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

Часть III

Задачи подземной гидравлики, допускающие элементарное решение

Глава VIII

Простейшие фильтрационные потоки и методы их исследования

§ 1. Описание простейших фильтрационных

потоков

Рассмотрим три типа фильтрационных потоков, полное исследование которых можно выполнить элементарными методами.

Предположим, что при движении жидкости или газа в пористой среде совокупность всех траекторий состоит из параллельных прямых линий, причем в каждом плоском сечении, перпендикулярном к направлению движения, скорости фильтрации во всех точках не только параллельны, но и равны друг другу.

Рис. 42. Одномерный поток.

Законы движения вдоль всех траекторий такого фильтрационного потока совергаенно одинаковы, а потому достаточно изучить движение вдоль одной из траекторий, которую можно принять за декартову ось координат, например за ось х. Заметим, что положение частицы жидкости, движугцейся вдоль оси, вполне определяется одной координатой.

Для дальнейшего важно подчеркнуть, что нри установившемся движении жидкости траектории совпадают с линиями тока. То же справедливо и для тех неустановившихся потоков, в которых с течением времени в каждой точке меняется лишь величина, но не направление скорости.

Кроме того, если рассматриваемый поток устаповивгаийся, то в любой его точке скорость фильтрации и папор будут функциями только одной координаты X. Поток, обладаюгций перечисленными свойствами, называется одномерным.

На рис. 42 изображено сечение одномерного потока, параллельное направлению движения. Как будет доказано ниже, в один и тот же момент времени в разных сечениях, перпендикулярных направлению движения, скорости фильтрации оказываются различными только в том случае, если движется газ или если учитывается, что жидкость сжимаема. Так, например, на рис. 42 в сечении AiAi скорость фильтрации всех частиц сжимаемой жидкости или газа равна i, а в сечении А2А2 - равна 2, причем vi < V2. Для одномерного движения несжимаемой жидкости vi =У2,т.е. скорость фильтрации оказывается одинаковой во всем фильтрационном потоке.

о о о о

Рис. 43. Прямолинейная батарея скважин FF, эксплуатирующих залежь нефти ABC, и почти одномерный поток краевых вод.

С одномерным фильтрационным потоком приходится сталкиваться на практике в следуюгцих, например, случаях: в лабораторных условиях при движении жидкости или газа через цилиндрический керн параллельно его оси; на отдельных участках подземного артезианского потока, когда поперечное сечение потока мало изменяется. Допустим также, что залежь нефти ABC составляет часть пластовой водонапорной системы, которая схематически изображена на рис. 43. АС - контур нефтеносности, FF - ближайгаая к контуру батарея (группа) эксплуатационных скважин; залежь нефти испытывает односторонний напор краевой воды справа. Границу MABCN считаем практически непроницаемой, определяюгцейся линиями выклинивания продуктивного пласта, линиями сбросов или порогов фациальной изменчивости. Нри эксплуатации батареи равнодебитных скважин FF приток жидкости к ним справа можно считать почти одномерным (за исключе-