ВВЕДЕНИЕ
Методические указания предназначены для студентов заочного и очного обучения по специальностям 08.05.00 и 09.06.00, выполняющих практические работы по курсу "Подземная гидродинамика", и включают основные теоретические понятия, расчетные зависимости, решение типовых задач и задачи для самостоятельного решения.
Указания составлены с учетом требований, предусмотренных программой курса "Подземная гидродинамика".
ТЕОРИЯ
Одномерным называется поток, в котором параметры являются функцией только одной пространственной координаты, направленной по линии тока. К одномерным потокам относятся:
1) прямолинейно-параллельный;
2) плоскорадиальный;
3) радиально-сферический.
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).
Обозначения и размерности
- скорость фильтрации – u – м/с (СИ), см/с (техническая);
- пористость - m - доли единиц или проценты;
- проницаемость – k – м2, мкм2 (СИ), д (дарси) (техническая);
- динамическая вязкость - m - Па.с(кг/м.с) (СИ), спз (10-2пз=10-2г/см.с) (техническая);
- кинематическая вязкость - n=m/r - м2/с (СИ), сст (10-2ст=10-2см2/с) (техническая);
- давление – р – Па (СИ), ат (техническая);
- плотность - r - кг/м3 (СИ), кГ.с2/м4 (техническая);
- удельный вес - g - кг/м2.с2 (СИ), кГ/м3 (техническая);
- объемный дебит – Q=uF -м3/с (СИ), см3/с (техн.);
- массовый дебит – G=rQ – кг/с (СИ), кГ/с (техн)
1д » 1мкм2=10-12м2; 1 Па » 10-5ат; 1 Па.с » 103спз; 1 м2/с = 106сст.
Прямолинейно параллельный поток
* изменение потенциальной функции
1
* индикаторная зависимость (уравнение притока)
2
* изменение градиента потенциала
. 3
Плоско-радиальный поток
* изменение потенциальной функции
где
; 4
* индикаторная зависимость (уравнение притока)
5
* изменение градиента потенциала
. 6
· Индикаторная зависимость по закону Краснопольского для несжимаемой жидкости и пористого пласта
· индикаторная зависимость при двухчленном законе сопротивления
Здесь по Е.М. Минскому
Радиально-сферическое течение
* изменение потенциальной функции
7
* индикаторная зависимость (уравнение притока)
8
* изменение градиента потенциала
. 9
Для всех видов течения
Выражения для потенциалов
Несжимаемая жидкость и недеформируемый (пористый) пласт
.
Несжимаемая жидкость и трещиноватый (деформируемый) пласт
.
Упругая жидкость и недеформируемый пласт
.
Совершенный газ и недеформируемый пласт
r = rcт р/ рст.
.
Реальный газ и недеформируемый пласт
р=zr R T. или ,
, (3.17)
где .
При практического вычисления интеграла f(p) - z = (zc+zr) / 2; = ( c+ к)/ 2.
.
Задачи
Прямолинейно-параллельное течение
1.
Определить объемный дебит дренажной галереи шириной В == 100 м,
если мощность пласта h = 10 м, расстояние до контура питания L ==10 км, проницаемость пласта k =l дарси, динамический коэффициент вязкости m =1 сп, давление на контуре питания рк =100 ат и давление в галерее рс = 75 ат. Движение жидкости напорное по закону Дарси.
2.
Определить величину коэффициента проницаемости (в различных системах единиц) для случая прямолинейно-параллельного установившегося движения однородной жидкости в пористом пласте по закону Дарси.
Исходные данные: гидравлический уклон Н = 0,03, ширина галереи В = 500 м, мощность пласта h = 6 м, удельный вес жидко g= 850 кГ/м3, абсолютная вязкость m = 5 спз и дебит галеpeи Q =30 м3/сут.