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

ческим. Эффективные методы расчета неодномерных нестационарных движений пока что, к сожалению, отсутствуют для подавляющего большинства практически интересных задач.

Третья, четвертая и пятая главы содержат изложение в общем хорошо уже разработанных методов расчета притока однородной жидкости к совершенным и несовершенным скважинам ири установившемся режиме течения.

Шестая глава посвящена безнапорной фильтрации. На первый взгляд безнапорная фильтрация в газо-нефтяных задачах представляет ограниченный интерес, поскольку гравитационное движение нефти со свободной поверхностью встречается довольно редко, например ири шахтной добыче нефти. Однако на самом деле это не так: основным признаком безнапорной фильтрации можно считать условие линейной зависимости напора или потенциала точек свободной поверхности от их вертикальной координаты. А это условие имеет место в часто встречающихся случаях течения в пористой среде, когда движется одна жидкость, соприкасающаяся с другой, которая неподвинша. На границе раздела движущейся и неподвижной жидкостей напор или потенциал является линейной функцией вертикальной координаты,

В эту главу включены установленные в свое время автором некоторые интегральные соотношения, оказавшиеся весьма полезными при исследовании ряда задач безнапорной и напорной фильтрации.

Седьмая глава посвящена одной из сложнейших проблем теории фильтрации и еще далекой от своего должного разрешения - задачам равновесия и движения двух жидкостей в пористой среде. С этой проблемой связаны такие важные практические задачи, как движение контуров нефтеносности, водо-нефтяных контактов, устойчивость водяных и газовых конусов, образующихся во время притока к несовершенным скважинам, и т. д. Большинство из них решается в настоящее время приближенными методами, основные из которых приведены в главе. Для некоторых задач указываются способы оценки искомых величин сверху и снизу, а также результаты сопоставления приближенных решений с более точными.

По просьбе автора В. Л. Данилов любезно согласился написать основную часть § 4, в котором приведено полученное им решение задачи о стягивании контура нефтеносности с учетом различия вязкостей нефти и воды. Эта задача сведена В. Л. Даниловым к решению некоторого интегро-дифференциального уравнения специального вида, что было выполнено при помопщ быстродействующей электронной вычислительной машины. Полученные В. Л. Даниловым результаты могут рассматриваться, как первые точные расчеты этой весьма сложной и давно привлекавшей внимание задачи.

Восьмая глава посвящена нестационарной фильтрации однородной упругой жидкости и газа. Этот круг вопросов в части задач.

СВОДЯЩИХСЯ К линейным уравнениям упругого режима фильтрации, к настоящему времени довольно хорошо разработан. Относительно хуже исследованы задачи, связанные с нелинейным уравнением Л. С. Лейбензона для нестационарной фильтрации газов. В главе в сжатом виде изложены основные сведения, относящиеся к нестационарной фильтрации однородной жидкости и газа, и приведено описание некоторых точных и приближенных методов расчета.

Девятая глава посвящена фильтрации смесей нескольких жидкостей.

Основное содержание главы составлено в рамках теории Баклея - Леверетта, донолненной рассмотрением одномерных схем течения в трубке неременного сечения ири произвольном поле массовых сил и в некоторых случаях с учетом капиллярных эффектов.

Задачи движения взаиморастворимых жидкостей и вопросы конвективной диффузии в пористых средах в этой главе только упоминаются. Теория этих процессов создается в настоящее время и не может считаться в какой-либо мере завершенной. Тем не менее ознакомление читателя в общий чертах с выводом исходных уравнений фильтрации многокомнонентной жидкости ири наличии фазовых превращений является, несомненно, целесообразным.

Этот вывод приведен в § 9, который по просьбе автора любезно согласились написать Ю. П. Желтов и М. Д. Розенберг. Круг задач такого рода представляет интерес в связи с весьма перспективными и развивающимися в настоящее время методами интенсификации нефтедобычи ири помощи вытеснения сжиженными газами, пенами ИТ. п., не говоря уже о необходимости построения физически и термодинамически обоснованной теории разработки газоконденсатных месторождений.

В последней десятой главе рассмотрено несколько специальных задач вытеснения в пористых средах, представляющих с точки зрения автора не только теоретический, но и значительный практический интерес - особенности процесса вытеснения в многослойных пластах и движение газового объема в неограниченном водоносном пласте. Последняя задача в точной постановке сводится к некоторой системе нелинейных интегро-дифференциальных уравнений, для которой указан процесс решения с любой желаемой степенью точности и даны примеры расчетов, выполненных быстродействующими электронными вычислительными машинами.

Для современного этапа нефтяной подземной гидрогазодинамики, как и для остальных разделов механики сплошных сред, характерным является стремление по возможности правильнее и точнее отразить сложную картину явлений, возникающих ири движении однофазных и особенно многофазных жидкостей в пористых средах. Классическая теория фильтрации однородной жидкости, основанная на законе Дарси и рассматриваемая согласно Н. Е. Жуковскому как задача движения идеальной жидкости в поле особых

массовых СИЛ сопротивления, постепенно преобразуется на наших глазах в физико-химическую подземную гидрогазодинамику, органически сочетающую как экспериментальные методы и результаты, так и аналитические методы механики сплошных сред, включая и вероятностные.

Создание обобщающей монографии или руководства по физико-химической подземной гидрогазодинамике является делом ближайт шего будущего.

Автор ставил себе гораздо более ограниченную и скромную задачу.

Современный размах научно-исследовательской работы по вопросам подземной гидрогазодинамики можно представить себе хотя бы из того факта, что в книге А. Э. Шейдеггера «Физика течения жидкостей через пористые среды», изданной в 1957 г. и переведенной на русский язык (Гостоптехиздат, 1960), сделана попытка обобщения материалов более 2000 работ. С тех пор появились сотни новыхисследова-ний. Хотя большинство работ по фильтрации реферируется в рефера-тивномжурнале«Механика»Институтанаучнойинформации АН СССР, в журнале «Applied Mechanics Reviews*, а также некоторых других информационных сборниках, составление учебного пособия, освещающего современное состояние подземной нефтяной гидрогазодинамики, является крайне трудной задачей, при выполнении которой неизбежны промахи и пробелы, за которые автор заранее просит снисхождения.

Значение подземной гидрогазодинамики не только для современной техники добычи нефти и газа, но и для ряда других областей промышленности достаточно хорошо известно. Поэтому во избежание излишнего увеличения объема в книгу не включено введение с изложением задач и историческим очерком возникновения и развития этой дисциплины, тем более что эти вводные разделы достаточно полно освещены в имеющейся литературе по подземной гидрогазодинамике, в том числе и учебной.

Автор выражает благодарность доц. В. А. Евдокимовой и бывшим аспирантам кафедры общей и подземной гидравлики МИНХ и ГП им. И. М. Губкина, канд. техн. наук Г. Д. Розенбергу и Чэнь Чжун-сяну за содействие в подготовке материалов, использованных при составлении настоящей книги. Особую признательность автор выражает аспирантам А. М. Власову, Лан Чжан-сину и В. М. Ентову за большую помощь при подготовке книги к печати.

Автор благодарит также рецензентов проф. Г. Г. Тумашева и сотрудников возглавляемой им кафедры гидромеханики Казанского государственного университета им. В. И. Ленина и д-ра техн. наук Ю. П. Борисова за высказанные ими замечания и пожелания, которые были учтены в окончательной редакции книги.