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.