Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Решение общего дифференциального уравнения установившегося потенциального одномерного потока. Показатель формы потока




При условии вытеснения флюида из пласта или его нагнетания в пласт через галерею или скважину условимся принимать за координату произвольной точки пласта расстояние r до этой точки от:

1) галереи (для прямолинейно- параллельного потока);

2) центра контура скважины в основной плоскости (плоскости подошвы пласта) фильтрации (для плоско-радиального потока);

3) центра полусферического забоя скважины (для сферически-радиального потока).

В случае одномерного потока пласт представляется укрупнённой трубкой тока, а из условия неразрывности потока (уравнение 2.3.) следует, что при установившейся одномерной фильтрации массовый расход жидкости в единицу времени (массовый дебит G) через все изобарические (эквипотенциальные) поверхности, определяемые уравнением r=const, в трубке тока будет один и тот же. Таким образом,

r u= G /F(r), ( 3.2)

где F=F(r)- площадь эквипотенциальной поверхности в функции координаты r. Отметим, в данном случае средняя скорость фильтрации на некоторой эквипотенциальной поверхности совпадает со скоростью фильтрации в любой точке этой поверхности.

Определим величину площади F для различных видов одномерных потоков:

а) прямолинейно-параллельный поток - F(r)=Bh;

б) плоско-радиальный поток - F(r) =2p h r;

в) радиально-сферический поток - F(r) = 2p r2.

Обратившись к уравнению (2.7) следует отметить, что положительный массовый дебит будет в тех случаях, когда r отсчитывается от стока, т.е. галерея или скважина - эксплуатационная. Приравнивая правые части (2.7) и (3.2), получим общее дифференциальное уравнение трех простейших видов потенциального одномерного потока:

 

(3.3)

 

где А и j имеют значения:

* прямолинейно-параллельный поток - A=Bh, j=0;

* плоско-радиальный поток - A =2p h, j=1;

* радиально-сферический поток - A = 2p, j=2.

Параметр j получил название показателя формы потока, т.к. характеризует вид одномерного течения.

 

Разделив в (3.3) переменные и проинтегрировав, получим

 

, (3.4)

 

где С - произвольная постоянная, определяемая из граничных условий.

Из формулы (3.4) следует, что она верна при значениях j=0;2. При j=1 (плоскорадиальный поток) интегрирование (3.3) даёт

 

. (3.5)

 

Найдем единственное решение, соответствующее заданным граничным условиям, т.е. определим постоянную С. Наиболее часто представляются следующие два варианта задачи:

1. Известны: постоянный массовый дебит G и значение потенциала j на одной из граничных поверхностей рассматриваемой области пласта, например, на питающем контуре (пластовое значение потенциала) эксплуатационной галереи или скважины (G=G0=const, j = j к при r=rк).

Подставляя данные значения в (3.4) получим

 

. (3.6)

 

Для замыкания данного уравнения необходимо соотношение для массового дебита

G=G0=const.

2. Известны: значения потенциалов на двух граничных поверхностях пласта, например, на забое скважины и на границе пласта с областью питания (на контуре питания). Таким образом,. j = j с при r=rc; j = j кприr=Rк. Подставляя в равенство (3.4) один раз значения Rк и j к, а другой раз значенияj с и rc, исключая из двух полученных уравнений постоянную С, найдём массовый дебит G или объёмный дебит Q:

(3.7)

 

где значения А и j приведены выше.

 

Исключая из (3.6) величину G / A, при помощи формулы (3.7) получим

 

(3.8)

 

По (3.8) можно определить значение потенциала для любой точки пласта с координатой r, если дебит не известен.

В случае плоскорадиального потока (j=1) соответственно рассмотренным выше двум вариантам задачи и поставленным граничным условиям получим равенства:

(3.9)

 

(3.10)

 

Таким образом, формулы (3.9), (3.10) действительны только для плоскорадиального потенциального потока любой жидкости. Для других видов одномерного движения имеем формулы (3.7), (3.8). Распределение градиента потенциала описывается зависимостью (3.3).

 

Потенциальные функции

 

В предыдущем разделе были получены соотношения, определяющие массовый дебит (3.7, 3.9), распределения потенциала (3.8, 3.10) и градиента потенциала (3.3). В тоже время для задач исследования необходимо определение объёмного дебита, давления и скорости фильтрации. В связи с этим определим выражения потенциальной функции для случаев флюидов различной физической природы (жидкость или газ), а также различных типов коллекторов (пористые или трещиноватые).

. (2.5)

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 710 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

В моем словаре нет слова «невозможно». © Наполеон Бонапарт
==> читать все изречения...

2187 - | 2150 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.