- •Лекция на тему «Заводнение и нагнетание природного газа. Математическая модель заводнения»
- •Закон Дарси в пористой среде:
- •Уравненеие для капиллярного давления:
- •Диаграмма кривых капиллярного давления:
- •Диаграмма относительных фазовых проницаемостей:
- •Замечание.
- •Функция б-л
- •Замечание.
- •Замечание.
- •Замечание.
- •Замечание.
- •Замечание.
- •Замечание.
- •Определение насыщенности на фронте вытеснения Sф
- •Замечания:
- •Стадия добычи обводненной продукции
Замечание.
Все точки кривой ξ (τ) для значений водонасыщенности S* < S < S* начинают перемещаться в пласте в соответствии с формулой (36), т.е. со скоростью, пропорциональной . Т.о., зная можно найти скорость перемещения фронта вытеснения в любой точке пласта.
ξ = τ + ξ0 (35)
Если выполняются начальные и граничные условия в виде (30), то Sнач = S* и останется постоянной на всем протяжении пласта при τ = 0.
ξ0 при с = 0:
ξ (S, 0) = ξ0 (S) = 0 при S > S*
В этом случае уравнение (29) имеет особое решение в виде:
ξ = τ при S > S* (36)
Итак, при τ = 0 все точки кривой ξ (τ) для значений водонасыщенности S* < S < S* начнут перемещаться в пласте в соответствии с формулой (36), т.е. со скоростью, пропорциональной - производной от функции Б-Л.
Таким образом, зная можно найти скорость в любой точке пласта.
Т.к. есть не монотонная функция (см. график ) и имеет максимум в точке перегиба, то на движущихся кривых ξ (S, τ) некоторые точки Sп < S < S* и S* < S < Sп будут двигаться медленнее, за исключением точки Sп,
Замечание.
Для любой точки ξ (τ) значение водонасыщенности S будет носить неоднозначный характер.
Одному значению ξ (τ) соответствует S1 и S2, что физически невозможно (математически возможно). Т.е. начиная с некоторого момента τ использовать (36) нельзя. Т.к. в (29) было высказано предположение о том, что профиль насыщенности является гладкой непрерывной функцией ξ (τ) => дифференциальное уравнение (29) не применимо в той области, где профиль насыщенности или тангенс угла его наклона терпит разрыв или имеет скачок. Для разрешения этой неопределенности введем предположение существования скачка насыщенности, наблюдаемый в переходной зоне.
Введем скачок насыщенности – линия p-q. Скачок вводим так, чтобы площадь А1 была равна площади А2. В этом случае удается устранить неопределенности. Сам скачок носит название фронт вытеснения.
Замечание 1.
Введение скачка насыщенности (линия р-q) устраняет многозначность решения. Положение скачка определяется из условия материального баланса, т.е. площади сегментов по обе стороны фронта вытеснения или скачка насыщенности равны А1 = А2 и положение фронта вытеснения 0 < ξ < ξф.
Замечание 2.
В действительности математического скачка насыщенности не существует, он является искусственным. На самом деле существует зона смешивания воды и нефти, в которой насыщенность резко падает от Sф до S* вдоль прямой р – q/. Размеры этой зоны смешивания воды и нефти (зоны ВНК или ГВК) зависят от геолого-физических характеристик пласта и капиллярного давления. В случае заводнения или проявления водонапорного режима размеры зоны смешивания становятся пренебрежительно малыми по сравнению с зоной совместной фильтрации воды и нефти.
Замечание 3.
Уравнение (36) справедливо только в рабочей области водонасыщенности S. В рабочей области Sф < S < S*.