Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

по курсу «Подземная гидромеханика»
«ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНО-ПАРАЛЛЕЛЬНОГО УСТАНОВИВШЕГОСЯ ФИЛЬТРАЦИОННОГО ПОТОКА НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ В ОДНОРОДНОМ ПЛАСТЕ»
Вариант № 11

Выполнил: студент гр. ГЛ-20-02 Латыпова Л.М.



Проверил: преподаватель кафедры Орловский С.Л.

Уфа - 2022

Краткая теория вопроса.

Прямолинейно-параллельным установившимся фильтрационным потоком считается такой поток, в котором траектории движения частиц жидкости совпадают с линиями токов, траектории параллельны, а скорости фильтрации во всех токах любого поперечного сечения (перпендикулярного линиям токов) равны друг другу. Законы движения вдоль всех траекторий такого фильтрационного потока одинаковы и потому достаточно изучить движение вдоль одной из траекторий, которую можно принять за ось координат – ось X (рис.1.1). Такой поток называется одномерным.



Рисунок 1.1 – Схема прямолинейно-параллельного фильтрационного
потока в пласте

В лабораторных условиях прямолинейно-параллельный одномерный поток имеет место при движении жидкости или газа через цилиндрический керн или через трубку постоянного диаметра, заполненную пористой средой. Пласт, в котором имеет место прямолинейно-параллельный поток, можно схематизировать в виде прямоугольного параллелепипеда длиной L_к, шириной В и высотой h (толщина пласта) - рис. 1.1. Левая грань является контуром питания - здесь давление постоянное и равно P

---

_к, правая грань является поверхностью стока (галерея) с давлением Р_г. Все остальные грани непроницаемы. Подобная картина может наблюдаться на отдельных участках пластов залежей нефти и газа при движении жидкости от нагнетательных скважин к эксплуатационным. Такие пласты часто называются полосообразными.

Исследование задач одномерного потока относится к классу краевых задач математической физики. Так, дифференциальное уравнение одномерной прямолинейно-параллельной установившейся фильтрации несжимаемой жидкости по закону Дарси в однородной пористой среде имеет вид

(1.1)

Цели и задачи лабораторной работы.

Целью лабораторной работы является исследование прямолинейно-параллельного установившегося фильтрационного потока несжимаемой жидкости в однородном пласте.

Задачи лабораторной работы:

1) изучение распределения давления по длине линейного пласта при фильтрации несжимаемой жидкости;

2) изучение распределения градиента давления и скорости фильтрации по длине линейного пласта при фильтрации несжимаемой жидкости;

3) определение объемного расхода жидкости в потоке;

4) определение закона движения частиц жидкости и средневзвешенного по объему порового пространства пластового давления;

5) определение минимальной верхнекритической скорости фильтрации жидкости, при которой нарушается закон Дарси.

Расчётные формулы.

1)Распределения давления при установившейся фильтрации жидкости в полосообразном пласте:

---

2) Градиент давления:



3) Скорость фильтрации (в м/с) согласно закону Дарси:



4) Дебит галереи (объемный расход жидкости в м³/с):



5) Закон движения жидких частиц:



6) Средневзвешенное по объему порового пространства пластовое давление:



7) Формула В.Н. Щелкачева для определения числа Рейнольдса:



Ход работы:

x, м	0	500	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000
P(x), МПа	8,5	8,291	8,083	7,875	7,6	7,458	7,25	7,041	6,83	6,625	6,416	6,208	6
grad P, Па/м	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6	416,6
v, мкм/с	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072	0,072

---

1.1. График распределения давления при установившейся фильтрации жидкости в полосообразном пласте

1.2. График распределения градиента давления при установившейся фильтрации жидкости в полосообразном пласте

P(500) = 8,5*10⁶ – (8,5 – 6,0)*10⁶*500/6000 = 8,291 Мпа (смотри график 1.1.)

grad P = (8,5 – 6,0)*10⁶/6000 = 416,6 Па/м (смотри график 1.2.)

v = (1,0*10^-12*(8,5 – 6,0))/(6000*5*10^-3) = 8,33*10^-8 м/с = 0,072 мкм/с (смотри график 1.3.)



1.3. График распределения скорости фильтрации при установившейся фильтрации жидкости в полосообразном пласте

F = 100 * 2 = 200 м²

Q = (1,0*10^-12*200*2,5*10⁶)/(5*10^-3*6,0*10³) = 0,000016 м³/с ≈ 1,382м³/сут*0,960 ≈ 1,327 тонн/сут

t = (0,20*5*10^-3*6*10³)/(1,0*10^-12*2,5*10⁶) = 2400000 с ≈ 0,076 год

Ṗ = (8,5+6,0)/2 = 7,25 Мпа

Проверка на выполнение закона Дарси:

v^в_кр = (1*(0,20)^2,3*5*10^-3)/10*950* = 0,013м/с = 13000 мкм/с

v = 0,071 мкм/с <v^в_кр = 13000 мкм/с – выполняется

Re = (10*0,072*10^-6*950* )/ ((0,20)^2,3*5*10^-3) = 0,00000554

Re = 0,00000554<0,032≤ 14 = Re^вкр – выполняется

Вывод: По результатам выполненной работы мы можем сделать вывод о том, что давление распределяется по линейному закону, а градиент давления и скорость фильтрации постоянны. Также была выполнена проверка на нарушения закона Дарси: рассчитанная скорость получилась меньше верхнекритической, число Рейнольдса получилось меньше верхнекритического.79

---

Смотрите также файлы

• Гипоксия и асфиксия Гипоксия.pptx

• Методика обучения иностранному языку Методика обучения иностранному языку как наука.pptx

• Методические рекомендации для составления отчета по производственной практике пп. 05.doc

• Литература с. 14 Введение.docx

• Укажите основные и факультативные признаки организованной преступности.docx