Трещиноватая и трещиновато-пористая среда: основные характеристики, модели.

В трещиноватых породах - трещины являются коллектором и проводником движения флюида к скважине, а блоки породы, расположенные между трещин практически непроницаемы.

Трещиновато-пористые коллекторы рассматриваются как совокупность разномасштабных

пористых средств: системы трещин (среда1), где пористые блоки играют роль «зерен», а трещины

– роль «извилистых пор» и системы пористых блоков (среда 2). Идеализированные модели трещиноватых пород

В простейшем случае трещиноватый пласт моделируется одной сеткой горизонтальных трещин

некоторой протяженности, причем все трещины одинаково раскрыты и равноотстоят друг от друга

- одномерный случай.                 δ – раскрытие трещин – представляет собой ширину раскрытия трещин.         В большинстве случаев трещиноватый пласт характеризуется наличием двух взаимно-перпендикулярных систем вертикали трещин. Такая

порода может быть представлена в виде модели коллектора, расчлененного двумя взаимно- перпендикулярными системами трещин с равными величинами раскрытия -δ и линейного размера блока - l – плоский случай.

Параметры трещиноватой среды

Трещиноватостью называют отношение объема трещин ко всему объему образца трещиноватой среды:

T =(Vтр/Vобр.отрещ.ср).∙ 100%.

Коэффициент трещиноватости иногда обозначается как mтр.

Для трещиновато-пористой среды вводится суммарная (общая) пористость, путем прибавления к трещиноватости пористость блоков.

Под густотой трещин понимается, отношение полной длинны всех трещин li, находящихся в данном сечении трещиноватой породы к удвоенной площади сечения S:

Г_T =Ʃli/2S

Если рассматривать идеализированную трещиноватую среду, то можно связать рассмотренные параметры формулой:

T = α ∙ Гт∙ δ

где α - безразмерный коэффициент, равный 1,2,3 – для одномерного, и пространственного случая соответственно; для реальных пород зависит от геометрии систем трещин в породе.

 

 

БИЛЕТ 12

1. Гидравлические сопротивления в трубопроводах, виды потерь напора, определения, расчетные формулы.

Гидравлическими сопротивлениями называются все внешние факторы при движении потока реальной жидкости, которые обуславливают потери некоторой части еѐ механической энергии. Потери напора по длине потока, связанные с преодолением сопротивления сил трения при равномерном или плавно изменяющемся неравномерном движении называются потерями

напора по длине или линейными потерями.

Местными потерями напора называются потери напора на отдельных коротких участках потока жидкости в результате деформации и возникновения вихреобразований (обозначаются - hм).

На основании экспериментальных данных величину местных потерь напора Вейсбах предложил определять в зависимости от скоростного напора по формуле:

𝑣^2

ℎ = ξ ∙

 

2𝑔

где ξ - безразмерный коэффициент, называемый коэффициентом местного сопротивления;

υ - средняя скорость в живом сечении, как правило, непосредственно за местным сопротивлением;

Основной расчѐтной формулой для определения линейных потерь в круглых трубах является формула Дарси-Вейсбаха:

 

 

выраженная через скорость hтр = λ выраженная через расход hтр = λ ℎ =

 

𝑙 ∙

𝑑

 

8𝑄^2

𝑔п^2𝑑^4

 

или в единицах давления ∆pтр = λ

где λ – коэффициент гидравлического трения; l – длина трубы;

d – внутренний диаметр трубы.

При ламинарном режиме, Re<2300, коэффициент гидравлического трения λ определяется по формуле Стокса:

Таким образом, коэффициент гидравлического трения λ при ламинарном режиме зависит только от числа Re, обратно пропорционален этому числу и не зависит от шероховатости стенки трубы. В переходной зоне, или зоне шероховатых труб, при 20d/ ∆< Re<500 d/∆, коэффициент трения

зависит от обеих характеристик и определяется по формуле Альтшуля: λ = 0,11 (∆ / d + 68 / Re)^0,25

При Re > 500 d/∆ Поскольку ламинарного слоя нет, коэффициент λ уже не зависит от числа Re, поэтому эта зона названа зоной вполне шероховатых труб. В этой зоне коэффициент λ

определяется по формуле Шифринсона: λ = 0,11 (∆ / d)^0,25