流向井內(nèi)的流體流動(dòng): 有限半徑井

 本例是模型 “流向井內(nèi)的流體流動(dòng)” ,  系列之一,這一算例描述了在隔絕層之間,流向有限半徑井的瞬態(tài)流動(dòng)。接著,將這一計(jì)算結(jié)果與著名的點(diǎn)井解Theis井做了比較(Theis, Ref. 2). 這一算例與Theis問題的不同之處在于,Theis解析解將井簡化為一個(gè)點(diǎn)源,因此在井壁以內(nèi)與實(shí)際物理情況不同。COMSOL Multiphysics 的分析使用拉伸耦合變量將井邊緣的計(jì)算結(jié)果擴(kuò)展到了井的內(nèi)部,從而在井的內(nèi)部得到了與物理情況一致的解。

 除了井的幾何構(gòu)型之外,Theis問題還采用了其他假設(shè)。儲液層的水平半徑是無限的,上下被不可穿透的隔絕層約束。井完全穿透儲液層,汲取的壓力在整個(gè)井的高度上是一致的,因此整個(gè)流動(dòng)都是水平的。忽略井的儲水。儲液層的汲取是瞬時(shí)發(fā)生的。在汲取之前,流場是靜止的。流動(dòng)是水平的,不隨深度發(fā)生變化,井的水頭相對于對稱軸是等位的。

 本例做了軸對稱的簡化,可以對半無限的儲液層建模,即長10km的直線。1km以內(nèi)的部分是我們感興趣的區(qū)域。井半徑是0.1m。飽和水力傳導(dǎo)率K, 為 10-4 m/s, 厚度, b, 為 50 m. 壓強(qiáng)存儲系數(shù), S (m·s2/kg), 等于 Ssf g. Ss是存儲水頭, 10-5 m-1, ρf 表示流體密度 (kg/m3), g 為重力加速度 (m/s2). 泵流量, W, 為常數(shù) 0.05 m3/s . 初始壓強(qiáng), p0, 是 9.82·105 Pa. 感興趣的時(shí)間是四個(gè)月.

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