1. Основные понятия фильтрации. Основные законы фильтрации. Пористость среды. Основные понятия фильтрации

4. Закон Дарси. Эксперимент фильтрации. Границы применимости закона Дарси.
Закон А. Дарси
Основной физический закон теории фильтрации - закон А. Дарси, который устанавливает связь между скоростью фильтрации и давлением, которое вызывает фильтрационное движение флюида.
Эксперимент фильтрации.
Первые экспериментальные наблюдения Дарси и Ж. Дюпюи. В результате эксперимента они вывели формулу: , где коэффициент фильтрации имеет размерность скорости и характеризует скорость потока через единицу сечения, под действием единичного градиента напора.
При исследовании фильтрации нефти, газа и их смесей необходимо разделить влияние свойств пористой среды и жидкости. В этом случае формула Дарси записывается в несколько ином виде, а именно:
или , где k(не зависит от свойств жидкости [м²]).Поэтому получила распространение единица проницаемости 1 Д = 1,02^.10^-12 м². . пренебрегая величиной скоростного напора (υ²/2g), под напором следует понимать H = z + P/ρg.
Важно отметить, что поскольку скорость фильтрационного потока мала, силы инерции течения не существенны.
Верхняя граница применимости з. Дарси.
Наиболее полно изучим отклонения от з. Дарси, вызванные проявлением инерционных сил при увеличении скорости фильтрации. Re = υd/ν, Павловский, Re = (υd_eff)/((0,75δ+0,23)ν)
критические значения числа Рейнольдса 7,5 до 9.
Щелкачев , Параметр Дарси представляет собой отношение силы вязкого трения к силе давления. Сравнивая последнюю формулу с з. Дарси, можно утверждать, что если справедлив з. Дарси, то параметр Дарси Da=1.
При значениях числа Рейнольдса Re>Re_сr закон Дарси в линейном приближении перестает быть справедливым.
Ф. Форехгеймера , β – дополнительная константа пористой среды,
Первое слагаемое в правой части учитывает потери давления вследствие вязкости жидкости. Второе слагаемое - инерционную составляющую сопротивления движению жидкости, связанную с криволинейностью и извилистостью поровых каналов. При малых скоростях фильтрации квадратом скорости можно пренебречь, слагаемого, т.е. движение будет безынерционным, соответствующим закону Дарси. в условиях нарушения закона Дарси , где n от 1 до 2.