石油教材出版基金资助项目 石油高等院校特色教材 渗流力学与渗流物理 胨军斌王冰张国强编著 石油工业出版社
渗流力学与渗流物理¨湜石油与夭然气工程学科硏究生的一门重要课程,是 从事油气田开发工程硏究方向研究生的一门必修课程,内容涉及数学、物理、化 学、力学、相态、地质、油藏竽多学科,理论性强,逻辑性严密·难度大,对学生的知 识妥求高。因此·鎢写与此课程相配套的研究生教材·对于提高这门课程的教学 质量和教学效果是十分必要的 夲书是在作者的《渗流力学与渗流物理》研究生讲义基础上编写而成的,同时 参考了曾经作为李璗教授¨渗流力学与渗流物理¨硏究生湨程辅导教师时的课堂 笔记陕西省教育厅重点实验室硏究课題¨低渗透油藏注气(氮气、氧化碳)提高 原油采攻率技术研究¨的部分科研成果,在美国科罗拉多矿业学院石油工程系做 访问学者期间旁听以下研究生课程时的课堂笔记及饪课老师的多媒体课件- NATURALLY FRACTTURED RESERVOIR( Hossein kazen教授)、RFS:R VOIR ENGINEERING PRINCIPLE (Yu Sh WU) APPL MATII FLUID FLOW POR( US MEDIA( Erdal ozkan教授)、 PHASE BEHAVIOUR IN OILA AS INDUSTR( Xiaolong yin教授)、 GEOMECH-UNCONVENTIONAI.RE SOURCE( Azra n. Tutuncu教授)、 SHALE RESERⅤOREN(正NEER1NG(Er dl(zka教授,Azra、. Tutuncu教授)国内孔祥言教授、郎兆新教授、葛家理 教授、翟云芳教授、张建国教授、程林松教授、王晓冬教授等的相关教材及教学硏 究成果。 本书第∽章由王冰高级工裎师编写.第八章由张囯强擰士编写,其余章节归 胨军斌教授编写。在编写过程中,始终坚持课程鉏专家李璗教授对渗流力学教材 编写所要求的编写原则:既要结合石油勘探开发的需要,又要逴循渗流力学的科 学体系;既不能使用超岀石油专业教学大纲范围的教学工具,又不失严谨性,留有 选一步提高的余地。最关键的是:要有符合渗流力学规律的严密体系·不是材料 的胡乱堆砌;对理论概念、方法的解释既准确、科学,又有本书的独到之处;內容既 受简明扼要·又要符合大学生的认识规律:不仅照顾到科学体系的严谨与完整·还 要说明其实用价值;既注重讲淸楚冇重大实用价值的公弌、方法·更注意渗流力学 般硏究方法的传授;既照顾眼前的后续课裎的需要,又指岀将来进一步提高的 方向。当然,文宇应尽量生动简洁。这是我们的努力目标,但自知由于学识和文
字水平所限,这入书离这个目标距离不小,还望广大读者批评指正。 在书稿完成之际,我要十分感谢美国科罗拉多矿业学院石油工程系尹小龙 ( Xiaolong yin)博士的邀请以及国家留学基金委的委派,使自己能够有一年的时 间在美国科罗拉多矿业学院访问硏究,定下心来学习、修改、补充和完善原有的 《渗流力学与渗流物理》讲乂;我要十分感谢科罗拉多矿业学院石油工程系博亠硏 究生熊毅同学为第六章部分内容所提供的素材;我要十分感谢上面所提及的各位 专家、教授以及后面在参考文献中所提及的专家、同行;我也要十分感谢中国石油 夭然气集团公司勘探开发研究院廊坊分院孙贺东博士在本书鳊写过程中所给予 的无私帮助。 同时,我还要十分感谢石油工业出版社对我校在建设渗流力学精品课程系列 教材方面的大力支持及无私帮助;感谢陕西省教育厅重点实验室硏究基金的 资助。 最后,我要感谢在编写过程中我的研究生马镐、杨兴东、双立娜、吴亮、王华 军、张弢、许琳、伍亚军、尹虎琛、杨磊等冏学在收集資料、文竽编辑、祾稿等方面所 付出的辛勤劳动。 由于水平有限,书中的错误和不足之处在所难免,敬请专家和读者批评指正 陈军斌 2013年3月
录 笫一章渗流的基础知识和基本定律· 第一节基本概念 第二节滲流过程中的力学分析及澶癜驱动方式· 第三节连续介质 第四节状态方程 第五节渗流的基本定律一一达西定 第六节热力学有关概念…………… 第七节菲克扩散定律 第八节等温吸附方程 第九节多相渗流的基本知识…… 第十节相态方程… 第十一节连续性方程 第|二节能量守恒方程 第十三节油气滲流的数学模型 题 笫二章稳态渗流理论……… 第一…节渗流的最基本形式…… 第二节非均质地层稳态渗流理论 第三节直线井排及直线边界问题 第四节保角变换法 第五节等值渗流阻力法… 习题 第三章非稳态滲流理论· 第一·节理想系统非稳态渗流问题· 107 第二节特殊非稳态滲流问题 114 第三节矩形系统非稳态渗流问题… 129 习题 135 第四章源函数和格林函数…… 第一节扩散方程的源函数解…………………………………………1,37 第二节非稳态滲流冋题的格林函数及源函数法…… 第三节拉普拉斯空间中源函数在解决非稳态渗流问题的应用简介· 习题 第五章孔隙介质中的非混相驱替… 第一…节有动界面的不可压缩流体流动 171 第二节有动界面的可压缩流体流动…… 177
第三节油水两相渗流………… 18 第四节二维系统(x,)中的驱替 第五节拟相对渗透率与毛细管压力曲线· 第六节底水锥进问题… 习题… 第六章裂缝性油藏滲流规律… 第一节基今概念和数学描述 第二节双重孔隙介质渗流问题数值解 第三节双重孔隙介质渗流问题解析解…… 第四节双重渗透介质渗流问题… 第五节双重孔隙介质三相流动模型 第六节三重孔隙介质渗流模型 习题 2,4 笫七章煤层气和页岩气渗流规律 第一节煤层气渗流规律 第二节页岩气渗流机理…… 习题 第八章低渗透油藏注气提高采收率数值模拟研究 第一…节注气提高采牧率杋理及数值模拟理论基础· 第二节注气相态实例模拟研究 第三节注气提高采收率数值模拟实例硏究…… 第四节结论 习题… 附录 附录一误差函数 附录二指数幂积分函数· 附录三 Laplace变换及其反演… 283 附录回修正 Bessel函数 285 参考文献……………