Подземная гидромеханика: Практическое пособие к лабораторным занятиям, страница 5

ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ АНАЛОГИЯ

В подземной гидромеханике для решения многих задач фильтрационных
течений нефти и газа широко используются метод электрогидродинамической аналогии (ЭГДА), предложенный академиком Г.Н.Павловским.
Метод ЭГДА основан на формальной аналогии между фильтрационным
течением жидкости и течением электрического тока в проводниках.

Сущность метода ЭГДА заключается в том, что течение электрического тока в плоском проводнике и плоское фильтрационное течение
жидкости описываются одним и тем же уравнением Лапласа:

где Ф(х,у) - электрический потенциал или потенциал скорости фильтрации.

Создавая на электрической модели такие же граничные условия, как и для
моделируемого фильтрационного потока жидкости, можно получить
идентичную для обоих течений картину (конфигурацию) эквипотенциальных линий и линий тока (т.е. построить гидродинамическую сетку
фильтрационного потока). По построенной гидродинамической сетке и
заданным граничным значениям параметров фильтрационного потока
можно рассчитать поля скоростей и давлений во всей области течения.

Метод ЭГДА во многих случаях может заменить сложные теоретические расчеты и дать вполне достоверные результаты.

Модель ЭГДА должна представлять собой электрическое поле постоянной проводимости, геометрически подобное моделируемому фильтрационному течению, т.е. пласту со скважинами. В модели устанавливается электрический ток под действием разности потенциалов, прикладываемых к границе (контуру) пласта и к скважине (скважинам).

Однородное электрическое поле, в котором изучается фильтрационное течение, может быть создано в жидком электролите, тонкого слоя
электропроводящей краски и т.д.

В лабораториях подземной гидромеханики чаще всего используются
ванны, заполненные обычной чистой водопроводной водой, раствором
медного купороса, серной или соляной кислоты. Концентрация растворов
должна быть очень малой (0,002÷0,005 %), т.к. в противном случае происходят электрохимические процессы и состав электролита меняется.

На рис.1 и 2 показаны электролитические модели, моделирующие
различные фильтрационные течения жидкости.