Исследование прямолинейно-параллельного установившегося фильтрационного потока идеального газа в однородном пласте

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и науки РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

Кафедра разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений

 

 

 Лабораторная работа  №6

Исследование прямолинейно-параллельного установившегося фильтрационного потока идеального газа в однородном пласте

 

 

по курсу  "Подземная гидрогазомеханика "

 

Вариант 14

 

 

	БГГз -11-01	ОЦЕНКА	ДАТА	ПОДПИСЬ
СТУДЕНТ	Сафин Р.Г.
КОНСУЛЬТАНТ
ОЦЕНКА ЗАЩИТЫ

 

 

 

 

 

 

 

2014

Цель и задачи лабораторной работы

Целью лабораторной работы является исследование прямолинейно-параллельного установившегося фильтрационного потока идеального газа в однородном пласте.

Задачи лабораторной работы:

1) изучение распределения  давления по длине полосообразного  пласта при фильтрации идеального газа;

2) изучение распределения  градиента давления и скорости  фильтрации по длине полосообразного пласта при фильтрации идеального газа;

3) определение объемного  расхода идеального газа в  потоке.

Исходные данные для расчетов

Вариант	Рк, МПа	Рг, МПа	Lк, км	В, м	h, м	μж, мПа·с	ρж, кг/м3	μг, мПа·с	k, мкм2
14	9,1	6,6	7,5	180	5	3,5	935	0,016	0,7

 

 

Краткая теория вопроса

Исследуем установившийся прямолинейно-параллельный фильтрационный поток идеального газа.

Природные газы можно считать идеальными (совершенными), если пластовые давления газовых месторождений невелики (до 6 – 9 МПа) и газ отбирается при депрессии до 1 МПа.

Газовый пласт, в котором имеет место прямолинейно-параллельный поток, можно схематизировать в виде прямоугольного параллелепипеда длиной LК, шириной В и высотой h (толщина пласта) - рис.1.

Левая грань является контуром питания – здесь давление постоянное к равно Pк, правая грань является поверхностью стока (галерея) с давлением Рг. Все остальные грани непроницаемы.

Основные характеристики фильтрационного потока газа можно получить, используя аналогию между течением несжимаемой жидкости и течением газа. Для этого вводится функция Лейбензона для идеального газа:

 

(1)

 

1. Распределение давления  в прямолинейно-параллельном фильтрационном потоке несжимаемой жидкости и идеального газа имеет вид:

Несжимаемая жидкость	Идеальный газ

 

 

где Р(х) – давление в произвольной точке х пласта, Па;

Pк и Pг– заданное давление на контуре питания и галерее соответственно, Па;

Lк– длина пласта, м;

x – переменная координата точки пласта, отсчитываемая от контура питания, м.

2. Градиент давления в  потоке несжимаемой жидкости  и идеального газа имеет вид:

Несжимаемая жидкость	Идеальный газ

 

3. Скорости фильтрации  при установившемся движении  несжимаемой жидкости и идеального газа выражаются зависимостями следующего вида:

 

 

 

Несжимаемая жидкость	Идеальный газ

 

где k – коэффициент проницаемости пласта, м2;

μж и μг – коэффициенты динамической вязкости жидкости и газа соответственно, Па·с.

4. Объемный расход несжимаемой  жидкости и расход идеального  газа, приведенный к атмосферному давлению, в рассматриваемом одномерном потоке имеют вид:

Несжимаемая жидкость	Идеальный газ

 

 

где B – ширина потока, м;

h – толщина пласта, м;

ρат – плотность газа при Рат, кг/м3 (ρат=0,650 кг/м3);

Рат – атмосферное давление, Па (Рат=0,98×105 Па).

5. Средневзвешенное по  объему порового пространства  пластовое давление для нефтяного и газового пласта:

Несжимаемая жидкость	Идеальный газ

 

 

Ход работы

1. Распределение давления.

НЖ (Несжимаемая жидкость):

 

 

 

 

 

ИГ (Идеальный газ):

 

2. Распределение градиента давления.

НЖ:

 

ИГ:

 

3. Распределение скорости фильтрации.

НЖ:

 

ИГ:

 

4. Объемный расход НЖ и объемный расход ИГ, приведенный к атмосферным условиям.

НЖ:

 

 

 

 

 

ИГ:

 

5. Средневзвешенное по объему порового пространства пластовое давление.

НЖ:

 

ИГ:

 

 

 

Графики зависимостей давления, градиента давления и скорости

фильтрации от координаты x

X,м	НЖ	ИГ	НЖ	ИГ	НЖ	ИГ
	P, МПа	P, МПа	grad P, Па/м	grad P, Па/м	v, нм/с	v, мкм/с
0	9,10	9,10	333,3	287,58	66,7	12,63
10	9,10	9,10	333,3	287,67	66,7	12,63
25	9,09	9,09	333,3	287,81	66,7	12,64
50	9,08	9,09	333,3	288,04	66,7	12,65
75	9,08	9,08	333,3	288,27	66,7	12,66
100	9,07	9,07	333,3	288,50	66,7	12,67
300	9,00	9,01	333,3	290,35	66,7	12,75
500	8,93	8,96	333,3	292,24	66,7	12,83
700	8,87	8,90	333,3	294,16	66,7	12,92
900	8,80	8,84	333,3	296,13	66,7	13,00
1100	8,73	8,78	333,3	298,13	66,7	13,09
1300	8,67	8,72	333,3	300,18	66,7	13,18
1500	8,60	8,66	333,3	302,26	66,7	13,27
1700	8,53	8,60	333,3	304,40	66,7	13,36
1900	8,47	8,54	333,3	306,58	66,7	13,46
2100	8,40	8,47	333,3	308,80	66,7	13,56
2300	8,33	8,41	333,3	311,08	66,7	13,66
2500	8,27	8,35	333,3	313,40	66,7	13,76
2700	8,20	8,29	333,3	315,78	66,7	13,86
2900	8,13	8,22	333,3	318,21	66,7	13,97
3100	8,07	8,16	333,3	320,71	66,7	14,08
3300	8,00	8,10	333,3	323,26	66,7	14,19
3500	7,93	8,03	333,3	325,87	66,7	14,31
3700	7,87	7,97	333,3	328,55	66,7	14,42
3900	7,80	7,90	333,3	331,29	66,7	14,55
4100	7,73	7,83	333,3	334,10	66,7	14,67
4300	7,67	7,77	333,3	336,99	66,7	14,80
4500	7,60	7,70	333,3	339,95	66,7	14,93
4700	7,53	7,63	333,3	342,99	66,7	15,06
4900	7,47	7,56	333,3	346,12	66,7	15,20
5100	7,40	7,49	333,3	349,33	66,7	15,34
5300	7,33	7,42	333,3	352,64	66,7	15,48
5500	7,27	7,35	333,3	356,03	66,7	15,63
5700	7,20	7,28	333,3	359,53	66,7	15,79
5900	7,13	7,21	333,3	363,14	66,7	15,94
6100	7,07	7,13	333,3	366,85	66,7	16,11
6300	7,00	7,06	333,3	370,69	66,7	16,28
6500	6,93	6,99	333,3	374,64	66,7	16,45
6700	6,87	6,91	333,3	378,72	66,7	16,63
6900	6,80	6,83	333,3	382,94	66,7	16,81
7100	6,73	6,76	333,3	387,31	66,7	17,00
7300	6,67	6,68	333,3	391,82	66,7	17,20
7500	6,60	6,60	333,3	396,50	66,7	17,41

 

 

 

 

Выводы по работе

1. Для прямолинейно-параллельного потока идеального газа распределение давления носит параболический характер , в отличие от распределения давления при фильтрации несжимаемой жидкости, которое имеет линейный вид .
2. Распределения градиента давления и скорости фильтрации идеального газа не постоянны и имеют следующий вид:  
   

 

3. Объемный расход идеального газа, приведенный к атмосферным условиям, является постоянной величиной так же, как и в случае фильтрации несжимаемой жидкости.