Файл: Телков, А. П. Подземная гидрогазодинамика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 120

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Легко видеть, что формулы VI (15) и VI (17) аналогичны фор­ мулам, выражающим закон Ома, где R e— аналог внешнего элек­ трического сопротивления (внешнее фильтрационное сопротивле­

ние);

R t — аналог

внутреннего

 

электрического

сопротивления

(внутреннее фильтрационное сопротивление, рис. 26).

 

обычно

Когда имеется несколько батарей,

то

расчет

ведут

для дебита всей батареи. Тогда суммарный дебит для

прямолиней­

ной

батареи

записывается

формулой:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

qnnh =

 

 

Ф к - Ф с

 

 

___ Рк-Рс_______

 

 

 

 

 

_L_.r .± _ ln JL

-j2L + - ± — In _L.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2jnh

2 я/m

ъгс

2o/i /мс

 

 

тс гл

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

Рк

 

Рс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

VI (19)

 

 

 

 

 

 

2

Q„ = р+ р"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[aL

 

 

 

?' =

н

 

 

 

 

 

 

VI (20)

 

 

 

2 зпкк ’

 

2шкп

 

 

 

 

 

Суммарный дебит

 

для

батареи

круговой залежи

запишется

в виде:

 

 

 

 

Ф„ — Фс

 

 

 

 

Р к - Р с

 

 

 

2 QK=

qKnh =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«к

b J — 1

*1

 

 

 

 

 

----1п^Ь-

 

 

 

In

—— In -2 -

 

 

или

 

 

2 тс/г

 

*1

2nhn

nrc

2те кп

 

 

2тс к п п

 

п г с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Р к - Р с

 

 

 

 

 

 

VI (21)

 

 

 

 

 

 

Qk =

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In —

 

 

 

VI (22)

 

 

Р

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 к k h

 

 

 

 

 

 

2 tz k h n

п г с

 

 

 

 

 

Здесь

р— внешнее

суммарное

 

фильтрационное

 

сопротивление

или

сопротивление

от

контура

питания

до

батареи

скважин;

р '— внутреннее

 

суммарное

фильтрационное

сопротивление,

т. е. сопротивление при движении жидкости между

скважинами.

Для галерей в формулах суммарного дебита VI (19)

и VI (21)

внут­

реннее сопротивление о' = 0 .

 

 

 

 

предложил

при­

Борисов Ю. П., используя электроаналогию,

ближенный метод расчета дебитов

рядов.

Заменим

 

схему

залежи

схемой эквивалентных фильтрационных сопротивлений (рис. 27,

28.).

 

 

(рис. 27):

 

 

Для полосообразной залежи имеем

 

 

Pi =

 

^7-2

 

т. д.

VI (23)

2 a 1n l h 1K l

р2

И

 

2 2^2^2^2

 

 

р!

 

 

р___in -Д-

VI (24)

2тсА1А1и1

Р2 !

2 тс khitii

пгс.

63


“I- t ^

P и c. 27. Схема эквивалентного фильтрационного сопротивления для полосо­ образной залежи

Для круговой залежи (рис. 28.) имеем:

Pi =

—-— In—

Р2

 

 

, Ri

= 7Г~ГГ

In 7Г

 

2

л khx Rx

 

2т: kh2

 

$2

V-

 

Ri .

Р? =

^

 

In

 

^11 kh^ri-L

 

пxrc

 

п2г,

 

kh2n2

 

 

Для эллипсоидальной залежи

(рис. 29)

 

 

 

 

„ _

Iх in “ +

6

 

 

 

 

 

kh

с

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

п

kh

2пгс

 

 

и т- Д.

VI (25)

и т. д.

VI (26)

 

VI (27)

 

VI (28)

Обозначения а, е и с даны на рис. 29. Для полосообразной и круговой залежей дальнейший расчет ведется как для электриче­ ских разветвленных цепей, согласно законам Ома и Кирхгофа, и не вызывает принципиальных трудностей.

Для случая кольцевого пласта, когда внутренняя граница (контур) является непроницаемой, в соответствующем узле схемы

фильтрационных сопротивлений задаются не давлением, а рас­ ходом 2Q = 0.

64


Р и с . 28. Схема эквивалентного фильтрационного сопротивления для круговой

залежи

У

Чем больше расстояния между батареями по сравнению с рас­ стояниями между скважинами, тем точнее получаются результа­ ты по приведенным формулам.

3 Заказ 612

65

VII. УСТАНОВИВШЕЕСЯ ДВИЖЕНИЕ ОДНОРОДНОЙ СЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ И ГАЗА ПО ЛИНЕЙНОМУ

ИНЕЛИНЕЙНОМУ ЗАКОНУ

1.Одномерное установившееся движение сжимаемой жидкости

игаза в трубке тока переменного сечения. Функция Лейбензона

Предположим, что фильтрация несжимаемой жидкости проис­ ходит по закону Дарси в трубке тока переменного сечения f (s)

при изотермическом

движении (Т =

const).

 

Пусть вязкость жидкости является функцией давления, а

проницаемость — функцией

давления

и положения точки, т. е.

^ = \>(Р),

к =

к (s, р) =

^(з) k2(p)

VI 1(1)

Зависимости VII (1) определяются по опытным данным. Пренебрегая проекцией массовой силы на направление дви­

жения и учитывая, что весовой расход G жидкости или газа при установившемся .движении в любом сечении остается постоянным, можно записать

С _ - М » > - Ч !0 ! Ё /(* ),(,)

VII (2)

Р-(р) ds

4

Введем обобщенную функцию давления

 

Р*(р)= i ki(P\ \ {P)- dp,

VI 1(3)

J IX(р)

 

закон фильтрации VII (2) запишется

в виде

 

G = — *i(s) ~

f (s)

V II (4)

Сравнивая VII (4) и II (21), устанавливаем аналогию между стационарным движением несжимаемой и сжимаемой жидкости: аналогом объемного расхода Q несжимаемой жидкости является

66


весовой расход G сжимаемой жидкости; аналогом напора Н — функция Р*, аналогом коэффициента фильтрации С— функция проницаемости Ki (Р), аналогом объемной скорости W — весо­ вая скорость ~iW.

Пользуясь указанной аналогией, все решения, формулы и вы­ воды для несжимаемой жидкости можно применить для случаев стационарного движения сжимаемой жидкости или газа.

При к 2 (Р) = const и а

(Р)

= const из VII (3)

следует

Р* = —

Г

V(р) dp = — Р

V11 (5)

ц

J

м-

 

Здесь Р представляет функцию Лейбензона

 

P = \y { . p ) dP

VI 1(6)

В этом случае уравнение VII (4) интегрируется сразу после введе­ ния функции Лейбензона. В общем же случае требуется численное интегрирование.

Аналогичным образом можно ввести функцию Лейбензона и для массового расхода

 

P = \ ? { p ) dP

VII(7)

Нелинейный закон фильтрации выражается

степенными формула­

ми или двучленной формулой вида

 

— ^

= d £ ]- w + co(p)w2

V II (8 )

ds

k(p)

 

Аналогичным образом можно ввести обобщенную функцию Р* или

при р

= const и К =

const функцию Лейбензона.

 

2.

Стационарная

фильтрация

упругой

капельной

жидкости

 

в неизменяемой

пористой

среде

 

Установим зависимость объемного веса от давления, т. е.

У = у (Р). Очевидно,

для сжимаемой жидкости при

увеличении

давления на dP объемный вес повышается на dy. В дифферен­ циальной форме это запишется в виде

d~i

_d£_

VI 1(9)

Т

~ К 0 ’

 

где К0 — Ю н- 2 0 тыс. атм— модуль упругого сжатия жидкости.

К0 является переменной

величиной

и зависит от давления.

Зависимость у = у (р)

в небольшом диапазоне изменения дав­

ления можно аппроксимировать как

линейную, параболическую

и экспоненциальную.

 

 

3:

67


Полагая К0 — const и интегрируя VII (9), получим

 

m То =

ро

-Г const

 

 

 

Ко

 

 

In 7 =

Р

+ const

 

 

 

Ко

 

Исключая

постоянную, получим

 

 

In-

 

Ра

 

или

То

Ко

 

 

[Ро (Р — Ро)]

 

 

7 = То е х Р

V ll(io)

Здесь 8 =

—-----коэффициент

сжимаемости

1

am

 

Ко

 

 

Таким образом, установили, что объемный вес жидкости в зависимости от давления изменяется по экспоненциальному зако­ ну.

Разложим функцию VII (10) в ряд Маклорена:

Т = То 1 + Ро (Р — Ро) + — ро (Р — Ро)2 + • -

Удерживая первые два члена

разложения,

находим

 

 

 

 

7 ~ Yo [1 + Ро (Р — Ро)1

 

V I I ( l l )

Перепишем VII

(11) в

другой

форме:

 

 

 

 

 

 

7 ~

То ^ Р— Ро

 

 

V I I ( l l ' )

 

 

То

 

Ко

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как

видим,

в приближенной

постановке зависимость

у =

= у (р)

удовлетворяет закону

Гука. Пользуясь

формулами

VII

(10) и VII (11),

найдем точное и приближенное значение функции

Лейбензона:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = J Ydp = J yolMppo)dp = f

lMp~ ^

+

const

 

или

 

P = - f

+ c o n st

 

 

VI 1(12)

 

 

 

Po

 

 

Po(p — Po)] dp

 

 

 

P «

j 7 dp = J 7 0

[1 +

VII(13)

Обычно для капельной жидкости величина Р0 (р— р0)

1.

 

Тогда

можно приближенно записать

 

 

 

 

 

 

Р ~

Yo р +

const

 

 

VII (14)

63