Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 [ 208 ] 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238

им. акад. И. М. Губкина и во Всесоюзном научно-исследовательском нефтяном институте существуют специальные лаборатории электрического моделирования нефтяных пластов, занимающиеся регаеннем различных задач подземной нефтяной гидравлики, связанных с разработкой нефтяных месторождений.

Подробное описание устройства электрического интегратора системы Л. И. Гутенмахера и примеры регаения на нем указанных задач подземной гидравлики выходят за рамки настоящего курса и имеются в литературе (см. [41], [79] и [170]), к которой мы отсылаем читателя.

Глава XXIII* Краткая история развития подземной гидравлики. Заключение

Общую историю подземной гидравлики будет правильно разделить на два периода: первый период - с середины девятнадцатого века до 1917-1920 гг., второй - с 1917-1920 гг. до последнего времени. Такое деление оправдывается тем, что в СССР, после 1917 г., подземная гидравлика получила особое развитие благодаря бурному развитию промышленности вообще и нефтяной нромышленности в частности; кроме того, и в США исследования в области подземной нефтяной гидравлики и технологии нефтедобычи начали проводиться после окончания первой мировой войны, после того как в 1919 г. был создан американский нефтяной институт.

Сравнивая состояние нефтепромыслового дела до и после 1920 г., следует отметить, во-первых, резкое увеличение среднегодовой добычи нефти и газа во всем мире и, во-вторых, значительное усложнение проблем технологии добычи нефти и газа. Именно после 1920 г. значительно возросли глубины эксплуатационных скважин, стали в широких масштабах внедряться методы поддержания и восстановления пластового давления путем нагнетания в нефтеносный нласт воды или газа; широкое распространение получили такие способы интенсификации нефтедобычи, как кислотная обработка и торнедирование забоев скважин и т. д. Естественно, что управление новыми технологическими процессами и строгая оценка их эффективности были невозможны без знания законов движения нефти, газа и воды к скважинам. К тому же социалистическое хозяйство СССР требовало создания научно-обоснованной системы разработки нефтяных месторождений различных типов.

Таким образом, после 1920 г. перед подземной гидравликой возникли новые весьма крупные проблемы и развитие этой науки, действительно, вступило в новую фазу.

Не будем касаться истории развития подземной гидравлики в течение первого периода (до 1920 г.), ибо проблемы собственно нефтяной подземной гидравлики были поставлены и начали систематически разрабатываться лишь после 1920 г.

Начнем с обзора исследований, выполненных в течение второго периода.

В конце второго десятилетия нынешнего века начал свои исследования в области теории фильтрации акад. Н. Н. Павловский. В опубликованной в 1922 г. замечательной монографии (докторской диссертации) акад. Н. Н. Павловский [138] разработал ясную гидромеханическую модель явления фильтрации, позволившую выполнить строгий вывод дифференциальных уравнений движения жидкости в пористой среде. Впервые мно-

гие задачи фильтрации жидкости под плотинами были сформулированы акад. Павловским как краевые задачи математической физики; решение этих задач в таком аспекте открыло новую эпоху в гидротехнике. Впервые в мировой литературе акад. Павловский предложил использовать параметр Рейнольдса как критерий существования линейного закона фильтрации. До акад. Павловского Крцбер (в 1884 г.) и Мазони (в 1895 г.) провели ряд исследований, имевших целью установить пределы применимости линейного закона фильтрации, но их выводы были принципиально неверны, ибо Крцбер связывал предел применимости основного закона фильтрации только с величиной диаметра зерен грунта, Мазони - только с пьезометрическим уклоном; другие исследователи пытались установить критическую скорость фильтрации, при которой, якобы, при всех условиях линейный закон фильтрации нарушается. Акад. Павловский не только ввел в подземную гидравлику параметр Рейнольдса и подсчитал, базируясь на правильно обработанных прежних экспериментальных данных, критическое значение параметра Рейнольдса, но и избежал тех ошибок, которые допустили позднейшие американские авторы, не знавшие его работы. Именно, в позднейших работах американских авторов параметр Рейнольдса был чисто механически нерене-сен из трубной гидравлики в подземную без всякого обоснования. Наоборот, акад. Павловский дал вывод формулы, определяюш;ей параметр Рейнольдса.

Заинтересовавшись работами акад. П. П. Павловского, наш знаменитый механик П. Е. Жуковский [58] вторично, незадолго до своей кончины, вернулся к исследованиям в области теории фильтрации. В 1920 г. П. Е, Жуковский разработал иной метод (чем у акад. Павловского) решения задач о фильтрации воды под плотинами при наличии нанорной новерхности и о фильтрации воды со свободной поверхностью.

Следует заметить, что начало исследований нроф. П. Е. Жуковского в области теории фильтрации относится к первому периоду развития подземной гидравлики. Именно, в восьмидесятых годах прошлого века П. Е. Жуковский был привлечен к участию в работах комиссии по водоснабжению г. Москвы; комиссия была создана в связи с тем, что ресурсы подземных вод Мытиш;инской водопроводной станции перестали удовлетворять потребностям г Москвы. Жуковский не только принял безвозмездное деятельное участие в работах упомянутой комиссии, но здесь, как и во всех других случаях, проявил свое умение сочетать воедино теорию с практикой. Именно, важным практическим следствием работы П. Е. Жуковского и комиссии было принятие конкретного решения о нецелесообразности расширения Мытиш;инского водопровода и о необходимости постройки Рублевской водопроводной станции. Заинтересовавшись теорией фильтрации, П.Е.Жуковский [56], [57] предложил новый, более обш;ий, чем у Буссине и Форхгеймера, вывод дифференциальных уравнений теории фильтрации, установил связь колебаний уровня грунтовых вод с колебаниями ноказа-ний барометра, исследовал вопросы капиллярного поднятия воды в пористой среде, решил новые проблемы притока воды к скважинам в условиях естественного подземного потока, а также исследовал особенности движения воды к водосборной галлерее.