ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
Образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: Подземная гидромеханика нефтяная
(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)
Тема работы: « Границы применяемости закона Дарси и нелинейные законы фильтрации в задачах фильтрации пластовых флюидов.»
Выполнил: студент гр. НД-18-2 Шевалдин Е.А.
(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О)
ОЦЕНКА:
Дата:
ПРОВЕРИЛ
Руководитель проекта: доцент Раупов И.Р.
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
|
|
|
2021
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
Образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой РНГМ
____________/ Рогачев М.К. /
«____» ____________ 20__ г
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: Подземная гидромеханика нефтяная
(наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану)
ЗАДАНИЕ
Студенту группы НД-18-2 Шевалдину Е.А.
(шифр группы) (Ф.И.О)
1. Тема проекта: « Границы применяемости закона Дарси и нелинейные законы в задачах фильтрации пластовых флюидов»
2. Исходные данные: Курсовой проект состоит из двух частей: теоретической, в соответствие с
темой работы и расчетной. Выполнение типового расчетного задания осуществляется в
|
|
|
соответствии с индивидуальным вариантом задания.
3. Сроки сдачи законченного проекта: 30.04.2021
Руководитель курсового проекта: Раупов И.Р.
(подпись, дата) (Ф.И.О.)
Студент Шевалдин Е.А.
(подпись, дата) (Ф.И.О)
АННОТАЦИЯ
Курсовой проект состоит из двух частей. Первая часть посвящена – границам применяемости закона Дарси и нелинейным законам в задачах фильтрации пластовых флюидов. Вторая часть представляет собой решение задач, направленных на определение основных фильтрационных характеристик прямолинейно-параллельного и плоскорадиального фильтрационного потоков со слоистой и зональной неоднородностью пласта.
|
|
|
Курсовой проект состоит из 39 страниц и 24 рисунков.
ABSTRACT
The course project consists of two parts. The first part is devoted to the limits of applicability of Darcy's law and nonlinear laws in the problems of filtration of reservoir fluids. The second part is the solution of problems aimed at determining the main filtration characteristics of straight-parallel and flat-radial filtration flows with layered and zonal heterogeneity of the reservoir.
Course project consists of 39 pages and 24 pictures.
СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ.. 3
СОДЕРЖАНИЕ.. 4
ВВЕДЕНИЕ.. 5
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.. 6
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 7
1.1 ЛИНЕЙНЫЙ ЗАКОН ФИЛЬТРАЦИИ.. 7
1.2 ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ ЗАКОНА ДАРСИ.. 9
1.3 НЕЛИНЕЙНЫЕ ЗАКОНЫ ФИЛЬТРАЦИИ.. 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ.. 15
2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ. 16
2.1 Задача 1. 16
2.2 Задача 2. 20
2.3 Задача 3. 25
2.4 Задача 4. 31
Вывод по расчетной части. 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 38
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 39
ВВЕДЕНИЕ
Задачи нефтегазовой отрасли ежегодно обсуждаются мировой общественностью, специалистами нефтегазового комплекса. Необходимость в постоянном улучшении технических средств, безопасности работ, повышения эффективности труда. Специалисты неустанно ищут способы увеличивать рентабельность производства из объема сырья, которое извлекается, ведь, казалось бы, незначительное повышение эффективности добычи в данных условиях может значительно увеличить достоверные запасы и привести к большей экономической выгоде.
Подземная гидромеханика - наука о движении жидкостей, газов и их смесей в пористых и трещиноватых средах; по своей сути она является одним из специальных разделов общего курса механики жидкостей. С другой стороны, подземная гидромеханика является теоретической базой для описания процессов фильтрации при разработке нефтяных и газовых месторождений и обеспечивает решение широкого круга прикладных задач в практической деятельности специалистов-нефтяников. Подземная гидромеханика при решении стоящих перед ней теоретических и практических задач пользуется всеми известными в механике жидкостей приемами и методами: бесконечно малых величин, средних величин, анализа размерностей, аналогий и методами обработки результатов экспериментов. Объектом изучения подземной гидромеханики является поток жидкости и газа в пористой среде, называемый фильтрационным потоком; движущиеся в пласте жидкости и газы рассматриваются как непрерывные сплошные среды, на которые распространяются все свойства, присущие сплошным средам, и все законы механики сплошных сред.
|
|
|
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Данная курсовая работа является важным этапом изучения дисциплины «Подземная гидромеханика нефтяного и газового пласта».
Цель ее выполнения состоит в:
1) изучении границ применяемости закона Дарси и нелинейных законов в задачах фильтрации пластовых флюидов
2) решении практических задач, направленных на уяснение и закрепление знаний о законах подземной гидромеханики c различными видами фильтрационных потоков.
Задачами курсовой работы являются:
1) Углубление и закрепление теоретических знаний, полученных студентами во время лекционных, лабораторных и практических занятей.
2) Выработка у студентов навыков самостоятельного применения теории, привлечение дополнительных данных, анализа практических данных, и проверки правильности решения.
3) Закрепления навыков расчета с применением вычислительной техники, привлечение справочно-реферативной литературы, оформления и ведения инженерно-технической документации.
4) Научится определять и представлять в математическом и графическом виде законов подземной гидромеханики с различными условиями установившейся фильтрации однородной несжимаемой жидкости по закону Дарси в однородном пласте с заданными условиями. А также применять эти знания на практике.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
ЛИНЕЙНЫЙ ЗАКОН ФИЛЬТРАЦИИ
Хронологически первым законом теории фильтрации является линейный закон Дарси.
Закон Дарси можно записать в виде:
| (1.1.1) |
Где 
– коэффициент фильтрации
i – гидравлический уклон (или градиент давления)
Закон Дарси связывает меду собой вектор скорости и градиент фильтрационного давления. Если обе части равенства разделить на площадь сечения, то получим:
| (1.1.2) |
Выражение 
имеет размерности скорости, и определяет модуль вектора скорости фильтрации. При определении расхода считается, что вектор скорости фильтрации направлен перпендикулярно плоскости (галерее), через которую фильтруется флюид. Скорость фильтрации – это фиктивная скорость, т.к. она определяется в любой точке сечения пористой среды – и в порах, и в твердом скелете, а на самом деле течение проходит только по поровым каналам с некоторой истинной скоростью υ. Между фиктивной и истинной скоростью существует взаимосвязь:
| (1.1.3) |
Таким образом, скорость фильтрации равна истинной средней скорости, умноженной на просветность. Просветность (s) или поверхностная пористость. Просвет- ностью называется отношение просветной площади (площади проходов) в некотором сечении среды Fn ко всей площади этого сечения F.
Равенство можно представить в векторной форме. В случае изотропных фильтрационных свойств векторы скорости фильтрации и градиент фильтрационного давления лежат на одной прямой. Поэтому, если умножить равенство на орт 
, задающий направление фильтрации, получим
| (1.1.4) |
В равенстве множитель 
представляет собой модуль приведенного давления при линейном законе распределения давления. Тогда можно записать в виде:
| (1.1.5) |
Векторное уравнение представляет собой закон Дарси для изотропной пористой среды.
Знак «минус» в правой части равенства появляется из-за того, что скорость фильтрации направлена в сторону уменьшения приведенного давления. Поэтому векторы скорости фильтрации и градиента фильтрационного давления направлены в разные стороны (градиент давления направлен в сторону роста давления, а скорость фильтрации в обратную сторону – от большего давления к меньшему).
Равенство задает закон Дарси в универсальной безындексной форме записи, справедливой для любой системы координат. В декартовой системе координат равенство записывается в виде:
| (1.1.6) |
Где 
- орты декартовой системы координат (ось z направлена вертикально вверх).
Это равенство можно спроектировать на оси координат
| (1.1.7) |
Таким образом, закон Дарси заключается в том, что скорость фильтрации пропорциональна градиенту давления.
Закон Дарси имеет силу, если соблюдаются следующие условия:
1) мелкозернистая пористая среда или достаточно узкие поровые каналы;
2) малая скорость фильтрации при небольшом градиенте давления;
3) незначительные изменения скорости фильтрации или градиента давления.
Закон Дарси справедлив для медленных фильтрационных движений, для которых силы инерции несущественны. Поэтому для таких движений несущественна плотность жидкости, определяющая свойство ее инерции.
Закон Дарси, в дифференциальной форме он имеет вид:
| (1.1.8) |
где 
– градиент давления (сил трения),
ω – скорость фильтрации,
– коэффициент динамической вязкости,
k – коэффициент проницаемости.
Знак (-) в левой части формулы означает, что течение происходит в направлении, противоположном росту давления.
Таким образом, фундаментальный закон фильтрации устанавливает связь между скоростью фильтрации и градиентом давления и соблюдается в определенных условиях.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 256; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!