- •Введение
- •1. Физические основы подземной гидродинамики
- •1.1. Понятие о моделировании
- •1.2. Модели фильтрационного течения и коллекторов
- •1.2.1. Модель фильтрационного течения
- •1.2.2. Модели коллекторов
- •1.2.2.1. Геометрические модели
- •1.2.2.1.1. Идеализированные модели пористых сред.
- •1.2.2.1.2. Идеализированные модели трещиновато - пористых сред.
- •1.2.2.2. Механические модели.
- •1.2.3. Характеристики коллекторов.
- •1.2.3.1. Параметры пористой среды
- •1.2.3.2. Параметры трещинной среды.
- •1.3. Скорость фильтрации, законы фильтрации
- •1.3.1. Пористая среда.
- •1.3.1.1. Скорость фильтрации
- •1.3.1.2 . Закон Дарси (линейный закон фильтрации)
- •1.3.1.3. Границы применимости закона Дарси
- •1.3.2. Трещиноватая среда
- •1.3.2.1. Линейный закон фильтрации
- •1.3.2.2. Границы применимости линейного закона фильтрации
- •2. Дифференциальные уравнения фильтрации
- •2.1. Уравнения течения для пористой среды
- •2.1.1. Общая система уравнений
- •2.1.2. Уравнения потенциального движения
- •2.2. Уравнения фельтрации для трещиновато-пористой среды
- •2.2.1. Общая система уравнений
- •2.3. Начальные и граничные условия
- •2.3.1. Начальные условия
- •2.3.2. Граничные условия
- •2.4. Замыкающие соотношения
- •2.4.1. Зависимость плотности или уравнения состояния
- •2.4.2. Зависимость вязкости от давления
- •2.4.3. Зависимость пористости от давления
- •2.4.4. Зависимость проницаемости от давления
- •3. Установившаяся потенциальная одномерная фильтрация
- •3.1. Виды одномерных потоков
- •3.1.1. Описание одномерных потоков
- •3.2. Исследование одномерных течений
- •3.2.1. Задача исследования
- •3.2.2. Решение общего дифференциального уравнения установившегося потенциального одномерного потока. Показатель формы потока
- •3.2.3. Потенциальные функции
- •3.2.3.5. Реальный газ и недеформируемый пласт
- •3.2.4. Анализ основных видов одномерного течения по закону Дарси
- •3.2.4.1. Течение несжимаемой жидкости через недеформируемый пласт
- •3.2.4.2. Течение несжимаемой жидкости в трещиноватом (деформируемом) пласте
- •3.2.4.3. Потенциальное движение упругой жидкости через недеформируемый пласт
- •3.2.4.4. Течение совершенного газа через недеформируемый пласт
- •3.2.4.5. Реальный газ и недеформируемый пласт
- •3.2.5. Анализ одномерных потоков при нелинейных законах фильтрации
- •3.2.5.1. Несжимаемая жидкость в недеформируемом пласте
- •3.2.5.2. Идеальный газ в недеформируемом пласте
- •3.2.5.3. Однородная несжимаемая жидкость в деформируемом (трещиноватом) пласте
- •3.2.5.4. Идеальный газ в деформируемом (трещиноватом) пласте
- •3.2.6. Фильтрация в неоднородных средах.
- •4. Плоские задачи теории фильтрации об установившемся притоке к скважине
- •4.1. Приток к совершенной скважине
- •4.1.1. Фильтрационный поток от нагнетательной скважины к эксплуатационной
- •4.1.2. Приток к группе скважин с удаленным контуром питания
- •4.1.3. Приток к скважине в пласте с прямолинейным контуром питания
- •4.1.4. Приток к скважине, расположенной вблизи непроницаемой прямолинейной границы
- •4.1.5. Приток к скважине в пласте с произвольным контуром питания
- •4.1.6. Приток к бесконечным цепочкам и кольцевым батареям скважин
- •4.1.6.1. Приток к скважинам кольцевой батареи
- •4.1.6.2. Приток к прямолинейной батареи скважин
- •4.1.7. Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений
- •4.2. Приток к несовершенным скважинам
- •4.2.1. Виды несовершенств скважин. Приведённый радиус.Добавочное фильтрационное сопротивление
- •4.2.2. Экспериментальные и теоретические исследования притока жидкости к гидродинамически несовершенной скважине
- •4.2.2.1. Течение по закону Дарси
- •4.2.2.2. Течение реального газа по двухчленному закону
- •4.2.3. Интерференция скважин.
- •4.3. Взаимодействие скважин в неоднородно проницаемом и анизотропном пластах
- •4.4. Влияние радиуса скважины на ее производительность
- •5. Нестационарная фильтрация упругой жидкости и газа
- •5.1. Упругая жидкость
- •5.1.1. Понятия об упругом режиме пласта
- •5.1.2. Основные параметры теории упругого режима
- •5.1.3. Дифференциальное уравнение неустановившейся фильтрации упругой жидкости (уравнение пьезопроводности)
- •5.1.4. Приток к скважине в пласте неограниченных размеров
- •5.1.4.1. Вывод основного уравнения упругого режима
- •5.1.4.2. Анализ основной формулы теории упругого режима
- •5.1.5. Приток к скважине в пласте конечных размеров в условиях упруго-водонапорного и замкнуто- упругого режима
- •5.1.5.1. Круглый горизонтальный пласт с открытой внешней границей
- •5.1.5.2. Круглый горизонтальный пласт с закрытой внешней границей
- •5.1.6. Взаимодействие скважин
- •5.1.7. Определение коллекторских свойств пласта по данным исследования скважин нестационарными методами
- •5.2. Неустановившаяся фильтрация газа в пористой среде
- •5.2.1. Уравнение Лейбензона
- •6. Основы теории фильтрации многофазных систем
- •6.1. Связь с проблемой нефтегазоотдачи пластов
- •6.2. Основные характеристики однофазной фильтрации
- •6.3. Исходные уравнения многофазной фильтрации
- •6.4. Одномерные модели вытеснения несмешивающихся жидкостей
- •6.5. Задача баклея-леверетта и ее обобщение
- •6.6. Задача рапопорта-лиса
- •7.Основы фильтрации неньютоновских жидкостей
- •7.1. Реологические модели фильтрующихся жидкостей и нелинейные законы фильтрации
- •7.2. Одномерные задачи фильтрации вязкопластичной жидкости
- •7.3. Образование застойных зон при вытяснение нефти водой
- •Литература
3.2.3. Потенциальные функции
В предыдущем разделе были получены соотношения , определяющие массовый дебит (3.7, 3.9), распределения потенциала (3.8, 3.10) и градиента потенциала (3.3). В тоже время для задач исследования необходимо определение объёмного дебита, давления и скорости фильтрации. В связи с этим определим выражения потенциальной функции
.
2.5
для случаев флюидов различной физической природы (жидкость или газ), а также различных типов коллекторов (пористые или трещиноватые).
3.2.3.1. Несжимаемая жидкость и недеформируемый пласт
В данном случае k=const, =const, и кроме того для простоты будем считать =const. Т.о
.
3.11
3.2.3.2. Несжимаемая жидкость и трещиноватый (деформируемый) пласт
Для данных условий =const и как в предыдущем случае считаем =const, но
1.43
где * изменяется в пределах от 0,01.10-5 м2/н до 0,006.10-5 м2/н.
В таком случае
.
3.12
3.2.3.3. Упругая жидкость и недеформируемый пласт
Считаем k=const, =const, но
,
2.27
или
.
3.13
В этом случае
.
3.14
3.2.3.4. Совершенный газ и недеформируемый пласт
В данных условиях k=const, =const, но при изотермической фильтрации
=cт р/ рст. 2.29
При подстановке выражения (2.29) в (2.5) имеем после интегрирования
.
3.15
Данная потенциальная функция получила название функции Лейбензона по имени автора впервые её предложившего.
3.2.3.5. Реальный газ и недеформируемый пласт
Как и в предыдущем случае полагаем k=const. Уравнение состояния реального газа имеет вид
р=z R T . 2.30
В случае изотермического течения газа справедливо следующая модификация данного уравнения
,
3.16
где z(pcm) полагают равным 1.
С учетом (3.16) потенциальная функция запишется в виде
,
3.17
где
.
Для вычисления интеграла f(p) наиболее часто применяется следующий способ: по графикам или эмпирическим зависимостям z(p), (p) определяются значения z(pс) = zс , (pс)= с , z(pк) = zк , (pк)= к ; переменные z , под знаком интеграла заменяются постоянными, равными z = (zc+zr) / 2; = (c+к) / 2. В этом случае можно вычислить интеграл f
.
3.18
