Положение скачков (разрывов) насыщенности заранеезаранее неизвестно и должно быть найдено в зависимости от времени из решения задачи. Оказывается, что значения насыщенности и до s- и после s+ разрыва соответственно не могут быть произвольными, а связаны друг с другом и скоростью разрыва определеннымиопределёнными соотношениями. Несмотря на то что дифференциальное уравнение (4.22)(4.22)(4.22)(3.22), выражающеевыражающее баланс массы каждой фазы, в точках образовавшегося разрыва они теряют физический смысл, так, как производные по координате и по времени равны бесконечности.
Рассмотрим наиболеенаиболее простой случай скачка, когда водонасыщенность до скачка равна остаточной водонасыщенность s- = sво, а после скачка фронтальной водонасыщенности, которая неизвестна, но не меняется с течением времени s+ = sвф. Считая, что площадь поперечного сечения равен единице, объём закачки воды в пласта равен скорости закачки воды ,воды, а объём изменения воды в пласта равен изменению водонасыщенности в пласте умноженной на координату проникновения воды в пласт, которую можно представить в виде:
. | (4.32) |
где xф – координата фронта, м;
x – текущая координата положения при насыщенности sв.
Используя формулы для положения координат точек с данной насыщенностью, получим:
. | (4.33) |
Интегрируя и исключая постоянные множители, получим:
. | (4.34) |
Так, как при водонасыщенности равной единице функции Бакалея – Леверетта равна нулю, получаем уравнение:
. | (4.35) |
Аналитическое решение последнего уравнения затруднительно, но имеееёт простой геометрический смысл. Оно представляет собой уравнение касательной, проведенной из точки остаточной водонасыщенности, к кривой функции Бакалея – Леверетта, рисунок 3.8. Это даетдаёт простой графический способ определения фронтовой насыщенности по известной функции Баклея—Леверетта, который в некоторых случаях может заменить решение трансцендентного уpaвненияуравнения (4.35)(4.35)(4.35)(3.35).
Рисунок - 4.8. Рис. 3.8. Графический способ определения фронтовой и средней водонасыщенности |
Важным показателем процесса вытеснения служит средняя водонасыщенность а в зоне смеси за фронтом вытеснения, определяемая как отношение объемобъёма воды в пласте после еееё закачки, к объемобъёму порового пространства в зоне смеси. Средняя водонасыщенность sв.ср = определяется по формуле:
. | (4.36) |
Математическое определение фронтальной и средней насыщенности трудоёмко. Поэтому используется болееболее простой гГрафический способ определения фронтальной и средней водонасыщенности за фронтом – продолжить касательную к функции Баклея—Леверетта до точки, где функции Баклея—Леверетта равна единице. Тогда абцисса этой точки равна средней водонасыщенности за фронтом.
Равенство (4.35)(9.58) имеетимеет простую геометрическую интерпретацию. Если продолжить касательную к кривой функции Бакалея – Леверетта из точки остаточной водонасыщенности / (а) (см. рис.Рисунок – 39..48), то в точке касания выполняется условие (4.35) и по этой точке определяется фронтальная определяющую фронтовую насыщенность sвфас, а если продолжить эту линию до значения до пересечения в точке, где функция Леверетта равна единице В с прямой / (а) = 1, то абсцисса этой точки В определит среднюю водонасыщенность за фронтомзначение а.
Необходимо отметить, что в действительности математический скачок насыщенности не имеетимеет места. Он появляется в решении вследствие пренебрежения капиллярными силами, за счетсчёт которых появляется некоторая «переходная зона» вблизи фронта вытеснения, в которой насыщенность изменяется непрерывно от значения ас до а„ (см. § 6).
Дата: 2019-03-05, просмотров: 347.