- •К.О. Каширина подземная гидромеханика Тюмень – 2010
- •Каширина к.О. Подземная гидромеханика. Учебник – Тюмень: ТюмГнгу, 2010. – с.
- •Предисловие
- •Плоские задачи теории фильтрации
- •Физические основы теории фильтрации, основные понятия. Закон дарси
- •Геометрические характеристики пористой среды
- •1.2. Скорость фильтрации. Истинная или действительная средняя скорость движения частицы
- •1.3. Линейный закон фильтрации Дарси. Коэффициенты фильтрации и проницаемости
- •Тока переменного сечения
- •Соотношения между метрическими единицами и единицами Si
- •1.4. Нарушение линейного закона фильтрации при больших и малых скоростях. Пределы применимости закона Дарси
- •Критических чисел Рейнольдса
- •1.5. Дифференциальные уравнения теории установившейся фильтрации однородно жидкости
- •2. Установившееся движение несжимаемой жидкости в недеформируемой пористой среде. Приток к стоку и источнику на плоскости и в пространстве
- •2.1. Напорный приток к дренажной галерее. Время движения частиц
- •2.2. Плоскорадиальное движение. Приток к совершенной скважине, расположенной в центре кругового пласта
- •2.3. Время движения частицы жидкости, движущейся по радиусу от контура питания к скважине
- •Стоки и источники на плоскости
- •Стоки и источники в пространстве
- •2.6. Фильтрация неньютоновских жидкостей
- •От градиента скорости сдвига
- •3.Плоские задачи теории фильтрации
- •3.1. Связь теории функции комплексного переменного с плоской задачей теории фильтрации. Функция тока. Комплексный потенциал
- •3.2. Установившийся приток к группе совершенных скважин. Интерференция совершенных скважин
- •Неограниченной плоскости
- •Взаимодействии совершенных скважин
- •Прямолинейный контур питания
- •В пласте с прямолинейным контуром питания
- •Питания на дебит
- •Для полосообразной залежи
- •Для круговой залежи
- •Эллиптическом пласте
- •4. Установившееся движение однородной сжимаемой жидкости и газа по линейному и нелинейному законам фильтрации
- •4.1. Одномерное установившееся движение сжимаемой жидкости и газа в трубке тока переменного сечения. Функция Лейбензона
- •4.2. Стационарная фильтрация упругой капельной жидкости в недеформируемой пористой среде
- •4.3. Стационарная фильтрация газа
- •Несжимаемой жидкости и газа к галерее
- •Протоке несжимаемой жидкости и газа
- •И газа к совершенной скважине
- •Притока жидкости и газа к совершенной скважине
- •4.4. Индикаторные диаграммы для несжимаемой жидкости и для газа при линейном и нелинейном законах фильтрации
- •Исследований газовой скважины
- •5. Безнапорное движение жидкости в пористой среде
- •5.1. Особенности безнапорного движения
- •Перемычку при горизонтальном непроницаемом основании
- •Безнапорной фильтрации через прямоугольную перемычку
- •5.2. Гидравлическая теория безнапорного движения через прямоугольную перемычку на горизонтальном основании
- •5.3. Гидравлическая теория безнапорного притока к совершенной скважине
- •5.4. Дифференциальные уравнения гидравлической теории нестационарной безнапорной фильтрации
- •6. Задачи вытеснения одной жидкости другой. Фильтрация неоднородных жидкостей
- •6.1. Общие представления о продвижении краевых и подошвенных вод к нефтяным и газовым скважинам
- •6.2. Вытеснение нефти водой из трубки тока переменного сечения
- •Трубки тока переменного сечения
- •6.3. Прямолинейное движение границы раздела с постоянными толщиной, пористостью и проницаемостью пласта
- •6.4. Плоскорадиальное движение границы раздела с постоянными толщиной, пористостью и проницаемостью пласта
- •Границы раздела двух жидкостей
- •6.5. Кинематические условия на подвижной границе раздела. Характер движения водонефтяного контакта (внк) в наклонных пластах
- •6.6. О некоторых особенностях вытеснения газированной нефти водой и газа газированной нефтью при разработке нефтяных оторочек
- •6.7. Многофазная фильтрация. Упрощенные математические модели вытеснения одной жидкости другой
- •Проницаемостей при вытеснении нефти водой и газом
- •Насыщенностей в зоне вытеснения
- •Табулированные значения насыщенности на фронте вытеснения sф и средней насыщенности sср в зоне вытеснения как функции параметра m0 отношения вытесняющей жидкости к вытесняемой
- •Табулированные значения производной функции Бакли – Леверетта f1'(s)в зависимости от насыщенности вытесняющей жидкости s. Веснение нефти водой
- •При вытеснении нефти водой
- •6.15. Зависимость Kг/Kн от насыщенности sн при параметре sг
- •7. Неустановившаяся фильтрация однородной упругой жидкости
- •7.1. Основные положения упругого режима
- •7.2 Решение одномерных задач методом последовательной смены стационарных состояний
- •Жидкости к прямолинейной галерее.
- •7.3. Точные решения для притока упругой жидкости к прямолинейной галерее и к точечному стоку (источнику) на плоскости
- •Состояния (по в.Н. Щелкачеву)
- •Действующей с постоянным дебитом (по в.Н. Щелкачеву)
- •Литература
6. Задачи вытеснения одной жидкости другой. Фильтрация неоднородных жидкостей
6.1. Общие представления о продвижении краевых и подошвенных вод к нефтяным и газовым скважинам
В процессе эксплуатации нефтяных и газовых залежей при водонапорном режиме пласта в простейших случаях различают продвижение поверхности раздела двух фаз как наступление краевой воды и как подъем подошвенной воды к забоям скважин. Первый случай относится преимущественно к продуктивным пластам незначительной толщины с большим углом падения структуры, где вода продвигается вдоль напластования: второй случай – к пластам с малым углом наклона, особенно при большой продуктивной толщины.
В залежах с водонапорным режимом при наступлении краевых вод продуктивная площадь со временем уменьшается. Равномерность стягивания контура нефтеносности при этом зависит от коллекторских свойств пласта и характера эксплуатации краевых скважин; здесь могут быть «языки обводнения». Приближенная теория продвижения краевых вод и регулирования контура нефтеносности нашла отражение в многочисленных работах советских и зарубежных гидродинамиков: Л. С. Лейбензона, В. Н. Щелкачева, П. Я. Полубариновой-Кочиной, И. А. Чарного, М. Маскета и др.
Физическая сторона гидродинамического исследования задач о продвижении подошвенной и краевой воды различна. Можно выделить три вида притока нефти (газа) к скважинам с подошвенной водой: 1) вытеснение нефти происходит вдоль напластования за счет продвижения контурной воды, подошвенная вода не принимает участия в вытеснении или она малоактивна; 2) нефть поступает к скважинам в основном под напором подошвенной воды, краевые воды малоактивны; 3) приток нефти к скважинам осуществляется за счет одновременного продвижения контурных и подошвенных вод.
В первом случае подошвенная вода не участвует в вытеснении нефти, однако, вследствие отбора нефти проявляется тенденция к деформированию поверхности раздела двух фаз, которая принимает холмообразный вид, называемый конусом подошвенной воды. При установившихся условиях отбора поверхность раздела (конус подошвенной воды) находится в равновесии и не оказывает существенного влияния на приток нефти к скважине. Если превысить депрессию и отбор нефти или газа сверх некоторой предельной величины, то вода прорвется в скважину, что может привести к прогрессирующему обводнению ее. Таким образом, в этом случае существует предельная высота вершины конуса, при которой конус находится в статическом равновесии. Этой высоте соответствуют предельные депрессия и величина безводного дебита нефти, которые приближенно можно рассчитать. Методы расчета будут приведены в следующих разделах.
Во втором случае линии тока имеют почти перпендикулярное направление к первоначально горизонтальной поверхности раздела, и только вблизи забоя несовершенной скважины это направление меняется. Полагают, что вытеснение нефти происходит вследствие поднятия поверхности подошвенной воды. Наибольшая скорость поднятия поверхности раздела отметится на оси скважины и с приближением к забою скорость будет увеличиваться. Качественно здесь форма конуса такая же, как и в первом случае, но вопрос о статическом равновесии поверхности раздела исключается ввиду напора подошвенных вод. Остается решать задачу прорыва подошвенной воды к забою несовершенной скважины, что весьма интересно для нефтепромысловой практики. Аналитические решения этой задачи известны в приближенной постановке при некоторых допущениях.
Третий случай наиболее сложный, и аналитическое решение применить к нему весьма затруднительно. Однако приближенно решение можно свести здесь к одному из первых двух случаев.