ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.04.2024
Просмотров: 8
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Вариант №3
-
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОМЕХАНИКИ
3) Основное требование осреднения параметров по пространству, дающее право считать их непрерывным.
Ответ: При рассмотрение фильтрации обычно считают, что коэффициент трещин Kт существенно зависит от давления и определяется одной из указанных коэффициентов проницаемости пористых блоков Kn, он не зависит от давления и принимается постоянным.
Введение понятия скорости фильтрации позволяет рассматривать пласт, как непрерывное поле скоростной фильтрации и дивлений, величины которой в каждой точке пласта являются функций координат этой точки и времени. Поле физической величины есть совокупность её значений во всех точках рассматриваемый пространственной области в данный момент времени. Если поле изменяется во времени, то оно называется нестационарным, в ином случае-стационарным.
4) Почему в нефтяной гидромеханике процесс фильтрации флюидов можно считать изотермическим?
Ответ: В нефтяной гидромеханике фильтрационное движение нефти в пористой среде происходит очень медленно, и разогрев жидкости тоже. В данном случае пористая среда выступает как тепловой балласт. Из-за этого то, что нет не каких дополнительных внешних источников выделения или поглощения энергии, процесс фильтрации флюидов можно считать изометрическим.
-
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИ
3) Уравнение сохранения количества движения.
Ответ:
где pα – давление в фазе α;
Tr – индекс, обозначающий оператор транспонирования матрицы;
FMα – источниковый член, обусловленный действием внешних сил;
Fα – межфазные силы, действующие на фазу α со стороны других фаз;
– член, отражающий передачу импульса при межфазном переносе массы.Передача импульса между фазами происходит за счет межфазных сил, действующих на фазу α при взаимодействии с фазой β. Суммарная сила, действующая на фазу при взаимодействии со всеми фазами, определяется как:
где Fαβ – суммарная межфазовая сила. Суммарная межфазовая сила может включать в себя силу сопротивления, подъемную силу, силу присоединенных масс, силы давления при столкновении твердых частиц и др.
4) Объяснение закона Дарси из общего уравнения сохранения количества движения.
Ответ: При движении жидкости в пористой среде, общий перенос количества движения за счет сдвиговых напряжений пренебрежимо мал, поскольку стенки поры препятствуют этому переносу за пределы отдельной поры. В ряде моделей не используется детальное описание течения в каждой отдельной поре, а рассматривается усреднение пористой и жидкой среды в одну сплошную однородную среду. Закон Дарси основывается на таком осреднении и описывает течение в пористой среде, когда движущей силой движения является только градиент давления. Закон Дарси утверждает, что вектор скорости определяется градиентом давления, вязкостью жидкости и структурой пористой среды.
В этом уравнении
– вектор фильтрационной скорости, 
означает проницаемость пористой среды, 
− динамическая вязкость, и 
− давление.Изначально закон Дарси был получен экспериментально. Но может быть получен с помощью осреднения уравнений выражающих закон сохранения количества движения (Навье – Стокса), описывающих течение на микроуровне (в масштабе отдельных пор) В настоящее время имеются теоретические доказательства для пористых сред с периодической и случайной микроструктурой.
Приближенно закон Дарси можно получить следующим образом. Предположим, что через поверхность
пористой среды протекает объёмный расход флюида 
где
– действительная средняя скорость жидкости; 
– площадь пор. Площадь пор связана с полной поверхностью через просветность, а для сред неупорядочной структуры справедливо допущение о равенстве просветности и пористости 
. Следовательно,
где
− фильтрационная скорость.Уравнение сохранения количества движения имеет вид
-
УСТАНОВИВШАЯСЯ ФИЛЬТРАЦИЯ ОДНОМЕРНЫХ ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ (НЕСЖИМАЕМЫХ И УПРУГИХ ЖИДКОСТЕЙ, ГАЗА)
3) Плоскорадиальный поток. Примеры.
Ответ: Плоскорадиальный поток траектории всех частиц жидкости- прямолинейные горизонтальные прямые, радиально сходящихся к центру скважины, а скорости фильтрации во всех точках любого поперечного сечения потока параллельны и равны между собой. Изотахи и эквипотенциальные поверхности перпендикулярны траекториям и образуют цилиндрические окружности с осью, совпадающей с осью скважины. Схемы линий тока в любой горизонтальной плоскости потока будут идентичными и для характеристики потока достаточного рассмотреть движение жидкости в одной горизонтальной плоскости.
Примеры:
а) Горизонтальный пласт постоянной толщины (h) и неограниченной протяженности, подошва и кровля пласта непроницаемы. Пласт вскрыт единственной гидродинамически совершенной скважиной, т.е. вскрыт на всю толщину и забой полностью открыт. Для эксплуатационной скважины поток - радиально-сходящий, а для нагнетательной - радиально-расходящий. Плоско-радиальным потоком будет занята вся зона от стенки скважины до контура питания.
б) Гидродинамически несовершенная скважина– несовершенство по характеру вскрытия или не полностью вскрывшая пласт. Вблизи скважины линии тока искривляются, и поток можно считать плоскорадиальным только при некотором удалении от скважины.
в) Круговая батарея эксплуатационных скважин – поток плоскорадиален на некотором удалении, т.к. жидкость движется как бы к укрупнённой скважине радиуса, равного радиусу окружности батареи.
4) Радиально-сферический поток. Примеры.
Ответ: Радиально-сферический поток траектории всех частиц жидкости - прямолинейные горизонтальные прямые, радиально сходящиеся к центру полусферического забоя; изотахи и эквипотенциальные поверхности перпендикулярны траекториям и образуют сферические поверхности. Скорость фильтрации в любой точке потока является функцией только расстояния этой точки от центра забоя. Следовательно, этот вид фильтрационного потока также является одномерным. Такой поток может реализовываться вблизи забоя, когда скважина вскрывает только горизонтальную непроницаемую кровлю пласта. Пласт при этом должен быть неограниченной толщины, а забой иметь полусферическую форму. Приближение к данному виду потока тем лучше, чем глубина вскрытия меньше толщины пласта.
-
НЕЛИНЕЙНЫЕ ЗАКОНЫ ФИЛЬТРАЦИИ
3) Стационарно реологические жидкости.
Ответ: Стационарно реологические жидкости - это касательное напряжение зависит только от градиента скорости.
4) Нестационарно реологические жидкости.
Ответ: Нестационарно реологические жидкости - это связь между t и du/dy зависит от времени действия напряжений.
-
УСТАНОВИВШИЙСЯ ПРИТОК ЖИДКОСТИ К ГРУППЕ СКВАЖИН.
3) Основные формулы для расчета дебитов жидкости из залежей методом ЭГДА (метод Ю.П.Борисова).
Ответ: Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений предложен Ю.А.Борисовым и основан на аналогии движения жидкости в пористой среде с течением электрического тока в проводниках.
В теории электричества известен закон Ома, имеет вид:
Рассмотрим известную формулу Дюлюи
Следовательно, для определения течения флюидов в пласт, можно применять законы Электротехники.
4) Вывод уравнения притока жидкости к несовершенным скважинам.
Ответ: Дебиты скважины, несовершенных по степени вскрытия, можно найти по формуле Н.К. Гиринского, если считать, что скважина вскрыла неограниченной толщины на глубину b:
Для пласта точечной толщины М.Маскет предложил формулу, при условии: Rk≥
:
-
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФИЛЬТРАЦИИ МНОГОФАЗНЫХ СИСТЕМ.
3) Что такое капиллярное давление и от каких параметров оно зависит?
Ответ: Капиллярное давление – это давление на границе двух несмешивающихся флюидов, допустим если две несмешивающихся жидкостей (нефть или вода) на поверхности будет иметь место скачек давления, то оно будет зависит от разности плотности двух флюидов. К примеру, в пластовых условиях капиллярное давление представляет собой функцию свойства флюида, породы и взаимодействия между ними.
Капиллярное давление теоретически выражается формулой:
где Pk- капилярное давление, Па;
σ - поверхностное натяжение, H/м;
θ - угол смачивания;
R – радиус пор, м.
Капиллярного давления зависит от параметров межфазного натяжения и степени кривизны поверхности раздела и определяется уравнением
Рс = р1‑р2 = γ ¹/r1+γ ¹/r2,
где р1‑р2 ‑ разность давлений на вогнутой и выпуклой сторонах криволинейной поверхности раздела, γ ‑ межфазное натяжение в дин/см, r1 и r2 ‑ главные радиусы кривизны под прямым углом друг к другу. Это основное уравнение капиллярности.
