Бэр Я., Заславски Д., Ирмей С. Физико-математические законы фильтрации воды
В книге обобщены и систематизированы основные теоретические положения по динамике подземных вод и приведено большое число относящихся сюда экспериментальных данных. Основная цель книги — выяснение физической сущности процессов движения различных жидкостей в природных пористых средах и их математическое описание. Анализируются практически все существующие методы решения задач по фильтрации воды и других флюидов в насыщенных или ненасыщенных коллекторах. Большое внимание уделяется эффективным приближенным методам решения практических задач и моделирования. Приведено много готовых решений или подробных рецептов их получения для наиболее важных частных случаев.
Очень ценное справочное пособие для студентов, аспирантов, научных работников и инженеров, работающих в области гидрогеологии, гидрологии, подземной гидро- и газодинамики, нефтяной геологии, агрофизики, в строительстве и пр.
Перевод с английского канд. геол.-мин. наук В.В. Данилова и канд. физ.-мат. наук А.А. Шарбатяна
Под редакцией чл.-корр. АН СССР В.Л. Кунина при участии д-ра техн. наук Ф.М. Бочевера
PHYSICAL PRINCIPLES OF WATER PERCOLATION AND SEEPAGE
by J. Bear, D. Zaslavsky, S. Irmay (ed. )
UNESCO 1968
Аравин В.И., Нумеров С.Н. Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде.
Гиргидов А.Д. Техническая механика жидкости и газа: Учеб. для вузов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. 395 с.
Содержание соответствует программе курса для строительных специальностей и направлений. Учебник дополнен факультативными материалами для хорошо успевающих студентов и аспирантов.
Для студентов вузов строительных специальностей.
Рецензенты: кафедра гидравлики Московского государственного университета природообустройства (заведующий кафедрой, д-р техн. наук, профессор Д.В. Штеренлихт), д-р техн. наук, профессор А.А. Шейпак.
Арье А.Г. Физические основы фильтрации подземных вод. – М.: Недра, 1984. – 101 с.
Впервые рассмотрен процесс фильтрации жидкости в пористой среде с учетом энергии взаимодействия между молекулами жидкости и поверхностью минерального скелета вмещающих пород. Изложен физический смысл понятий течения жидкости, вязкости, напора, диффузии и т. д., приведены свойства минерального скелета водовмещающих пород, основные сведения по физическим и молекулярным свойствам воды. Описан механизм течения в капиллярных трубках и с позиций молекулярно-кинетической теории в условиях взаимодействия твердой и жидкой фаз. Даны примеры применения закона ламинарной фильтрации для расчета притока к водозаборным сооружениям.
Для гидрогеологов, инженеров-геологов, гидрогеохимиков, нефтяников. Будет полезна также преподавателям вузов и студентам.
Табл. 8, ил. 27, список лит. – 50 назв.
Рецензент – д-р геол.-минер. наук И.К. Гавич (МГРИ)
Бро Е.Г. Влияние катагенеза на физические свойства терригенных пород и минерализацию подземных вод. – Л.: Недра, 1980. – 152 с. (М-во геологии СССР. Науч.-произв. объединение «Севморгео»).
Работа посвящена исследованию роли катагенеза в формировании единой системы порода–вода с целью выработки методов оценки и прогнозирования физических свойств коллекторов и минерализации подземных вод.
Использованы геолого-геофизические материалы по мезозойским и палеозойским толщам Западно-Сибирской плиты и прогибов арктической части Сибирской платформы. При помощи математических методов (линейный регрессионный, факторный, дискриминантный анализы и тренд-анализ) установлены и исследованы многомерные связи между вещественным составом пород, минерализацией подземных вод и определенными в лабораторных и скважинных условиях физическими свойствами обеих составляющих системы. На основе наиболее информативных причинно-следственных связей разработан комплекс методов прогнозирования коллекторских свойств пород и минерализации подземных вод. Подчеркнуто определяющее значение сведений о степени катагенетического изменения пород в решении прогнозных задач.
Результаты выполненных исследований могут быть использованы при поисках, разведке и подсчете прогнозных запасов нефти, газа и подземных вод в терригенных отложениях различных регионов страны.
Книга предназначена для литологов, нефтяных геологов и промысловых геофизиков.
Табл. 20, ил. 9, прилож. 1, список лит. 119 назв.
Кульчицкий Л.И. Роль воды в формировании свойств глинистых пород. М., «Недра», 1975, 212 с. (ВСЕГИНГЕО)
Работа посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию природы гидратации глинистых минералов, свойств и состояния воды в тонких слоях вблизи твердой поверхности, проявляющихся при деформациях водонасыщенных глин и в аномалиях переноса через них вещества. Основное внимание уделено исследованию физико-химического равновесия в водонасыщенных глинах между водой в тонких слоях и водой в объеме в условиях воздействия внешней нагрузки и изменяющегося гидрохимического режима. Исследованы также вопросы формирования микроагрегатной коагуляционной структуры глинистых пород и зависимости свойств глин от их агрегатного состояния.
На основании выполненных исследований разработан метод прогноза изменений свойств глинистых пород во времени в условиях изменяющегося гидрохимического режима.
Книга рассчитана на гидрогеологов и специалистов, занимающихся инженерной геологией.
Таблиц 9, иллюстраций 66, список литературы – 277 назв.
Щелкачев В.Н., Лапук Б.Б. Подземная гидравлика. Москва-Ленинград: Гостоптехиздат, 1949 год. 525 стр.
Аннотация:
Подземная гидравлика является основой современной технологии нефтедобычи и добычи газа и имеет обширные области приложения в гидрогеологии, гидротехнике, инженерной геологии. Курс подземной гидравлики введен в учебный план нефтяных институтов с 1940 г.
Работы проф. Н.Е. Жуковского, акад. Н.Н. Павловского, акад. Л.С. Лейбензона заложили основу самой крупной в мире советской школы ученых, работающих в области теории фильтрации. Советские ученые прочно удерживают приоритет в разработке важнейших вопросов подземной гидравлики и гидромеханики. Тем не менее до сих пор ни в СССР, ни за рубежом не написано книги, в которой бы подземная гидравлика излагалась достаточно полно, систематично и доступно для читателей, начинающих изучать этот предмет и интересующихся проблемами технологии добычи нефти и газа. Понятно, что необходимость в такой книге давно назрела. Специальное пособие по курсу подземной гидравлики необходимо не только для студентов нефтяных институтов, но и для широких кругов инженеров и геологов, окончивших институты до 1942 г. (т. е. не изучавших в вузах этого курса) и работающих в соответствующих отраслях нефтяной и газовой промышленности.
Имея в виду, что эти кадры инженеров и геологов должны изучать курс подземной гидравлики самостоятельно, авторы старались обратить особое внимание на доступность изложения, на иллюстрацию теории приложениями к практике. Последнее мы считали особенно полезным и для студентов.
Учитывая, что в нефтяных институтах курс подземной гидравлики проходится либо до, либо одновременно (в зависимости от факультетов) с курсами нефтепромысловой геологии, эксплуатации нефтяных месторождений, гидрогеологии, нам пришлось ввести краткие сведения о классификации подземных вод и о классификации режимов нефтегазоводоносных пластов.
Учебное пособие построено по следующему плану:
Часть I посвящена определению целей курса, краткому описанию содержания курса, обзору важнейших этапов .развития подземной гидравлики, пояснению основных представлений этой науки и характеристике некоторых физических свойств нефти, газов и воды. Помещать подробную историю развития подземной гидравлики в вводной части, т. е. предлагать ее читателю до ознакомления с основами этой науки, мы считали нецелесообразным. Некоторые исторические сведения приводятся в тексте промежуточных глав курса, но систематический исторический обзор развития подземной гидравлики приведен в последней главе.
Часть II посвящена теории фильтрации.
В части III собраны те задачи подземной гидравлики, которые допускают элементарные решения, выполняемые с помощью простого аппарата дифференциального и интегрального исчисления. Те же задачи можно было бы решить, используя общие дифференциальные уравнения движения жидкостей и газов в, пористой среде; последний способ решения задач был бы даже более коротким, но, несомненно, более трудным для начинающего читателя. Задачи, собранные в части III, посвящены одномерному движению и радиальным притокам к одной скважине различных жидкостей, газов и газожидкостных смесей при различных режимах фильтрации и при различных режимах пласта. В виде исключения в третьей части рассмотрено несколько таких задач, сложное гидродинамическое решение которых не могло быть приведено в рамках данной книги. Учитывая важность этих задач (связанных в основном с притоком жидкостей и газов к гидродинамически несовершенной скважине и с притоком к скважине двух жидкостей разных удельных весов), мы ограничились пояснением их постановки и анализом готовых решений — расчётных формул, иллюстрируемых числовыми таблицами и графиками.
Часть IV содержит теорию нерадиального притока жидкостей к скважинам, теорию взаимодействия скважин и исследование законов стягивания контуров нефтеносности в процессе эксплуатации взаимодействующих скважин. Строгое решение всех, этих вопросов требует применения методов гидродинамики, связанных с использованием теории функций комплексного переменного и дифференциальных уравнений с частными производными.
Учитывая назначение пособия, мы не могли привести решения этих задач — выводы расчетных формул. Однако сами задачи столь важны для теории и практики технологии добычи нефти и газа, что оставить их Совершенно без рассмотрения было невозможно. Поэтому мы постарались изложить соответствующие вопросы в доступной форме: подробно пояснить физическую постановку каждой задачи, пояснить общий метод ее решения, привести готовое решение — готовую расчетную формулу и выводы из каждой формулы. Попутно всегда указывались статьи и книги, в которых более подготовленный читатель может найти полное решение соответствующей задачи.
Часть V содержит вывод общих дифференциальных уравнений движения жидкостей и газов в пористой среде, интегрирование этих уравнений в простейших случаях, теорию электрогидродинамических и термогидродинамических аналогий. Усвоение материала этой части облегчит читателю переход к изучению специальных монографий по подземной гидромеханике и газовой динамике.
Из новейших достижений подземной гидродинамики в пособии мало освещены вопросы теории упругого режима пластовых водонапорных систем. Объясняется это, во-первых, недостатком места и, во-вторых, тем, что лишь недавно издана монография проф. В.Н. Щелкачева [219], в которой теория упругого режима изложена в столь доступной форме, что упомянутая монография может быть использована в качестве дополнительного учебного пособия.
После окончания подготовки рукописи данного пособия к печати была опубликована посвященная подземной гидромеханике монография проф. И.А. Чарного [189], которой мы не успели воспользоваться. Так же точно мы не могли воспользоваться одновременно подготовлявшейся к опубликованию большой работой [79] коллектива сотрудников Проектно-исследовательского бюро Московского нефтяного института, в которой новейшие достижения подземной гидравлики широко использованы для решения важнейших вопросов разработки нефтяных месторождений.
Учебное пособие предназначено в основном для студентов нефтяных институтов и инженерно-технических работников и геологов нефтяной и газовой промышленности, но оно может служить учебным пособием для гидрогеологов, гидротехников и работников в области инженерной геологии.
Те параграфы, изучение которых не обязательно при работе над пособием по программе, утвержденной для нефтяных институтов по курсу подземной гидравлики, отмечены в тексте и в оглавлении звездочками.
К числу таких параграфов относятся: § 2—3 главы II, § 1—3 главы III, § 2 главы XII, § 1—6 главы XV, § 3 главы XVI, § 4, 5, 9, 10 главы XX, §4—7 главы XXI, вся глава XXIII.
Несомненно, что первый опыт составления систематического специализированного пособия по подземной гидравлике не свободен от пробелов и недостатков; авторы будут благодарны всем читателям за критические указания, которые помогут улучшить курс и сделать его достойным того значения, которое этот курс приобрел для теории и практики технологии добычи нефти и газа.
В условиях построенного на научной основе социалистического хозяйства нашей Родины подземная гидравлика является важным оружием инженера и геолога-нефтяника в деле дальнейшего усовершенствования методов разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.
Примечание. Часть вторая и главы III, XI—XIII, XVIII и XXII данного учебника написаны проф. Б.Б. Лапуком; части первая (за исключением главы III) и четвертая и главы VIII-—X, XIV—XVII и XXIII написаны проф. В.Н. Щелкачевым.
Москва, январь 1949 г.
Шестаков В.М. Теоретические основы оценки подпора водопонижения и дренажа. Москва: Из-во Московского университета, 1965. 234 стр.
Аннотация:
В. М. Шестаков, доктор технических наук, специалист в области динамики подземных вод и методов гидрогеологических исследований, имеет 50 научных работ, опубликованных в различных научных журналах и сборниках, 3 книги.
В данной монографии излагаются современные теоретические основы гидрогеологических расчетов и практические рекомендации по их методике применительно к задачам прогноза режима подземных вод при устройстве водохранилищ, каналов, разработке месторождений полезных ископаемых, мелиорации сельскохозяйственных территорий и т. п. Большое внимание уделяется, в частности, вопросам гидрогеологической схематизации природных условий, определению исходных гидрогеологических параметров, методам математического моделирования подземных вод и развитию упрощенных методов гидродинамических расчетов. Значительная часть работы имеет оригинальный характер.
Издание рассчитано на широкий круг гидрогеологов и научных работников, занимающихся вопросами динамики подземных вод; ряд разделов написан на уровне учебного пособия и может быть использован студентами при прохождении курса «Динамика подземных вод».
Шестаков В.М. Основы гидрогеологических расчетов при фильтрации из хранилищ промстоков. Москва: ВОДГЕО, 1961 год. 100 листов.
Швидлер М.И. Статистическая гидродинамика пористых сред. Москва: Недра, 1985 год. 288 стр.
Аннотация:
Рассмотрены задачи гидродинамики пористых сред, трактуемых как случайные поля. Приведено систематическое изложение методов решения задач фильтраций в неоднородных пористых средах, начиная с простейших одномерных течений до статистического анализа уравнений фильтрационного переноса в средах со случайными неоднородностями. Показаны пути использования статистической теории фильтрации для проектирования и анализа разработки нефтяных месторождений.
Для научных работников, занимающихся проектированием разработки и разработкой нефтяных месторождений, будет полезна студентам старших курсов нефтяных вузов, обучающихся по специальности «Технология и комплексная механизация разработки нефтяных и газовых месторождений».
Табл. 35, ил. 70, список лит. — 50 назв.
Рецензент: д.-р. техн. наук В. Н. Николаевский (ИФЗ АН СССР)