Основные определения. 
Подземная гидромеханика

Глава 1.

Коллектораэто горные породы, которые могут служить хранилищами нефти, газа, воды и отдавать их при разработке.

Флюид — жидкость, газ, смесь жидкости и газа, то есть всякая текучая среда.

Теория фильтрации — наука, описывающая движение флюида с позиций механики сплошной среды, то есть гипотезы сплошности (неразрывности) течения.

Многофазные системы — два или больше флюида, занимают отдельные четко различимые объёмы (пузырьки газа в жидкости, капли или плёнки в газе) и взаимодействуют на поверхностях раздела.

Однофазные или гомогенные системы — многокомпонентные смеси (природный газ, нефть), в которых взаимодействие происходит на молекулярном уровне и поверхности раздела выделить нельзя.

Напряжение — нагрузка (трение соседних объёмов, внешние силы), отнесённая к единице площади.

Реологическое соотношение (закон) — соотношение, связывающее деформацию или скорость изменения деформации с напряжением или его градиентом.

Закон Ньютона —, где ux — скорость в направлении х; у — направление, перпендикулярное х; м — коэффициент динамической вязкости.

Фиктивный грунт — среда, состоящая из шариков одного размера, уложенных во всем объёме пористой среды одинаковым образом по элементам из восьми шаров в углах ромбоэдра.

Идеальный грунт — среда, состоящая из трубочек одного размера, уложенных одинаковым образом по элементам из четырех трубочек в углах ромба.

Недеформируемая средаобъём пустот не изменяется или изменяется так, что его изменением можно пренебречь.

Упругая (кулоновская) среда — деформируется с линейным изменением объёма от напряжения.

Пластичная (глины), текучая (несцементируемые пески) или разрушаемая средадеформируется с остаточным изменением объёма, т. е. линия нагружения не совпадает с линией разгружения.

Изотропия — независимость изменения физических параметров от направления.

Анизотропия — различные изменения по отдельным направлениям.

Полная пористость — отношение объема пор к общему объему элемента.

Просветность — отношение площади просветов ко всей площади сечения образца.

Открытая пористость — отношение объема открытых пор к общему объему элемента.

Динамическая (эффективная) пористость — отношение объема, занятого подвижной жидкостью, к общему объему элемента.

Эффективный диаметр частиц — диаметр шаров, образующих эквивалентный фиктивный грунт, при котором гидравлические сопротивление, оказываемое фильтрующейся жидкости в реальном и эквивалентном грунте, равны.

Удельная поверхность — суммарная площадь поверхности частиц, содержащихся в единице объёма.

Насыщенность — отношение объёма данного флюида, содержащегося в порах, к объёму пор.

Связанность — отношение объёма, связанного с породой флюида, к объёму пор.

Проницаемость — параметр породы, характеризующий её способность пропускать к забою скважины флюиды.

Абсолютная проницаемость — свойство породы и не зависит от свойств фильтрующегося флюида и перепада давления, если нет взаимодействия флюидов с породой, характеризует площадь сечения каналов пористой среды, по которым происходит фильтрация.

Фазовая проницаемость — проницаемость пород для данного флюида при наличии в порах многофазных систем.

Относительная проницаемость — отношение фазовой проницаемости к абсолютной.

Трещиноватость — отношение объёма трещин ко всему объёму трещинной среды.

Густота трещин — отношение полной длины всех трещин, находящихся в данном сечении трещинной породы к удвоенной площади сечения.

Раскрытость трещины — ширина трещины.

Скорость фильтрации — среднерасходная скорость, то есть скорость осреднённая по площади сечения породы.

Закон Дарси — линейный закон фильтрации, устанавливающий линейную связь между перепадом напора на единицу длины и объёмным расходом жидкости в грунте или горной породе.

Коэффициент фильтрации — коэффициент закона Дарси, характеризующий среду и жидкость одновременно, т. е. зависящий от размера частиц, от их формы и степени шероховатости, пористости среды, вязкости жидкости.

Критическая скорость фильтрации — скорость фильтрации, при которой нарушается закон Дарси.

Глава 2,3.

Установившаяся фильтрация — параметры потока (плотность, скорость фильтрации и так далее) в каждой точке пористой среды постоянны и не зависят от времени.

Потенциальное течение — течение, при котором проекции массовой скорости на оси ортогональной системы координат будут являться производными некоторой функции по направлениям данных осей Принцип суперпозиции — сложение фильтрационных течений.

Горное давление — давление, возникающее под действием масс горных пород средней плотности над кровлей пласта Эффективное давление — давление между частицами пористой среды, передающаяся через поверхности контакта зёрен породы.

Одномерный поток — поток, в котором параметры являются функцией только одной пространственной координаты, направленной по линии тока.

Гидродинамически совершенная скважина — скважина, вскрывшая пласт на всю толщину и имеющая открытый забой (не имеющий дополнительного сопротивления).

Прямолинейно-параллельный поток — траектории всех частиц жидкости являются параллельными прямыми, а скорости фильтрации во всех точках любого поперечного (перпендикулярного к линиям тока) сечения потока равны между собой, поверхности равных потенциалов (эквипотенциальные поверхности) и поверхности равных скоростей (изотахи) являются плоскими поверхностями, перпендикулярными траекториям.

Плоскорадиальный поток — траектории всех частиц жидкости являются прямолинейными горизонтальными прямыми, радиально сходящиеся к центру скважины, а скорости фильтрации во всех точках любого поперечного (перпендикулярного к линиям тока) сечения потока параллельны и равны между собой; изотахи и эквипотенциальные поверхности перпендикулярны траекториям и образуют цилиндрические окружности с осью, совпадающей с осью скважины.

Радиально-сферический поток — траектории всех частиц жидкости являются прямолинейными горизонтальными прямыми, радиально сходящимися к центру полусферического забоя; изотахи и эквипотенциальные поверхности перпендикулярны траекториям и образуют сферические поверхности.

Соотношение Дюпюи — уравнение притока в случае плоско-радиального течения по закону Дарси.

Индикаторная диаграмма — график зависимости дебита от депрессии.

Индикаторная зависимость — аналитическая зависимость дебита от депрессии.

Коэффициент продуктивности скважины — отношение дебита к депрессии.

Дебит — количество флюида (весовое или объёмное) в единицу времени, то есть изменение дебита на единицу депрессии.

Депрессия — разница между пластовым и забойным давлениями.

Пластовое давление — гидростатическое давление в пласте.

Забойное давление — гидростатическое давление на забое скважины.

Слоистая неоднородность (многослойный пласт) — пласт состоит из нескольких пропластков, имеющих различные фильтрационно-ёмкостные параметры.

Зональная неоднородность — пласт по площади состоит из нескольких зон с различными фильтрационно-ёмкостными параметрами.

Несовершенная скважина по степени вскрытия — скважина с открытым забоем, вскрывшая пласт не на всю мощность, а частично Несовершенная скважина по характеру вскрытия — скважина, хотя и доведённая до подошвы пласта, но сообщающаяся с пластом только через отверстия в колонне труб, в цементном кольце или в специальном фильтре Параметр несовершенства — параметр характеризующий степень несовершенства скважины и равный отношению дебита несовершенной скважины к дебиту совершенной Приведенный радиус — радиус такой совершенной скважины, дебит которой равняется дебиту данной несовершенной скважины при тех же условиях эксплуатации.

Глава 4.

Упруговодонапорный режим — приток жидкости поддерживается за счет напора воды, поступающей извне.

Замкнуто-упругий режим — упругий режим, в условиях ограничения залежи либо зонами выклинивания, либо экранами.

Упругий режим эксплуатации — основная форма пластовой энергии — энергия упругой деформации жидкостей и материала пласта Жестко-водонапорный режим — вытеснение жидкости из пласта происходит не под действием преобладающего влияния упругости пласта и жидкости, а под действием внешней жидкости Коэффициент объёмной упругости жидкости — характеризует податливость жидкости изменению её объёма и показывает, на какую часть первоначального объёма изменяется объём жидкости при изменении давления на единицу.

Упругий запас — количество жидкости, высвобождающейся в процессе отбора из некоторой области пласта при снижении пластового давления до заданной величины, если высвобождение происходит за счет объёмного расширения жидкости и уменьшения порового пространства пласта.

Коэффициент упругоёмкости пласта — показывает долю объема жидкости от выделенного элемента объема пласта, высвобождающейся из элемента пласта при снижении давления на единицу.

Коэффициент пьезопроводности пласта — характеризует скорость распространения возмущений в пласте.

Уравнение кривой восстановления давления (КВД) — уравнение, определяющее изменение забойного давления во времени при остановке скважины.

Глава 5.

Капиллярное давление (или капиллярный скачок) — разница между давлением в менее смачиваемой фазе и давлением в более смачиваемой.

Газированная жидкость — смесь жидкой и газовой фаз.

Объемный газовый фактор — отношение объемного газового дебита, приведенного к давлению в 1 ат, к объемному дебиту жидкого компонента, приведенному к тем же условиям.

Объемный коэффициент нефти — характеризует изменение объема нефти вследствие изменений давления и количества растворенного газа, численно равен отношению удельных объемов нефти в пластовых и атмосферных условиях Показатель «несовершенства» жидкости — характеризует степень отклонения закономерностей фильтрации от тех, какие присущи однородной несжимаемой жидкости.

Глава 6.

Модель Рапопорта-Лиса — модель двухфазной фильтрации с учетом капиллярных эффектов.

Модель Баклея Леверетта — модель двухфазной фильтрации без учета капиллярных сил Функция Баклея Леверетта или функция распределения потоков фаз — отношение скорости фильтрации вытесняющей фазы к суммарной скорости, и равна объемной доле потока вытесняющей жидкости (воды) в суммарном потоке двух фаз.

Дисперсия волн — зависимость скорости распространения того или иного значения насыщенности от величины этой насыщенности.

Стационарные реологические жидкости — касательное напряжение зависит только от градиента скорости.

Нестационарные реологические жидкости — касательное напряжение зависит от градиента скорости и времени действия напряжений.

Вязкоупругие жидкости — среды, обладающие свойствами как твердого тела, так и жидкости, а также способные к частичному восстановлению формы после снятия напряжений. Для таких сред зависимость между касательными напряжениями и градиентом скорости включает производные по времени как напряжений, так и градиента скорости.

Глава 7.

Плоское движение — течение происходит в плоскостях, параллельных между собой и картина движения во всех плоскостях идентична.

Метод суперпозиции — при совместном действии в пласте нескольких стоков (эксплуатационных скважин) или источников (нагнетательных скважин) потенциальная функция, определяемая каждым стоком (источником), вычисляется по формуле для единственного стока (источника).

Метод отображения — зеркальное отображение источника (стока) относительно границы контура с присвоением дебиту знака в зависимости от вида границы.

Эксцентриситет — отклонение от центра окружности.

Нейтральные линии круговой батареи — прямые линии тока, сходящиеся в центре батареи и делящие расстояние между двумя соседними скважинами пополам.

Главные линии круговой батареи — семейство прямых линий тока, проходящее через центры скважин и делящее сектор, ограниченный двумя нейтральными линиями, пополам.

Нейтральные линии прямолинейной батареи — прямые линии тока, делящие плоскость течения на бесконечное число полос, каждая из которых является полосой влияния одной из скважин, находящейся в середине расстояния между двумя соседними нейтральными линиями.

Главные линии прямолинейной батареи — семейство прямых линий тока, проходящее через центры скважин параллельно нейтральным линиям.

Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений (метод Борисова) — метод основанный на электро-магнитной аналогии и позволяющий сложный фильтрационный поток в пласте при совместной работе нескольких батарей эксплуатационных и нагнетательных скважин разложить на простейшие потоки — к одиночно работающей скважине и к одиночно работающей батареи.

Внутреннее фильтрационное сопротивление — местное фильтрационное сопротивление, возникающее при подходе жидкости к скважинам за счет искривления линий тока.

Внешнее фильтрационное сопротивление — фильтрационное сопротивление потоку от контура питания к батарее скважин. Эквипотенциаль — линия равных потенциалов.

Коэффициент суммарного взаимодействия отношение суммарного дебита группы совместно действующих скважин к дебиту одиночной скважины.

Глава 9.

Прямые задачи — задачи, в которых свойства пласта и жидкостей, «начальные и граничные» условия считаются известными, а определяются поля давлений, нефтенасыщенности и водонасыщенности в нефтяном пласте.

Прямые пассивные задачи — определение конфигурации подвижной границы нефтяной зоны и скорости ее продвижения с целью установления сроков прорыва вытесняющего флюида в скважины и вычисления текущего коэффициента нефтеотдачи.

Обратные задачи — определение свойств пласта и жидкостей, а также граничных и начальных условий по полям давлений, нефтенасыщенности и водонасыщенности в нефтяном пласте.

Обратные «пассивных» задачи — распознавание объектов разработки и уточнение представления о состоянии и свойствах пластовой системы.

Обратные «активные» задачи — задачи управления, регулирования процесса разработки пласта или месторождения.

Двухфазная математическая модель фильтрационного течения — моделирование процессов вытеснения нефти водой при давлениях, выше давления насыщения нефти газом.

Трехфазная математическая модель фильтрационного течения — моделирование процессов разработки нефтегазовых залежей при существенном влиянии гравитационного разделения фаз на процесс разработки.

Композиционная математическая модель фильтрационного течения — моделирование процесса разработки с учетом фазовых переходов Адаптация математической модели к известной истории разработки месторождений и работы скважин — согласование результатов расчетов технологических показателей предшествующего периода разработки с фактической динамикой разбуривания объектов, добычи нефти, закачки воды, пластовых и забойных давлений, обводненности продукции скважин и газовых факторов.