
- •Определение подземной гидромеханики. Основные разделы подземной гидромеханики. Цели и задачи нефтяной подземной гидромеханики.
- •Вопрос 2
- •Понятие о моделировании. Модель фильтрационного течения. Типы пород в подземной гидромеханики.
- •4) Фиктивный грунт. Угол упаковки. Формула Слитхера. Эквивалентный диаметр.
- •5) Идеальный грунт. Пористая среда. Просветность. Просветность фиктивного грунта.
- •6) Гидравлический радиус пор. Уд. Поверхность фиктивного грунта. Уд. Поверхность нефтесодержащих пород. Проницаемость фиктивного грунта.
- •7) Трещинноватая среда. Коэфициент трещинноватости. Густота трещин. Насыщенность, связанность.
- •8) Коэффициент раскрытости трещин. Факторы, влияющие на величину ширины трещин. Коэффициент раскрытости трещин деформируемой среды.
- •9) Теория фильтрации. Скорость фильтрации. Действительная средняя скорость жидкости. Скорость фильтрации.
- •10) Закон Дарси (линейный закон фильтрации). Схема наклонного пласта.
- •11) Закон Дарси в дифференциальной форме. Суть закона Дарси. Границы применимости.
- •12) Коэффициент фильтрации. Единицы измерения. Зависимость от коэффициента проницаемости.
- •13) Условия применимости закона Дарси. Причины ограничения действия закона Дарси.
- •14) И 15) Верхняя граница применимости закона Дарси. Число Рейнольдса.
- •16) Нижняя граница закона Дарси. Реологическая модель ньютоновских и неньютоновских жидкостей.
- •17) Закон фильтрации при Re и Re.Крит. Одночленные и двучленные зависимости. Структурный коэффициент и по Минскому.
- •18) Линейный закон фильтрации трещиноватой среды. Формула Буссинеска. Проницаемость трещиноватых сред.
- •19) Границы применимости линейного закона фильтрации. Число Рейнольдса.
- •20) Замыкающие соотношения. Зависимость плотности, вязкости, пористости, проницаемости от давления.
- •21)Установившаяся потенциальная одномерная фильтрация. Виды одномерных потоков.
- •22)Прямолинейно-параллельный поток. Примеры.
- •23) Плоскорадиальный поток. Примеры.
- •24) Радиально-сферический поток. Степень и характер вскрытия пласта.
- •25) Решение общего дифференциального уравнения установившегося потока. Показатель формы потока.
- •26) Величины площади для различных видов одномерных потока. Дифференциальное уравнение потенциального одномерного потока.
- •27) Определение значения массового дебита при известных значениях потенциалов на граничных поверхностях пласт. Отличие массового и объемного дебита.
12) Коэффициент фильтрации. Единицы измерения. Зависимость от коэффициента проницаемости.
Коэффициент фильтрации – характеризует среду и жидкость одновременно. Зависит от размера частиц их формы и степени шероховатости, пористости среды и вязкости жидкости, в гидротехнических расчетах при наличии различных жидкостей.
–коэффициент
динамической вязкости.
k – коэффициент проницаемости 1Д=1,02*10-12 м2
Проницаемость песчаных коллекторов 100-1000мД
Имеется множество попыток теоретически установить зависимость проницаемости от этих характеристик исходя из закона Пуазеля для ламинарного движения в трубах, исходя из Стогса для обтекания частиц при той или иной модели пористой среды.
Поскольку реальные породы не укладываются в рамки геометрических моделей, то теоретические расчеты проницаемости ненадежны, поэтому обычно проницаемость определяют опытным путем.
13) Условия применимости закона Дарси. Причины ограничения действия закона Дарси.
Границы применимости закона Дарси:
Закон справедлив при следующих условиях :
Пористая среда мелкозерниста и поровые каналы достаточно узки
Скорость фильтрации и градиент давления малы
Изменение скорости фильтрации и градиента давления малы.
Закон Дарси нарушается:
При повышении скорости движения жидкости из-за увеличения потерь давления на эффекты связанные с инерционными силами – верхняя граница.
Дарси может нарушаться и при малых скоростях фильтрации в процессе начала движения жидкости из-за появления неньютоновских реологических свойств жидкости – нижняя граница.
14) И 15) Верхняя граница применимости закона Дарси. Число Рейнольдса.
Верхняя граница- ее критерием служит сопоставление числа Re с его критическим значением.
А – зависит от вида фильтрации.
Закон Павловского
;
;
ReкрП=7,5…9
Ф.Щелкачева
;
Reкр=1…1,2
Ф.Милионщикова
;
Reкр=0,022…0,29
Число Рейнольдса - это безразмерная характеристика потока жидкости, определенная отношением следующих величин:
Число Рейнольдса определяется следующим соотношением:
где
ρ — плотность среды, кг/м3;
v — характерная скорость, м/с;
L — характерный размер, м;
η — динамическая вязкость среды, Н·с/м2;
ν
— кинематическая
вязкость среды, м2/с(
)
;
Q — объёмная скорость потока;
A — площадь сечения трубы.
16) Нижняя граница закона Дарси. Реологическая модель ньютоновских и неньютоновских жидкостей.
Нижняя
граница закона Дарси – при очень малых
скоростях с ростом градиента давления
увеличение с ростом фильтрации происходит
более быстро, это объясняется тем, что
становится существенным силовое
взаимодействие между твердым скелетом
и жидкостью за счет образования аномальных
неньютоновских систем: устойчивые
колойдные растворы в виде студнеобразных
пленок, перекрывающих поры и разрывающихся
при градиенте
,
называемым начальным, и зависящим от
доли глинистого материла и величины
остаточной водонасыщенности.
,
;
Жидкости, для которых вязкость не зависит от скорости деформации, называются ньютоновскими. Характерными ньютоновскими жидкостями являются вода и маловязкие моторные топлива.
|
Для неньютоновских жидкостей вязкость изменяется при изменении скорости сдвига. Для этих жидкостей модель вискозиметра, шпиндель и скорость сдвига влияют на конечный результат; для неньютоновских жидкостей измереяется, так называемая, «кажущаяся вязкость».
Существует несколько типов неньютоновских жидкостей, различающихся влиянением скорости сдвига на вязкость. Наиболее известны три типа:
псевдопластичные жидкости
дилатантные жидкости
пластичные жидкости
Вязкость псевдопластичных жидкостей уменьшается при увеличении скорости сдвига.
|
У дилатантных жидкостей, наоборот, с увеличением скорости сдвига вязкость увеличивается.
|
Пластичные жидкости в статических условиях ведут себя как твердые материалы, но при воздействии на них определенной силой они начинают течь. Минимальное усилие, которое необходимо прилоить к системе, чтобы она начала течь называется предельным напряжением сдвига (f’).
|
Тиксотропные и реопексные жидкости
Вязкость некоторых жидкостей, при постоянных окружающих условиях и скорости сдвига, изменяется со временем. Если вязкость жидкости со временем уменьшается, то жидкость называют тиксотропной, а если, наоборот, увеличивается, то – реопексной.
|
|
При изучении влияния двух параметров (времени и скорости сдвига) на вязкость материалов, для тиксотропных жидкостей будут получаться следующие кривые.
|