2017-12-14
1182
Движение жидкости и газа в продуктивных пластах связано с процессом добычи из залежи нефти и газа. Это движение обладает специфическими особенностями, отличающими его от движения жидкости и газе по трубам или в открытых руслах. При движении природных жидкостей (нефть, вода) или газа в естественном грунте частицы жидкости (газа) перемещаются через поры грунта (или по его трещинам), т.е. через мельчайшие каналы, образовавшиеся между частицами грунта вследствие их неплотного прилегания друг к другу. Такое движение жидкостей и газа в природной пористой среде называется фильтрацией. Изучением законов фильтрации жидкостей и газа и занимается подземная гидромеханика.
Проектирование разработки нового месторождения нефти или газа, а также эксплуатация скважин невозможны без широкого применения законов подземной гидромеханики. На основании законов ПГМ решаются такие задачи, как размещение скважин на нефтегазоносном месторождении (выбор сетки разработки); определение количества и порядка ввода скважин в эксплуатацию; обоснование режима работы эксплуатационной скважины; регулирование и контроль фронта вытеснения нефти или газа (стягивание контура нефтеносности); исследование скважин и пластов с целью определения их фильтрационных характеристик и т.д.
|
|
|
Решение этих вопросов на базе законов ПГМ позволяет планировать добычу нефти и газа, а также оценивать экономическую эффективность технологических мероприятий по разработке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений (РЭНГМ).
ВЫВОД: подземная гидромеханика является основой теории разработки, проектирования и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.
2 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОМЕХАНИКИ
История развития ПГМ подразделяется на два этапа (периода).
В течение первого периода, начавшегося с середины 19 в. и окончившегося в двадцатых годах 20 в., ПГМ развивалась почти исключительно под влиянием запросов техники водоснабжения, ирригации и гидротехнического строительства. Поэтому в течение этого периода решались общие задачи теории фильтрации, движения естественных подземных потоков, притока воды к грунтовым колодцам, артезианским скважинам, дренажным каналам и т.п. Основы ПГМ были заложены трудами французских инженеров А.Дарси и И.Дюпюи (середина XIX века). В1856 году Дарси опубликовал открытый им опытным путем основной закон фильтрации (закон Дарси); несколько позже (1857и 1863гг.) Дюпюи опубликовал работы, в которых были разработаны вопросы гидравлического обоснования опытного закона Дарси (формулы Дюпюи для притока жидкости к скважине). Затем появились работы Буссинеска, Форхгеймера, Слихтера и др. Однако до 90-х годов цельной теории движения подпочвенных вод, как таковой, не было. Лишь в 1889 году работой Н.Е.Жуковского «Теоретические исследования о движении подземных вод» был заложен фундамент такой теории. В своей работе Н.Е.Жуковский ввел понятие о массовой силе сопротивления при фильтрации и на основе уравнений Эйлера о движении идеальной (невязкой) жидкости вывел дифференциальные уравнения движения подземных вод в пористой среде.
|
|
|
Второй этап развития ПГМ связан с бурным развитием нефтяной и газовой промышленности (начало 20-х годов XX века). Начало второго этапа ознаменовано работами Л.С.Лейбензона; в своих работах он впервые поставил и решил ряд проблем, связанных с движением нефти и газа в пористой среде. В частности Лейбензон создал математически стройную теорию фильтрации газа; им был решен ряд задач фильтрации газированных жидкостей, он впервые затронул вопросы вытеснения нефти и газа водой. Дальнейшее развитие ПГМ связано с именами многочисленных учеников Л.С.Лейбензона, в частности профессора Б.Б.Лапук, И.А.Чарный, В.Н.Щелкачев.
Из числа американских исследователей следует отметить экспериментаторов Р.Викова и Г.Ботсета; создателей теории двухфазной фильтрации С.Баклея и М.Леверетта; теоретика в области упругого режима и фильтрации неоднородных жидкостей М.Маскета и др.
I. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФИЛЬТРАЦИИ
1. Особенности процесса фильтрации;
