流向井内的流体流动: 有限半径井

 本例是模型 “流向井内的流体流动” ,  系列之一,这一算例描述了在隔绝层之间,流向有限半径井的瞬态流动。接着,将这一计算结果与著名的点井解Theis井做了比较(Theis, Ref. 2). 这一算例与Theis问题的不同之处在于,Theis解析解将井简化为一个点源,因此在井壁以内与实际物理情况不同。COMSOL Multiphysics 的分析使用拉伸耦合变量将井边缘的计算结果扩展到了井的内部,从而在井的内部得到了与物理情况一致的解。

 除了井的几何构型之外,Theis问题还采用了其他假设。储液层的水平半径是无限的,上下被不可穿透的隔绝层约束。井完全穿透储液层,汲取的压力在整个井的高度上是一致的,因此整个流动都是水平的。忽略井的储水。储液层的汲取是瞬时发生的。在汲取之前,流场是静止的。流动是水平的,不随深度发生变化,井的水头相对于对称轴是等位的。

 本例做了轴对称的简化,可以对半无限的储液层建模,即长10km的直线。1km以内的部分是我们感兴趣的区域。井半径是0.1m。饱和水力传导率K, 为 10-4 m/s, 厚度, b, 为 50 m. 压强存储系数, S (m·s2/kg), 等于 Ssf g. Ss是存储水头, 10-5 m-1, ρf 表示流体密度 (kg/m3), g 为重力加速度 (m/s2). 泵流量, W, 为常数 0.05 m3/s . 初始压强, p0, 是 9.82·105 Pa. 感兴趣的时间是四个月.

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