《高等渗流力学》求取 ⇩

0绪论1

0.1渗流力学研究的内容及其重要意义1

0.1.1 地下渗流1

0.1.2 工程渗流2

0.1.3 生物渗流2

0.220世纪渗流力学的发展和研究近况2

0.2.1 物理化学渗流3

0.2.2 非等温渗流3

0.2.3 非牛顿流体渗流3

0.3对21世纪前期渗流力学理论与应用研究的展望4

0.3.1 理论、实验和方法研究4

0.3.2 应用研究6

1基本概念和基本方程8

1.1引言8

1.1.1 渗流和渗流力学8

1.1.2 多孔介质8

1.1.3 储油层和含水层10

1.1.4 油藏中驱油方式·二次和三次采油12

1.2流体的性质14

1.2.1 石油流体的组分和相态变化14

1.2.2 流体的密度和重率15

1.2.3 流体的粘度·溶解油气比16

1.2.4 流体的压缩系数和热膨胀系数·状态方程17

1.2.5 原油的地层体积系数18

1.3多孔介质的性质18

1.3.1 多孔介质的孔隙度19

1.3.2 比面、迂曲度、渗透率21

1.3.3 多孔介质的压缩系数·状态方程22

1.4几个运动学问题24

1.4.1 渗流速度·Dupuit-Forchheimer关系式24

1.4.2 描述流体运动的欧拉观点和拉格朗日观点25

1.4.3 物理量的物质导数与当地导数27

1.4.4 源和汇29

1.5运动方程30

1.5.1 Darcy定律·渗透率31

1.5.2 Darcy定律对于流体速度和密度的适用范围32

1.5.3 Darcy定律的推广35

1.5.4 Darcy定律的推导37

1.6连续性方程39

1.6.1 单相流体渗流的连续性方程40

1.6.2 油水两相不溶混渗流的连续性方程41

1.6.3 油气水三相渗流的连续性方程42

1.7能量方程43

1.7.1 热力学和传热学基础43

1.7.2 非等温渗流能量方程的一般论述45

1.7.3 单相流体非等温渗流的能量方程47

1.7.4 油气水三相非等温渗流的能量方程49

1.8物性方程49

1.8.1 状态方程50

1.8.2 本构方程50

1.9单相液体等温渗流偏微分方程及其定解条件52

1.9.1 渗流偏微分方程52

1.9.2 边界条件和初始条件55

1.9.3 偏微分方程的基本概念及其定解问题57

2单相液体的稳态渗流59

2.1几种一维流动和二维流动59

2.1.1 平面平行流59

2.1.2 平面径向流59

2.1.3 球形向心流61

2.1.4 边界上压力分布与角度有关的流动61

2.2复变函数理论在单相液体平面稳态渗流中的应用64

2.2.1 一般分析64

2.2.2 用复变函数法求解某些简单流动68

2.2.3 用叠加方法求解70

2.2.4 用镜像法求解73

2.2.5 用保角变换法求解75

2.3小井群问题81

2.3.1 双井和四口井81

2.3.2 五口井和九口井82

2.3.3 圆周上井排83

2.3.4 无限长直线供给边界附近小井群84

2.4无限井排85

2.4.1 无限大地层中单一井排85

2.4.2 直线供给边线附近一平行井排86

2.4.3 直线供给边线附近双井排·遮挡效应87

2.5注水井网·有效传导率89

2.5.1 引言89

2.5.2 对正排列的注水井网89

2.5.3 五点式井网和交错排列井网91

2.5.4 七点式井网94

2.5.5 注水井网的电比拟试验96

2.6水驱效率97

2.6.1 对正排列井网直线驱的水驱效率98

2.6.2 交错排列井网直线驱的水驱效率99

2.6.3 五点式井网的水驱效率100

2.6.4 七点式井网的水驱效率101

2.6.5 注水井网的一般讨论101

3分离变量法和积分变换法103

3.1分离变量法一般论述103

3.1.1 基本概念103

3.1.2 Sturm-Liouville问题的正交性104

3.1.3 解的表达式105

3.2直角坐标系中的分离变量105

3.2.1 变量的分离105

3.2.2 有限区域的一维流动106

3.2.3 半无限区域的一维流动109

3.2.4 多维无源汇非稳态渗流111

3.2.5 多维有源汇非稳态渗流112

3.3圆柱坐标系中的分离变量114

3.3.1 变量的分离114

3.3.2 贝塞尔方程的特征值问题115

3.3.3 平面径向流121

3.3.4 柱坐标系中二维流动123

3.4球坐标系中的分离变量126

3.4.1 变量的分离126

3.4.2 勒让德方程和勒让德函数126

3.4.3 整个球形区域的球对称流动128

3.4.4 空心球形区域的球对称流动129

3.5积分变换法一般论述130

3.5.1 积分变换对的构造130

3.5.2 方程和初始条件的变换结果131

3.5.3 方程的解133

3.5.4 吉布斯现象134

3.5.5 积分变换法的求解步骤134

3.6直角坐标系中的积分变换135

3.6.1 有限区域的一维流动135

3.6.2 有限区域流动解的分解方法136

3.6.3 半无限区域的一维流动140

3.6.4 直角坐标系中多维流动141

3.7圆柱坐标系中的积分变换143

3.7.1 有限区域的平面径向流143

3.7.2 无限大区域的平面径向流145

3.7.3 轴对称的二维流动145

3.7.4 扇面形区域的二维流动146

3.8 球坐标系中的积分变换148

4源函数、格林函数的应用150

4.1瞬时点源和玻耳兹曼变换150

4.1.1 非稳态平面平行流150

4.1.2 非稳态平面径向流151

4.1.3 瞬时点源解152

4.1.4 等强度持续点源153

4.2变强度持续点源155

4.2.1 变产量的压力降落155

4.2.2 变产量的压力恢复157

4.3无限大地层中源汇分布158

4.3.1 无限大平面中直线源158

4.3.2 无限大平面中条带源159

4.3.3 无限大平面中圆周源159

4.3.4 无限大平面中圆面源160

4.4有直线边界地层中源汇分布162

4.4.1 条带形地层中直线源162

4.4.2 条带形地层中条带源164

4.4.3 基本瞬时源函数表165

4.5Newman乘积法与多维瞬时源函数·格林函数166

4.5.1 Newman乘积法166

4.5.2 分支水平井168

4.5.3 油藏中瞬时源函数表·格林函数171

4.6常规试井分析172

4.6.1 探测半径和压力扩散173

4.6.2 表皮因子和井筒储集系数175

4.6.3 定产量压力降落和压力恢复试井179

4.6.4 由压力降落曲线确定断层的夹角182

4.6.5 变产量压力降落和压力恢复试井183

4.6.6 水平井压力降落试井185

4.7图版拟合试井解释方法187

4.7.1 方形地层中铅垂裂缝井188

4.7.2 无限大地层中有限导流性铅垂裂缝井189

4.8解一般渗流方程的格林函数法192

4.8.1 用格林函数求解的一般理论192

4.8.2 格林函数的构造方法195

4.8.3 小结196

4.9格林函数法的应用196

4.9.1 格林函数在直角坐标系中的应用196

4.9.2 格林函数在圆柱坐标系中的应用199

5拉普拉斯变换法202

5.1拉普拉斯变换及其性质202

5.1.1 拉普拉斯变换的定义202

5.1.2 拉普拉斯变换的主要性质203

5.2拉普拉斯变换的解析反演206

5.2.1 利用拉普拉斯变换表进行反演207

5.2.2 利用围道积分求原函数209

5.3拉普拉斯变换的数值反演214

5.3.1 Stehfest方法215

5.3.2 Crump方法215

5.3.3 小结217

5.4圆形有界地层中心一口直井218

5.4.1 外边界封闭情形218

5.4.2 外边界定压情形221

5.4.3 平均地层压力223

5.5同心圆复合油藏227

5.5.1 拉普拉斯变换空间的解227

5.5.2 物理空间的压力函数228

5.5.3 井底压力231

5.6无限大地层232

5.6.1 无限大地层中直井的压力232

5.6.2 无限大地层中直井的现代试井235

5.6.3 无限大地层中水平井·考虑表皮和井储237

5.6.4 无限大地层中水平井的现代试井239

5.7Duhamel定理242

5.7.1 Duhamel定理的数学表述242

5.7.2 Duhamel定理的证明243

5.7.3 某些特殊情况下Duhamel定理的数学表述244

5.7.4 Duhamel定理的应用246

6气体的渗流理论248

6.1天然气的物理特性248

6.1.1 气体状态方程和偏差因子249

6.1.2 气体压缩系数、γ值和地层体积系数249

6.1.3 天然气的粘度251

6.1.4 干气、湿气和反转凝析气252

6.2气体渗流方程253

6.2.1 基本方程253

6.2.2 气体渗流偏微分方程的一般形式254

6.2.3 气体渗流的拟压力方程256

6.2.4 气体渗流偏微分方程的线化和无量纲化260

6.2.5 小结262

6.3气体稳态渗流263

6.3.1 平面平行稳态渗流263

6.3.2 平面径向稳态渗流264

6.3.3 平面径向非Darcy稳态渗流264

6.4铅直气井非稳态渗流265

6.4.1 无限大地层定产量井266

6.4.2 圆形有界地层中心一口定产量井和定压井269

6.4.3 几种较复杂情形的解析解272

6.5水平井气体渗流274

6.5.1 高压气藏中水平井274

6.5.2 低压气藏中水平井277

6.6气井的产能试井279

6.6.1 产能分析基本关系式279

6.6.2 常规产能试井281

6.6.3 等时产能试井283

6.6.4 改进的等时产能试井285

6.7气井的压力降落和压力恢复试井285

6.7.1 压力降落常规试井286

6.7.2 压力恢复常规试井288

6.7.3 有界地层平均拟压力291

6.7.4 气井的现代试井292

7两种流体界面的运动理论和多相渗流294

7.1多相渗流的基本知识294

7.1.1 流体的饱和度295

7.1.2 界面张力和湿润性296

7.1.3 毛管力297

7.1.4 相对渗透率300

7.2有动界面的不可压缩流体流动302

7.2.1 平面平行流动的活塞式驱替302

7.2.2 井筒污染区域304

7.2.3 动界面的稳定性和粘性指进306

7.2.4 底水锥进308

7.3有动界面的可压缩流体流动310

7.3.1 两区系统的注入能力解311

7.3.2 两区系统的压力衰减解314

7.3.3 注入井压力衰减试井322

7.4油水两相渗流322

7.4.1 油水两相等温渗流的一般提法322

7.4.2 忽略毛管力和重力的一维流动·Buckley-Leverett方程323

7.4.3 考虑毛管力的一维流动·相似性解325

7.4.4 面积注水问题328

7.5 油气两相和油气水三相渗流329

7.6相似理论和水驱油的物理模拟331

7.6.1 模拟试验的理论基础332

7.6.2 水驱油物理模拟的相似法则334

7.6.3 原型与模型之间有关量的匹配与换算338

7.7注蒸汽采油的数值模拟339

7.7.1 描述蒸汽驱的微分和差分方程340

7.7.2 差分方程组的隐式处理343

7.7.3 方程组的解法346

7.7.4 热损失项的计算347

8双重和分形介质中的渗流348

8.1基本概念和数学描述348

8.1.1 裂缝性油藏的特性348

8.1.2 双重介质中渗流的微分方程349

8.1.3 双孔隙度和双渗透率问题350

8.2双孔介质中的渗流351

8.2.1 双孔介质中拟稳态渗流351

8.2.2 考虑表皮和井储的拟稳态渗流354

8.2.3 双孔介质中非稳态渗流356

8.3双渗介质中的渗流359

8.3.1 圆形有界地层定压生产情形360

8.3.2 无限大地层考虑表皮和井储定产量情形362

8.3.3 无限大双层油藏366

8.4多层油藏372

8.4.1 无限大多层油藏373

8.4.2 圆形封闭多层油藏374

8.5煤层甲烷气渗流376

8.5.1 煤层和煤层气的有关特性377

8.5.2 气体的扩散·Fick定律380

8.5.3 煤层气输运的数学模型382

8.5.4 试井分析384

8.6分形油藏386

8.6.1 多孔介质的分形特性387

8.6.2 多孔材料孔隙分形特性的测量389

8.6.3 分形油藏的数学描述390

8.6.4 分形网络介质的压力解393

9非牛顿流体渗流和非Darcy渗流395

9.1非牛顿流体的分类及其流变学特性395

9.1.1 非牛顿流体及其分类395

9.1.2 与时间无关的纯粘性流体396

9.1.3 与时间有关的纯粘性流体398

9.1.4 粘弹性流体400

9.2幂律型流体渗流401

9.2.1 视粘度与有效渗透率401

9.2.2 幂律流体的渗流方程404

9.2.3 线化方程的解405

9.3Bingham流体渗流408

9.3.1 启动压力梯度与屈服应力的关系408

9.3.2 Bingham流体的渗流方程410

9.3.3 Bingham流体渗流的边界条件411

9.3.4 问题的求解413

9.4非牛顿流体稳态渗流414

9.4.1 幂律流体414

9.4.2 Bingham流体415

9.5双孔介质中幂律流体径向渗流415

9.5.1 双孔介质中隙间拟稳态渗流情形416

9.5.2 基质中非稳态渗流情形418

9.6双孔介质中Bingham流体径向渗流419

9.6.1 双孔介质中隙间拟稳态渗流420

9.6.2 基质中非稳态渗流模型420

9.7 分形介质中Bingham流体渗流421

9.8非Darcy渗流423

9.8.1 一般论述423

9.8.2 垂直裂缝井情形425

10多孔介质中的对流428

10.1数学描述428

10.1.1 Darcy定律的推广428

10.1.2 对流方程组和Boussinesq近似429

10.1.3 热对流的相似律431

10.2无限大水平多孔介质层中的对流432

10.2.1 单纯导热情形432

10.2.2 线性稳定性分析432

10.3介质内部加热435

10.3.1 铅垂热平板436

10.3.2 水平热平板438

10.3.3 水平热圆柱440

10.4有限区域中的热对流441

10.4.1 二维矩形截面区域底部加热441

10.4.2 三维长方体区域底部加热443

10.5对流的分叉447

10.5.1 一般分析448

10.5.2 有限差分方法450

10.5.3 计算结果及其分析454

10.5.4 摄动法456

10.6混沌459

10.6.1 引言459

10.6.2 矩形区域内部有均匀热源问题的数学描述460

10.6.3 研究对流混沌现象的高阶差分近似461

10.6.4 周期振荡、混沌和阵发性463

习题465

附录480

主题索引491

参考文献495