Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Найдем расход жидкости по закону Дарси






.

Поскольку при установившемся движении несжимаемой жидкости расход Q сохраняется вдоль оси r струйки, имеем

, т.е. .

Так как k, m, h и j - постоянные, поэтому получаем

(3.18)

или в развернутом виде

. (3.19)

Это есть дифференциальное уравнение Лапласса в полярных координатах для установившегося плоскорадикального потока несжимаемой жидкости по закону Дарси.



Дважды интегрируя уравнение (3.18), находим его общее решение

или , откуда

 

Р=С1lnr+С1. (3.20)

 

Постоянные интегрирования С1 и С2 находим из граничных условий, которые в данном случае имеют вид:

при r = rc P = Pc = const;

при r = rk P = Pk = const. (3.21)

Подставляя граничные условия (3.21) в общее решение (3.20), находим

Pc = C1lnrc + C2;

Pk = C1lnRk + C2,

откуда

(3.22)

(3.23)

Подставляя (3.22) и (3.23) в общее решение (3.20), находим закон распределения давления в плоскорадиальном потоке:

,

или . (3.24)

Из выражений (3.24) следует, что давление в пласте распределяется по логарифмическому закону в зависимости от расстояния r точки до оси скважины; вращением кривой P = P(r) вокруг оси скважины образуется поверхность, называемая воронкой депрессии (рис.11). Воронка депрессии имеет большую крутизну вблизи скважины. Следовательно, основная часть депрессии на пласт сосредоточена в призабойной зоне скважины, параметры которой сильно влияют на дебит скважины.

 


Рис.11 Рис.12

 

 

Изобарами (линиями равного давления) являются концентрические окружности ортогональные траекториям, совпадающими с радиусами указанных окружностей (рис.12).

Градиент давления находим из выражения

.

Подставляя значение С1 из (3.22),

 

находим . (3.25)

Тогда скорость фильтрации и дебит скважины соответственно

. (3.26)

 

,

откуда

. (3.27)

 

Формулу (3.27) называют формулой Дюпюи.

Как следует из формул (3.25) и (3.26), градиент давления dP/dr и скорость фильтрации V в любой точке пласта обратно пропорциональны расстоянию r от этой точки до оси скважины (гиперболический закон). Из графика (рис.13) видно, что при приближении к скважине градиент давления и скорость фильтрации резко возрастают, достигая максимального значения на стенке скважины. Этот вывод очевиден из самого определения скорости фильтрации как отношения объемного расхода жидкости к площади фильтрационной поверхности, т.е.

 

.

 


Рис. 13 Рис.14

 

 

Дебит скважины, как это следует из формулы Дюпюи (3.27), прямо пропорционален перепаду давления DР = Рк - Рс и одинаков через любую цилиндрическую поверхность, соосную скважине, т.е. от r не зависит. На основании этой же формулы (3.27) можно отметить слабую зависимость дебита скважины Q от изменения значений Rk и rc, поскольку последние входят под знак логарифма. Практическое значение этого факта состоит в том, что:

а) неизвестность точного значения радиуса контура питания Rк не вводит значительных погрешностей в расчет дебита скважины;

б) практически невозможно достигнуть значительного увеличения дебита скважины Q за счет увеличения ее радиуса rс.

Расчетная формула Дюпюи (3.27) позволяет определить коэффициент проницаемости пласта k промысловым методом.

График зависимости дебита скважины Q от перепада давления на скважине DРс = Рк - Рс называется индикаторной диаграммой; которая в рассматриваемом потоке представляется прямой линией (рис.14). Индикаторная диаграмма характеризует продуктивность скважины и помогает устанавливать режим работы скважины.

Отношение дебита скважины Q к перепаду давления DРс называется коэффициентом продуктивности К, выражение которого находится из формулы (3.27)

. (3.28)

Размерность:

Определив промысловым методом коэф. продуктивности К, можно вычислить гидропроводность пласта e

, (3.29)

или, в частности, коэффициент проницаемости

, т.е. , (3.30)

что непосредственно вытекает из формулы Дюпюи (3.27).

Найдем закон движения частиц жидкости. Из известной нам зависимости

, т.е. ,

находим

.

Интегрируя в пределах от 0 до t и, соответственно, от R0 до r, получаем закон движения частиц жидкости

 

; . (3.31)

 

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.