Определение времени релаксации при фильтрации неравновесной жидкости в пористой среде с учетом влиянии начального градиента | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 5 декабря, печатный экземпляр отправим 9 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №51 (289) декабрь 2019 г.

Дата публикации: 06.11.2019

Статья просмотрена: 39 раз

Библиографическое описание:

Гасанов, И. Р. Определение времени релаксации при фильтрации неравновесной жидкости в пористой среде с учетом влиянии начального градиента / И. Р. Гасанов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 51 (289). — С. 234-235. — URL: https://moluch.ru/archive/289/63096/ (дата обращения: 26.11.2020).



Как известно, если скорость изменения состояния системы значительно меньше скорости изменения внешних условий, то процесс является неравновесным.

При фильтрации вязкоупругой жидкости в пористой среде ее внутреннее напряжение стремится к равновесному значению. Характерное время перехода к равновесному состоянию — это время релаксации. В данной статье делается попытка определения времени релаксации при фильтрации жидкости через слабо неоднородную среду, когда поток в целом не равновесен.

Ключевые слова: время релаксации, неравновесность, фильтрация, скорость, проницаемость.

As you know, if the rate of change of the state of the system is much less than the rate of change of external conditions, then the process is nonequilibrium.

When filtering a viscoelastic fluid in a porous medium, its internal stress tends to an equilibrium value. The characteristic transition time to the equilibrium state is the relaxation time. This article attempts to determine the relaxation time during fluid filtration through a slightly inhomogeneous medium, when the flow as a whole is not in equilibrium.

Key words: relaxation time, nonequilibrium, filtration, speed, permeability.

Причины, обусловливающие неравновесность фильтрационных течений, могут иметь различную физико-химическую природу, например явления сорбции и десорбции в пористой среде, фазовые превращения углеводородных систем, состояние газоконденсатных смесей в пористой среде, деформации пород-коллекторов.

Затягивание переходных процессов приводит к неравновесности потока при движении в отдельных порах. Этот тип неравновесности можно наблюдать при стационарном течении тяжелой нефти в капилляре с переменным сечением. В этом случае зависимость «дебит-перепад давления» отклоняется от прямолинейной, что связано с появлением дополнительных сопротивлений, обусловленных релаксационными свойствами нефти. При движении вязкоупругой нефти через пористую среду, представляющую собой сложную систему каналов нерегулярной формы, возникают упругие напряжения, приводящие к увеличению эффективной вязкости. В этом случае при одной и той же скорости движения эффективная вязкость нефти возрастает с уменьшением проницаемости пористой среды.

Наличие у жидкости релаксационных свойств определяет характер сопротивления при движении в пористой среде. Поскольку релаксирующая жидкость реагирует на изменение условий с некоторым запаздыванием, то в зависимости от скорости движения характер сопротивления будет изменяться. Когда течение достаточно медленное, соответственно медленно происходит деформация жидких частичек, и жидкость успевает «реагировать» на эти изменения. С увеличением скорости движения время прохождения через сужения уменьшается, и жидкие частицы не успевают деформироваться, т. е. время релаксации уменьшается. Это приводит к увеличению сопротивления движения. В связи с вышесказанным определение времени релаксации, скорости фильтрации неравновесной жидкости и дебита имеет большое практическое значение, которое и рассматривается в данной статье.

В работе [1] показано, что когда фильтрация жидкости происходит через слабо неоднородную среду, эффективная вязкость зависит от скорости фильтрации. Это связано с неравновесностью потока в целом. Формула для эффективной вязкости имеет вид:

(1)

где — вязкость жидкости, замеренная вискозиметром при малых скоростях сдвига; — скорость фильтрации жидкости; — время релаксации, и — пористость и проницаемость среды.

Учитывая также влияние на время релаксации начального градиента, можно написать следующие формулы:

откуда

или (2)

где — начальный градиент.

Далее учитывая неравновесность потока по формуле (1) можно написать следующую формулу:

(3)

Приравнивая правые части формул (2) и (3) можно получить:

(4)

Учитывая формулу получим:

или

(5)

Подставляя в (5) формулу для скорости с учетом влияния начально градиента,

(6)

после несложных преобразований получаем:

(7)

где

Таким образом, в данной статье получена формула для времени релаксации неравновесной жидкости при фильтрации через слабо неоднородную пористую среду с учетом влияния начального градиента.

Литература:

  1. Ольховская В. А. Подземная гидромеханика. Фильтрация неньютоновской нефти: Учебное пособие. — М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2011–224 с.
  2. Подземная гидравлика. Учебник для вузов./ К. С. Басниев, А. М. Власов, И. Н. Кочина, В. М. Максимов. — М.: Недра, 1986–303 с.
Основные термины (генерируются автоматически): время релаксации, пористая среда, начальный градиент, эффективная вязкость, неоднородная среда, неравновесная жидкость, скорость движения, скорость фильтрации, учет влияния, фильтрация жидкости.


Похожие статьи

К вопросу определения скорости фильтрации и времени...

Наличие у жидкости релаксационных свойств определяет характер сопротивления при движении в пористой среде. Поскольку релаксирующая жидкость реагирует на изменение условий с некоторым запаздыванием...

Моделирование процессов фильтрации суспензии в пористой...

время релаксации, скорость фильтрации, кубическое уравнение, неравновесная жидкость, пористая среда, вязкость жидкости, характер

Перенос вещества в неоднородной пористой среде с учетом... В точке по всей площади поперечного сечения начиная с в среду...

Об определении зависимости между временем релаксации...

Для определения времени релаксации при фильтрации неравновесной жидкости используем формулу

время релаксации , скорость фильтрации, кубическое уравнение, неравновесная жидкость , пористая среда, вязкость жидкости , характер сопротивления...

Об определении эффективной вязкости при фильтрации...

Во время фильтрации неравновесной жидкости преобладающую роль начинают играть упругие силы, так как вязкие силы

здесь - скорость фильтрации жидкости в при забойной зоне.

Поэтому увеличиваются и сопротивления, связанные с влиянием инерционных сил.

Об определении гидравлического сопротивления при двучленном...

Определение гидравлического сопротивления при фильтрации жидкости в пористой среде имеет большое значение. В данной статье определяется гидравлическое сопротивление при двучленном законе фильтрации жидкости в пористой среде.

Численное решение задачи переноса вещества в двухзонной...

время релаксации, скорость фильтрации, кубическое уравнение , неравновесная жидкость , пористая среда , вязкость жидкости , характер

Влияние биологически активных веществ на физико-химические... Образованная система будет состоять из воды (дисперсионная среда ) и...

Об определении гидравлического сопротивления при...

Для учета влияния начального градиента изменим пределы интегрирования. Учитывая, что для фильтрации жидкости в пористой среде с начальным градиентом депрессия тратится не только на преодоление давления в призабойной зоне но и на преодоление начального ...

К вопросу определения гидравлического сопротивления при...

В данной работе делается попытка определения числа Рейнольдса и гидравлического сопротивления при двучленном законе фильтрации углеводородов в пористой среде с учетом влияния начального градиента...

К вопросу упрощения решений гидродинамических задач...

Рассмотрим вязкопластичную фильтрацию нефти в пористой среде. В этом случае [1] скорость радиальной фильтрации выражается в

Учитывая, что для фильтрации жидкости в пористой среде с начальным градиентом депрессия тратится не только на преодоление...

Похожие статьи

К вопросу определения скорости фильтрации и времени...

Наличие у жидкости релаксационных свойств определяет характер сопротивления при движении в пористой среде. Поскольку релаксирующая жидкость реагирует на изменение условий с некоторым запаздыванием...

Моделирование процессов фильтрации суспензии в пористой...

время релаксации, скорость фильтрации, кубическое уравнение, неравновесная жидкость, пористая среда, вязкость жидкости, характер

Перенос вещества в неоднородной пористой среде с учетом... В точке по всей площади поперечного сечения начиная с в среду...

Об определении зависимости между временем релаксации...

Для определения времени релаксации при фильтрации неравновесной жидкости используем формулу

время релаксации , скорость фильтрации, кубическое уравнение, неравновесная жидкость , пористая среда, вязкость жидкости , характер сопротивления...

Об определении эффективной вязкости при фильтрации...

Во время фильтрации неравновесной жидкости преобладающую роль начинают играть упругие силы, так как вязкие силы

здесь - скорость фильтрации жидкости в при забойной зоне.

Поэтому увеличиваются и сопротивления, связанные с влиянием инерционных сил.

Об определении гидравлического сопротивления при двучленном...

Определение гидравлического сопротивления при фильтрации жидкости в пористой среде имеет большое значение. В данной статье определяется гидравлическое сопротивление при двучленном законе фильтрации жидкости в пористой среде.

Численное решение задачи переноса вещества в двухзонной...

время релаксации, скорость фильтрации, кубическое уравнение , неравновесная жидкость , пористая среда , вязкость жидкости , характер

Влияние биологически активных веществ на физико-химические... Образованная система будет состоять из воды (дисперсионная среда ) и...

Об определении гидравлического сопротивления при...

Для учета влияния начального градиента изменим пределы интегрирования. Учитывая, что для фильтрации жидкости в пористой среде с начальным градиентом депрессия тратится не только на преодоление давления в призабойной зоне но и на преодоление начального ...

К вопросу определения гидравлического сопротивления при...

В данной работе делается попытка определения числа Рейнольдса и гидравлического сопротивления при двучленном законе фильтрации углеводородов в пористой среде с учетом влияния начального градиента...

К вопросу упрощения решений гидродинамических задач...

Рассмотрим вязкопластичную фильтрацию нефти в пористой среде. В этом случае [1] скорость радиальной фильтрации выражается в

Учитывая, что для фильтрации жидкости в пористой среде с начальным градиентом депрессия тратится не только на преодоление...

Задать вопрос