桂林工学院、江西理工大学、吉林农业大学、吉林建筑工程学院、中国石油大学、南京林业大学、陕西科技大学、中国人民大学、上海理工大学、沈阳农业大学、西南科技大学、哈尔滨工程大学、四川农业大学、内蒙古科技大学、西北大学、西北农林科技大学、湘潭大学、湖南农业大学、天津科技大学、东华理工大学、武汉工程大学、中北大学、济南大学、安徽工业大学、河南理工大学、华南热带农业大学、天津城市建设学院、华东交通大学、山东建筑大学、南昌航空工业学院[1] A卷 2018～2019学年第2学期 《材料力学》试卷 专业班级 姓名 学号 开课系室工程力学系 考试日期 题号一二三四总分得分 阅卷人 一、选择题（每题2分，共 10分） 1. 图中所示三角形微单元体，已知两个直角截面上的切应力为0τ，则斜边截面上的正应 力σ和切应力τ分别为 。 A 、00,στττ==； B 、0,0σττ==； C 、00,στττ=-=； D 、0,0σττ=-=。 2. 构件中危险点的应力状态如图所示，材料为低碳钢， 许用应力为[]σ，正确的强度条件是 。 A 、[]σσ≤； B 、[]στσ+≤； C 、[],[][]/2σσττσ≤≤=； D 、 224[]στσ+≤。 3. 受扭圆轴,当横截面上的扭矩不变而直径减小一半时,该横截面上的最大切应 力原来的最大切应力是 d 。 A 、2倍 B 、4倍 C 、6倍 D 、8倍 4. 两根材料相同、抗弯刚度相同的悬臂梁I 、II 如图示，下列结论中正确的是 c 。 A.I 梁和II 梁的最大挠度相同 B.II 梁的最大挠度是I 梁的2倍 C.II 梁的最大挠度是I 梁的4倍 D.II 梁的最大挠度是I 梁的1/2倍 2P P l I 2l II 题1-4 图 5. 现有两种压杆，一为中长杆，另一为细长杆。在计算压杆临界载荷时，如中长杆误用细 长杆公式，而细长杆误用中长杆公式，其后果是 D 。 A 、两杆都安全； B 、两杆都不安全； C 、中长杆不安全，细长杆安全； D 、中长杆安全，细长杆不安全。 二、填空（每题4分，共20分） 1. 用积分法求图示梁的挠曲线方程时，需分 3 段进行积分。 位移边界条件是： ； 光滑连续条件是： 。 0τ0 ττ σ 45 45 题 1-1 图 σ τ 题 2-2 图 流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答：以当时，第2次B点量测数据（表1.1）为例，此时，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为。 3、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。 答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式，从而求得。 4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？ 答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。常温（）的水，或，。水与玻璃的浸润角很小，可认为。于是有 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面？哪一部分液体是同 一等压面？ 答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面： （1）重力液体； （2）静止； （3）连通； （4）连通介质为同一均质液体； （5）同一水平面 而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。 ※6、用图1.1装置能演示变液位下的恒定流实验吗？ 答：关闭各通气阀，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（）与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为0.8cm,箱体内径为20cm。 中国石油大学（北京）远程教育学院 期末考试 《石油工程概论》 学习中心：_______ 姓名：________ 学号：_______ 一、综述题（共8小题，每小题15分，任选4小题，共60分）（综述题请根据知识点提示结合课件组织答案，每道题目不少于400字。照抄知识点提示不得分。） 选做题号： 1. 阐述井身结构的主要内容，说出各内容所包括的具体知识，并画出基本的井深结构图。 答：井身结构是指由直径、深度和作用各不相同，且均注水泥封固环形空间而形成的轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。包括井中套管的层数及各种套管的直径、下入深度和管外的水泥返深，以及相应各井段钻进所用钻头直径。 ⑴井身结构的组成及作用：井身结构主要由导管、表层套管、技术套管、油层套管和各层套管外的水泥环等组成。①.导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。②.表层套管：井身结构中第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后，用水泥浆固井返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。 ③.技术套管：表层套管与油层套管之间的套管叫技术套管。是钻井中途遇到高压油气水层、漏失层和坍塌层等复杂地层时为钻至目的地层而下的套管，其层次由复杂层的多少而定。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 ④.油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻深度和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用封隔油气水层，建立一条供长期开采油气的通道。⑤.水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管与井壁之间和环形空间上返面到转盘平面之间的距离。 2.简述绝对渗透率、有效渗透率、相对渗透率的定义，影响绝对渗透率的影响因素？ 绝对渗透率:岩石孔隙中只有一种流体(单相)存在，流体不与岩石起任何物理和化学反应，且流体的流动符合达西直线渗滤定律时，所测得的渗透率。 有效渗透率:多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体的渗透率叫该项流体的有效渗透率，又叫相渗透率。 相对渗透率:多相流体在多孔介质中渗流时，其中某一项流体在该饱和度下的渗透系数与该介质的饱和渗透系数的比值叫相对渗透率，是无量纲量。 影响绝对渗透率的因素有：①岩石的颗粒大小；②孔隙截面形状和孔隙连通性的好坏：③胶结物的含量；④岩石中的裂缝。 3.阐述油藏的驱动能量及油藏驱动类型，并针对国内一油藏进行举例分析。 答：一般油藏驱动类型可以分为五类：1）弹性驱动：依靠油层岩石和流体的弹性膨胀能进行原油驱动的方式。2）溶解气驱：油层压力低于饱和压力时，溶解状态的气体分离出的气泡膨胀而将石油推向井底的驱动方式。3）水压驱动：当油藏有边水、底水时就会形成水压驱动，可以分为刚性水驱和弹性水驱。4）气 渗流力学课后答案 第一章 1．有四口油井测压资料间表1。 表 题1的压力梯度数据 已知原油的相对密度0.8，原始油水界面的海拔为－950m ，试分析在哪个井附近形成低压区。 解： 将4口井的压力折算成折算压力进行比较 111m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－940)=9.08MPa 222m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－870)=9.48MPa 333m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－850)=9.58MPa 444m m zm H g p p ?+=ρ =9.0×106+0.8×103×9.8×(950－880)=9.45MPa 由数值上可以看出在第一口井处容易形成低压区。 2．某油田有一口位于含油区的探井，实测油层中部的原始地层压力为8.822×106Pa ，油层中部海拔为－1000m 。位于含水区有一口探井，实测地层中部原始地层压力为11.47×106 Pa ，地层中部海拔－1300m 。已知原油的相对密度为0.85，地层水的相对密度为1。求该油田油水界面的海拔高度。 解：由于未开采之前，油层中的油没有流动，所以两口探井的折算压力应相等，设h 为油水界面的海拔高度，则： ()10008.91085.010822.8361111-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ ()13008.91011047.11362222-???+?=?+=h H g p p m m zm ρ 由21zm zm p p =可得：=h -1198.64m 该油田油水界面的海拔高度为-1198.64 m 3．某油田在开发初期钻了五口探井，实测油层中部原始地层压力资料见表2。 后来又钻了一口井，已知其油层中部海拔为－980m ，试根据已有资料推算此井油层中部原始地层压力。 解： 由表格中数据绘得海拔与油层中部的压力曲线，从图上查得当海拔为-980m 时，此井的油层中部原始地层压力为8.6m 。 -1120 -1100-1080-1060-1040-1020-1000-980-960-940-920-900-880-860-840-820-800△p (MPa ) h(m) 7．某实验室做测定岩芯渗透率实验。已知圆柱形岩芯半径为1cm ，长度为渗流力学试题一
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