Основные схемы массопереноса в гетерогенных ГГС

Реальные ГГС характеризуются гетерогенностью строения, что су­щественно сказывается на массопереносе. Рассматривают две основа ные расчетные схемы:

• с упорядоченной фильтрационной неоднородностью, когда согласно критерию толща представ­лена чередованием хорошо и слабопроницаемых слоев. В первых массоперенос развивается по механизму конвекции (поршневого вытес­нения), во вторых — по молекулярно-диффузионному);
• с неупорядоченной фильтрационной не', однородностью, когда в пласте имеются незакономерно рас­положенные трещинно-пористые блоки и крупные трещины или линзы слабопроницаемых пород и не выдержанные по разрезу и простиранию, слои хорошо проницаемых пород.

В таких системах перемещение фронта вытеснения в слоях (трещи­нах) тормозится наличием молекулярно-диффузионного обмена со слабопроницаемыми слоями (блоками), в результате чего возникает дисперсия массового потока, и вблизи фронта вытеснения появляется переходная зона. Эффект макродисперсии внешне схож с эффектом микродисперсии, но масштабы его проявления значительно больше
и вызван он другими причинами. Если трещинно-пористые трещино­ватые блоки и крупные трещины располагаются в пласте система­тично, то такая среда условно отождествляется с первой расчетной схемой и называется мозаичной.

Рассматривают две предельные расчетные модели.

а)   неограниченной емкости в слабопроницаемом слое (блоке). Это означает, что влияние молекулярно-диффузионного переноса за исследуемое время не достигает внешней границы слоя (блока);

б)  макродисперсии в пределах всей слоистой системы. Это означает, что диффундирующий раствор заполнил всю мощность слабопроницаемого слоя (блока) и в пределах обеих систем (блоков и трещин) процесс развивается по модели конвективно-дисперсион­ного переноса, в которой используются параметры макродисперсии D* и n*.

Получим критерий для определения времени t_н, в течение которого можно пользоваться моделью неограниченной емкости. В данном слу­чае массоперенос в слабопроницаемом слое описывается дифферен­циальным уравнением, в котором V = 0 и D=D_м  .Начало координат.принято на кровле, а ось г направлена вверх по мощности слоя т₀. Тогда полученное уравнение эквивалентно уравнению филь­трации , в котором вместо ΔН_xl следует полагать ΔС_xl  или С = = С/С₀ (где С₀ — граничная концентрация на кровле хорошо прони­цаемого слоя, через которую в слабопроницаемый слой поступает диффундируемое вещество), а вместо коэффициента уровнепроводности а использовать аналогичный ему коэффициент молекулярной диффу­зии D_м/n_o (где п₀ — пористость слабопроницаемого слоя). Для таких условий в гл. 10 уже оценивалось влияние внешней границы на про­цесс фильтрации и был получен критерий , по которому опреде­ляется время, в течение которого можно пользоваться схемой полу- бесконечного потока, т. е. z₁ < т₀. В данном случае решается ана­логичная задача. Следовательно, заменяя в выражении  длину потока L_ГР на мощность слабопроницаемого слоя, критерий можно переписать в таком виде: