ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ ФИЛЬТРАЦИИ ПРИ СОВМЕСТНОМ ДВИЖЕНИИ ДВУХ ФЛЮИДОВ

А. В. Стрекалов, Д. А. Баталов

Аннотация


Известно, что при фильтрации нефти и воды или любых других флюидов кроме классической закономерности внутрипорового вязкостного трения (закон Дарси) возникает целый ряд эффектов, требующих описания дополнительных закономерностей. Движение двух сред сопровождается:

- их смешиванием и взаимодействием на уровне межмолекулярных сил и взаимного вязкостного трения;

- различным взаимодействием сред с материалом стенок поровых каналов на молекулярном уровне в виде Ван-дер-ваальсовых сил;

- механическим сопротивлением поровых каналов малого проходного сечения молекулам сред имеющих сопоставимые с ними размеры (например молекул нефти и микрокапилляры с размером менее 0,01 мкм);

- структуризацией внутрипоровых потоков в виде эмульсий;

- перемежающей сменой характера вытеснения от поршневого до струйного и смешанного.

К сожалению, на данный момент теория двухфазной (и более) фильтрации ограничивается описанием вышеупомянутых явлений в виде кривых относительных фазовых проницаемостей (ОФП), градиента начала фильтрации и кривых капиллярных давлений. Последние, чаще всего тем или иным образом дублируются в ОФП.

При проведении вычислительных и лабораторных экспериментов выяснено, что нелинейные участки фильтрационных законов проявляются как при высоких, так и при сверхнизких скоростях фильтрации. Выявление функций относительных фазовых проницаемостей (ОФП) также требует моделирования на микроуровне. Закон фильтрации, являющейся, по сути, законом, объединяющим вязкостное трение, трение о стенки каналов, силы молекулярного взаимодействия, адгезии, эффекты преобразования гидравлической энергии в тепловую и др., требует обоснования вычислительными экспериментами на уровне микрокапиллярных моделей. В свою очередь это требует решения уравнений, подобных Навье-Стоксу (с модификацией) и пересмотра закона вязкостного трения Ньютона для условий течения в микрокапиллярах

Ключевые слова


Darcy's law;filtration;intermolecular forces;model collectors;viscous friction;вязкостное трение;закон Дарси;межмолекулярные силы;модель коллекторов;проницаемость

Полный текст:

PDF

Литература


Стрекалов А.В. Математические модели гидравлических систем для управления системами поддержания пластового давления. Тюмень: ОАО «Тюменский дом печати», 2007. 586 c.

Минаев Ю.Н., Филимонова О.Ю. Методы и алгоритмы идентификации и прогнозирования в условиях неопределенности. М.: «Горячая линия-Телеком», 2003. 208 с.

Фантони И., Лозано Р. Нелинейное управление механическими системами с дефицитом управляющих воздействий М.: «К-Динамика», 2013. 312 c.

Бержерон Л. От гидравлического удара в трубах до разряда в электрической сети. Общий графический метод расчета. (Перевод с франц.) М.: «Машгиз», 1962. С. 87-95.

Фокс Д.А. Гидравлический анализ неустановившегося течения в трубопроводах. М.: «Недра», 1981. С. 248.

С. Мекид Повышение структурного интеллекта кластеров датчиков в промышленном производстве: Датчики и системы М.: 2007. №4. С. 50-55.

Черри Е., Миллар У. Некоторые новые понятия и теоремы в области нелинейных систем. Автоматическое регулирование: Сб. материалов конференция в Кренфилде 1951г. Под ред. М.З. Литвина-Седого. М.: «Изд-воиностр», 1954. 261 с.

Кёниг Г., Блекуэлл В. Теория электромеханических систем. Массачусетс.JL.: 1965. 424 с.

Хасилев В.Я. Элементы теории гидравлических цепей. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1964. № 1. 69 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2014-5-91-103

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.