6 Дәріс. Біртекті емес қабаттарда сұйықтықтың фильтрациясы – нақты өнімді қабаттарды моделдеу
Табиғи жағдайларда, өнімді мұнайлы және газды қабаттар біртекті болып келуі сирек кездеседі.
Егер оның фильтрациялық сипаттаиалары, кеуектілік пен өткізгіштігі әртүрлі аудандарда әртүрлі болса, онда кеуекті орта біртексіз деп аталады.
Көп жағдайда, бір-бірінен фильтрациялық қасиеттері бойынша қатты ерекшеленген едәуір аудандары бар қабаттар кездеседі. Олар микробіртексіз қабаттар деп атайды.
Мұнай мен газдың қабат калекторларында микробіртексіздігінің келесідей негізі түрлері болады:
1.Қабаттық біртексіздік деп, қалындығы бойынша қабат бірнеше қабаттарға бөлінеді. Олардың әрқайсындағы өткізгіштігі орта есеппен алғанда тұрақты болады, бірақ көрші қабаттардың өткізгіштіктерінен ерекшеленеді. Мұндай қабаттарды қабаттьқ біртексіз деп те атайды. Осылайша қабаттын кеуекті орта үлгісінде өткізгіштік тек қабат қалыңдығы бойынша өзгереді және тік координатының бөлшектік – тұрақты функциясы болып табылады.
Қабаттың – біртексіз қабаттағы сығылмайтын сұйықтын тік сызықты – параллельді ағыны жағдайында, бүкіл қабаттағы ағын шығымы Q, бөлек қабатшалардың шығымдарының Qі қосындысы ретінде есептеуге болады (1-cур.):
(1)
Pk Pг
k n h n Q n
.
ki . hi Qi
k2 h2 Q2
k1 h1 Q1
х
1-сурет. Түзусызық-параллельді ағыны жағдайда қабаттық біртексіздік қабаттың сұлбасы
Гидродинамикалықи есептеулер үшін, кейде біртексіз қабаттағы сұйықтық ағынын, сондай h-қалындығы, В-ені, L-ұзындығы, Кср - орташа өткізгіштігі бар біртекті қабаттағы ағынмен алмастыру ыңғайлы болады. Кср , мына өрнекпен анықталады:
(2)
Қабаттық – біртексіз қабаттардағы сығылмайтын сұйықтың жазық-радиалды жағдайында:
(3)
және Кср (2) бойынша анықталады.
2. Аймақты біртексіздік, мұнда қабат ауданы бойынша өткізгіштігі әртүрлі бірнеше аймақтардан ( қабат облыстары ) тұрады. Бірдей аймақтар аралығында өткізгіштік, орта есеппен бірдей болады, бірақ ол екі аймақтын шекарасында секірмелі түрде өзгереді. Осылайша, мұндай қабат ауданы бойынша біртексіздік орын алады. Аймақты біртексіз қабаттағы сығылмайтын сұйықтықтың тік сызықты –параллельді ағыны жағдайындағы бүкіл қабаттын ағын шығымы мыныған тең:
және
(4)
мұндағы,
l-
і–ші
аймақтын ұзындығы, онын өткізгіштігі
-
k
-ге
тең.
Рк Рг
Q n
l1 l2 l3 .. li . . l n
k1 k2 k3 .. ki . . k n
2-сурет. Түзусызық-параллельді ағыны жағдайда аймақты біртексіздік қабаттың сұлбасы
Аймақты біртексіз қабаттағы сығылмайтын сұйықтықтың жазық-радиалды ағыны үшін, бүкіл қабаттың ағын шығымы мынаған тең:
және
(5)
мұндағы, ri және ri -1-ші аймақтын сыртқы және ішкі радиустары.
Негізгі әдебиеттер: Нег. 1[ 69-78,96-100 ]
Қосымша әдебиеттер: Қос. 3[ 94-99], 5[73-80].
Бақылау сұрақтары:
Біртексіз аймақты қабат.
Біртексіз қатпарлары қабаттың орташа өткізгіштіктері.
Біртексіз аймақты қабаттың орташа өткізгіштіктері.