Основные нелинейные законы фильтрации жидкостей и газов

Содержание

  • Введение
  • Глава 1. Основные нелинейные законы фильтрации жидкостей и газов
  • 1.1. Особенности движения флюидов
  • 1.2. Нелинейные законы фильтрации. Границы приемлемости закона Дарси
  • Глава 2. Одномерные потоки в условиях нелинейных законов фильтрации
  • 2.1. Схемы одномерных фильтрационных потоков
  • 2.2. Расчет основных характеристик одномерных фильтрационных потоков жидкости и газа при нелинейных законах фильтрации
  • 2.3. Сравнительный анализ одномерных потоков несжимаемой жидкости и газа
  • Заключение
  • Библиографический список

Введение

Нефть и природные газы заключены в недрах Земли. Их скопления связаны с вмещающими горными породами – пористыми и проницаемыми образованиями, имеющими непроницаемые кровлю и подошву. Горные породы, которые могут служить вместилищами нефти и газа и в то же время отдавать их при разработке, называются породами-коллекторами.
Природные жидкости (нефть, газ, подземные воды) находятся, в основном, в пустотах порах и трещинах осадочных горных пород. Их движение происходит либо вследствие естественных процессов (миграция углеводородов), либо в результате деятельности человека, связанной с извлечением полезных ископаемых, строительством и эксплуатацией гидротехнических сооружений. Движение жидкостей, газов и их смесей через твердые (вообще говоря, деформируемые) тела, содержащие связанные между собой поры или трещины, называется фильтрацией. Теория фильтрации, являющаяся разделом механики сплошной среды, получила большое развитие в связи с потребностями гидротехники, гидромелиорации, гидрогеологии, горного дела, нефтегазодобычи, химической технологии и т.д. Теоретической основой разработки нефтегазоводоносных пластов служит нефтегазовая подземная гидромеханика, изучающая фильтрацию нефти, газа и воды в пористых и (или) трещиноватых горных породах.
Под фильтрацией понимают движение (просачивание} жидкости или газа или газожидкостной смеси через твердое тело, имеющее пустоты, одни из которых называют порами, другие трещинами. Мельчайшие пустоты обладают тем свойством, что силы молекулярного взаимодействия между жидкостью и твердыми стенками очень велики. Они образуют молекулярные поры. В самых больших пустотах взаимодействие жидкости со стенками лишь частично влияет на ее движение. Такие пустоты называются кавернами. Промежуточное место между молекулярными порами и кавернами занимают просто поры. Твердое тело, содержащее поры, представляет собой пористую среду, песок, песчаник, известняк.
Движение текучей среды через поры или трещины возможно, если некоторые из пор или трещин сообщаются между собой. Флюид, заполняющий сообщающиеся поры или трещины, образует непрерывную среду (континуум), занимающую некоторую часть всего пространства, принадлежащего объему пористой или трещиноватой среды. Мы будем считать, что в любом как угодно малом объеме пористой или трещиноватой среды находится жидкость, газ или газожидкостная смесь. Чрезвычайно малые размеры перовых каналов, их неправильная форма, большая поверхность шероховатых стенок – все это создаст огромные сопротивления движению жидкости и газа. Эти сопротивления служат главной причиной очень низкой скорости перемещения жидкости и газа в пористой среде; скорости в процессе фильтрации оказываются значительно более низкими, чем скорости движения в трубах или открытых руслах.
Если объем пространства, занятого порами, не изменяется или изменяется так, что его изменениями можно пренебрегать, пористая среда считается недеформируемой. Если же под влиянием упругих сил происходят такие изменения объема перового или трещиноватого пространства, величиной которых пренебрегать нельзя, среду следует рассматривать как упругую.
В своей работе я хочу рассмотреть принципы протекания одномерных потоков в условиях нелинейных законов фильтрации.
Актуальность данной работы определена необходимостью изучения и дальнейшего совершенствования разработки принципов протекания одномерных потоков в условиях нелинейных законов фильтрации.
Целью данной работы является изучение аспектов, определяющих структуру одномерных потоков в условиях нелинейных законов фильтрации при различных условиях среды.
Объектом данной работы являются одномерные потоки, в частности, поток однородной несжимаемой жидкости, поток капельной сжимаемой жидкости и реального газа.
При этом предметом данной работы является совокупность аспектов, определяющих протекание неоднородных потоков в условиях нелинейных законов фильтрации.
В соответствие цели данной работы были поставлены и решены следующие задачи:
1. Рассмотреть принципы фильтрации одномерных потоков.
2. Сформировать основные положения нелинейных законов, определяющих принципы протекания одномерных потоков.
3. Определить сущность протекания одномерных потоков в условиях нелинейных законов фильтрации.
4. Сделать выводы по проделанной работе.
Источниками информации для написания данной работы послужили базовая учебная и методическая литература, исследования видных отечественных ученых в области реологии, статьи в периодических изданиях и другие источники информации, что описано в разделе использованной литературы.

Скачать файл