(13)--1 渗流的基本规律—达西定律.ppt

多孔介质组成复杂，流体渗流规律复杂。人们最初研究渗流规律是以实验为基础的宏观研究方法。第三节渗流的基本规律和渗流方式渗流的基本规律—达西定律做多组实验：不同砂层横截面积、L、流量、砂粒大小、液体、压差1.达西定律实验步骤：1、调节入水阀，保持一定的进水水位2、调节出水阀门，得一流量Q；3、流动稳定后测流量和压差。达西实验装置图

1-1截面总水头高度2-2截面总水头两截面水头差其折算压差为1-1截面总水头高度2-2截面总水头两截面水头差其折算压差为H2Z2p2/ρgH1Z1p1/ρgH1-H2AΔL简化模型图1122渗流的基本规律—达西定律

大量实验研究表明，流量Q与折算压力差△pr、岩心截面积A成正比，与液体粘度μ、测压管两截面距离△L成反比，其比例常数与填砂粒径有关，砂粒粒径越大，流量越大，反之流量越小。Q——通过砂岩的流量，cm3/s；K——砂岩的渗透率，μm2(=1D=1000mD)；A——渗流截面积，cm2；△L——两渗流截面间的距离，cm；μ——液体粘度，mPa·S；△pr——两渗流截面间的折算压力差，10-1MPa，即大气压。用公式表示(达西公式)渗流的基本规律—达西定律

上式可写成若为水平地层，则△pr=△p；△p实测压力差，在油层倾角不大时，可用上式计算。渗流的基本规律—达西定律

在一定范围内Q与△p成直线关系，当流量不断增大，直线关系就会被破坏。原因：当流体处于层流时，水头损失与流量成正比，而紊流时水头损失与流量不再是直线关系。大量实验和油田实际资料表明，由于流体在孔隙通道中的速度非常小，因而在砂岩油藏中，流量Q和△p成直线关系，仅在裂缝性地层或井底附近地区可能破坏线性关系。气藏中由于气体粘度小，流速大也可能破坏直线关系。说明渗流的基本规律—达西定律

渗流速度v:渗流量与整个流体通过的岩石截面积之比。2.真实流速与渗流速度的关系真实渗流速度u:实际流体只在岩石孔道内流动，流量与流体通过的岩石截面上孔隙面积之比。渗流的基本规律—达西定律

根据孔隙度的定义在渗流力学中经常应用的是渗流速度，用它来研究油井的产量等问题；只在研究质点运动规律时才用平均真实速度。则：渗流的基本规律—达西定律

达西定律也可以用速度的形式来表达为了理论分析方便起见，用微分形式表示上式也称运动方程，式中负号是因为沿流动方向压力降低。渗流的基本规律—达西定律

3.达西定律的推导倾斜圆柱体模型，作用在两端的压力为p1和p2。作用在圆柱体液体上的力：流体沿x方向以v渗流时受到的摩擦力pμ用牛顿内摩擦定律表示α—与岩石结和几何特征有关的系数液柱与水平面夹角为θ，液体本身重力在流动方向上的分力：ρ—液体密度单元体上流体受力图渗流的基本规律—达西定律

10因渗流速度很小，忽略惯性力的作用，则力的平衡关系为：令则pr1、pr2—模型两端的折算压力倾斜地层考虑重力时的达西定律θ=0水平地层的达西定律渗流的基本规律—达西定律