Радиально-сферический поток

Типы фильтрационных потоков

При решении гидродинамических задач плоское течение аппроксими-руется квазиодномерным. Для этого вся область фильтрации условно делится на несколько подобластей, в пределах которых течение флюида считается одномерным.

Одномерным называется фильтрационный поток, в котором скорость фильтрации и напор (давление) являются функциями только одной координаты, отсчитываемой вдоль линии тока.

Существует три типа одномерных фильтрационных потоков, полное исследование которых можно выполнить элементарными методами:

1) прямолинейно-параллельный;

2) плоскорадиальный;

3) радиально-сферический.

Прямолинейно-параллельный поток

Прямолинейно-параллельный поток встречается в лабораторных условиях при движении жидкости или газа через цилиндрический керн параллельно его оси, а также в протяженных пластах с односторонним контуром питания.

Прямолинейно-параллельный поток имеет место в том случае, когда траектории всех частиц флюида являются прямолинейными прямыми, а скорости фильтрации во всех точках любого поперечного сечения потока равны друг другу.

 

Рис. 3.1. Схема прямолинейно-параллельного фильтрационного потока

На схеме: Р_к – давление на контуре питания; Р_г – давление на добывающей галерее.

В зависимости от природных условий и реализуемой системы разработки за контур питания принимается:

а) линия, соответствующая выходам пласта, откуда он пополняется поверхностными водами. В этом случае Р_к определяется высотой положения зеркала воды в области питания (гидростатического столба);

б) условная зона нагнетания, т.е. абстракция, представляющая собой крайний предел уплотнения сетки нагнетательных скважин.

Добывающая галерея символизирует собой зону отбора пласта. Это абстракция, представляющая собой крайний предел уплотнения добывающих скважин.

Плоскорадиальный поток

Данный тип потока имеет место в случае, когда все частицы жидкости или газа движутся в одной плоскости по горизонтальным прямолинейным траекториям, радиально сходящимся к одной точке.

 

Рис. 3.2. Схема плоскорадиального фильтрационного потока

 

Примером служит движение жидкости в горизонтальном пласте постоянной толщины и неограниченной протяженности, в центре которого расположена одна скважина, вскрывшая пласт на всю толщину и имеющая открытый забой.

 

Радиально-сферический поток

Данный тип потока имеет место в случае, когда скважина вскрывает только кровлю пласта или глубина вскрытия значительно меньше толщины пласта. При этом траектории движения всех частиц жидкости или газа в пласте будут прямолинейными и радиально сходящимися в центре полусферического забоя.

 

 

Рис. 3.3. Схема радиально-сферического фильтрационного потока

Все эти типы потоков относятся к одномерным, поскольку давление и скорость фильтрации являются функциями только одной координаты (линейной или радиуса).