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稳定渗流

/steady state fluid flow through porous media/
条目作者黄世军

黄世军

最后更新 2022-01-20
浏览 323
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流体在多孔介质中流动时,运动的主要物理量(如压力、渗流速度等)只随空间位置变化,而与时间无关的渗流方式。又称定常流动。

英文名称
steady state fluid flow through porous media
所属学科
石油与天然气工程
又称
定常流动

稳定渗流是整个渗流过程中一种暂时的平衡状态。

单相不可压缩流体等温稳定渗流是最简单,最典型的渗流问题,其渗流微分方程为:


式中为梯度算子;为散度算子;为渗透率,毫达西;为流体黏度,毫帕·秒;为压力,兆帕。

最常见的单相流体稳定渗流有3类:①平面单向流。某些大油田采取行列式布井,井排之间的流动近乎平面单向流。②平面径向流。实际生产中,井底附近基本都呈平面径向流。③球面向心流。对于块状较厚的油气层,当井打开厚度很小时,可以看成球形流。

在边水供应充足或人工注水的油田中,主要依靠边水(或注入水)的压力将油驱入井中,由于边水作用较强,液体和岩层的弹性作用与它相比就显得很小,在此驱动方式下,由于有充足的液源供给,所以供给边缘上压力保持不变。油井投产后,在井底与供给边缘之间形成压差,在这种压差作用下液体流向井底。一方面,当井底压力保持不变时,这种压差也保持不变,即驱油动力不变;另一方面由于液体向井渗流所必须克服的渗流阻力也不随时间而变(液体黏度、岩层渗透率不变),因此流量不随时间而变,液体渗流是稳定渗流。在刚性水压驱动方式下原油在地层中渗流是一种单相、不可压缩液体的稳定渗流。

  • 程林松.高等渗流力学.北京:石油工业出版社,2011.

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