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《渗流力学》课程教学大纲
课程编号: 02041002
课程名称: 渗流力学
英文名称: Flow Through Porous Media
课程类型 : 必修课
课程性质: 专业基础课

总 学 时: 56      讲课学时: 48     实验(实践)学时:8

学  分: 4

适用对象 : 石油工程专业,资源勘查工程专业

先修课程: 油层物理
 
一、编写说明
(一)制定大纲的依据
(二)课程简介
    “渗流力学”是流体力学的一个分支,是研究流体在多孔介质中流动规律的一门学科。
本课程讲述的内容是“渗流力学”中的一个分之——地下渗流部分。专门研究地下、气水及
其混合物在地层中的流动规律。
(三)课程的地位和作用
     本课程是油气田开发与开采的理论基础,是石油工程专业的专业基础课,同时也是石油
与天然气地质勘查专业和应用地球物理专业的选修课。明确渗流理论是油气田开发,提高油田
采收率等理论的基础,为学好专业课和解决有关地下油、气、水的渗流问题打好基础。
(四)课程性质、目的和任务
     本课程是石油工程专业本科学生的一门专业基础课,目的是 通过各个教学环节使学生掌
握油、气、水在地下流动规律,以及研究流体渗流规律的基本方法。
   本课程的任务是使学生能掌握渗流力学基础概念、基本理论及解决渗流问题的基本技能
  (1) 使学生掌握油、气、水渗流的基本规律及建立方程的基本方法;
 (2) 培养学生用所学的渗流力学理论分析和解决渗流问题能力;
 (3) 通过实验课培养学生严谨作风及动手能力。

(五)与其他课程的联系

   由于渗流力学是一门专业基础课,所以是其他专业课的基础,为学好其他专业课打下牢
固的基础。

(六)对先修课的要求

   要求在学习本门课程之前,学好油层物理这门专业基础课,同时对高等数学中的求导,
积分等知识能够熟练的应用。
 
二、大纲内容
(一)教学目的和任务
  通过各个教学环节使学生掌握油、气、水在地下流动规律,以及研究流体渗流规律的基本方法。明确这些理论是油气田开发,提高油田采收率等理论基础,为学好专业课和解决有关地下油、气、水的渗流问题打好基础。
 
   本课程的任务是使学生能掌握渗流力学基础概念、基本理论及解决渗流问题的基本技能。
(二)教学基本要求
    (1) 正确理解渗流的基本概念,掌握流体的渗流规律;
    (2) 能够建立单相液体稳定渗流、不稳定渗流、油气、油水两相基本微分方程;
    (3) 能用基本微分方程的解确定油层参数;
    (4) 正确运用叠加原理进行特殊边界附近的井或井排压力和产量计算;
    (5) 通过实验初步掌握地层参数、含水饱和度等的测定方法;
  通过课内外习题加深对基本概念的理解,熟练地运用公式进行计算。
(三)教学重点和难点
   教学重点为渗流的基础知识和基本定律、单相液体的稳定渗流、弱可压缩液体的不稳定渗流、油水两相渗流和油气两相渗流的理论基础。教学难点弱可压缩液体的不稳定渗流、油水两相渗流和油气两相渗流的理论基础
(四)教学建议与说明
   建议学生在上课之前能够先预习要讲的内容,实验的过程中自己动手做,真正理解实验的原理及其流程。认真做好课后的作业。
   说明:每节课作业都要交上来。
(五)教学内容
    绪 论
   渗流力学发展史,本课程研究方向。
  第一章 渗流的基础知识和基本定律
   油气储集层,多孔介质分类,孔隙空间分类,渗流速度,质点真实速度。油藏静态时油气水分布及各种压力概念,驱油能量,驱油方式。渗流的基本规律(达西定律)和非线性渗流规律。
  第二章 单相液体的稳定渗流
   渗流数学模型,运动方程,状态方程,连续性方程,基本微分方程,平面径向流、单向流,油层压力分布,油井不完善性分类及确定产量方法,稳定试井,指示曲线,采油指数。
  第三章 多井干扰理论
   多井干扰现象及物理本质,势和势的叠加原则,镜像反映法及边界对渗流的影响,复势理论及其在平面稳定渗流中的应用,保角变换在平面渗流力学中的应用,用等值渗流阻力法求解多排井同时生产时产量或压力。
  第四章 弱可压缩液体的不稳定渗流
     弹性不稳定渗流基本微分方程,无限大地层中定产条件下基本微分方程的解,有界地层定产条件下微分方程的解,弹性不稳定渗流的压力叠加原则,弹性不稳定渗流理论在矿场中的应用——不稳定试井。
    第五章  油水两相渗流的理论基础
     两相区的影响因素,油水两相渗流基本微分方程, 贝克莱——列维莱特方程,含水饱和度分布及确定方法,油水两相区压力分布规律。
    第六章  油气两相渗流
     油气两相渗流的物理过程,油气两相渗流基本微分方程,油气两相稳定渗流,用近似方法确定油气两相不稳定渗流时压力和饱和度变化。
    第七章  天然气渗流
     气体渗流基本微分方程,稳定渗流条件下基本微分方程的解,二项式、指数式方程;不稳定渗流条件下基本微分方程的解;不稳定渗流基本微分方程的解应用——不稳定试井。
    第八章  流体在双重孔隙介质中渗流的理论基础
     双重孔隙介质渗流基本微分方程,无界地层定产条件下微分方程的解,双重孔隙介质地层的不稳定试井。
    第九章  非牛顿液体的渗流
     非牛顿液体分类及其流变性,研究非牛顿液体渗流方程。
 
三、实验(实践)环节及要求
  1.不可压缩液体的平面单向稳定渗流
  2.不可压缩液体的平面径向稳定渗流
  3.单相液体不稳定渗流的压力分布及不稳定试井
  4.应用微波测岩芯模型含水饱和度分布
    每节实验课要求做好预习,写好预习报告,在实验中严格按照教师要求进行实验操作,认真读数,实验结束后将实验仪器按原样摆放整齐。课后写好实验报告,总结实验规律。
 
四、习题、课程讨论及要求
  1.平面稳定渗流各种渗流问题解法。
  2.单相弱可压缩不稳定渗流问题求解。                             
 
五、教学方法与手段
  注重定性分析与定量分析的结合。在教学过程中,本课程更侧重于定性分析,利用现代科学研究方法,借助计算机工具,使课程内容更具有精确性、可行性与可操作性。
 
六、各教学环节学时分配
序 号 章节 内容 学时分配 合计
讲课 习题课 讨论课 实验(上机) 其他
1 绪论

渗流的研究对象、发展等

1 0 0 0 0 1
2 第一章 渗流的基础知识和基本定律 5 0 0 0 0 5
3 第二章 单相液体的稳定渗流 6 0 0 2 0 8
4 第三章 多井干扰理论 6 0 0 2 0 8
5 第四章 弱可压缩液体的不稳定渗流 10 0 0 2 0 12
6 第五章 油水两相渗流的理论基础 4 0 0 2 0 6
7 第六章 油气两相渗流 4 0 0 0 0 4
8 第七章 天然气渗流 4 0 0 0 0 4
9 第八章 流体在双重孔隙介质中渗流的理论基础 4 0 0 0 0 4
10 第九章 非牛顿液体的渗流 4 0 0 0 0 4
合计 48 0 0 8 0 56
 
七、教学形式与考核方式
(一)教学形式
  课堂教学
(二)考核方式
  闭卷考试
 
八、推荐教材和教学参考书
  推荐教材:《渗流力学》翟云芳主编;石油工业出版社
  教学参考书:
    1.张建国,雷光伦,张艳玉主编.油气层渗流力学.石油大学出版社,2004
  2.葛家理主编.油气层渗流力学.石油工业出版社,1982
  3.N.A.恰尔内著.陈钟祥等译.地下水、气动力学.石油工业出版社,1982
  4.R.E.科林斯著.流体通过多孔介质的流动.石油工业出版社,1984
  5.叶诗美,刘尉宁主编.地下流体力学.石油工业出版社,1962
 
九、其他说明
大纲制订人:尹洪军
大纲审定人:刘义坤
大纲批准人:孙玉学
大纲校对人:刘振宇
制订日期: 2006.4.10
 
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