Исследование термоупругих и фильтрационных процессов при электромагнитном нагреве сред

• Автор: Галимов, Азат Юмадилович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 118 с.

Оглавление
Введение
Глава 1. Моделирование термоупругих эффектов в неоднородных поглощающих средах при воздействии электромагнитного излучения
1.1. Литературный обзор
1.2. Тепловой удар при нагреве насыщенных пористых сред электромагнитным излучением
1.3. Термоупругие процессы при нагреве неоднородных поглощающих сред электромагнитным излучением
1.4. Повышение давления в замкнутом объеме
Глава 2. Особенности фильтрации высоковязкого флюида в поле
электромагнитного излучения
2.1. Плоско-одномерная фильтрация высоковязкой жидкости при электромагнитном нагреве
2.2. Плоско-радиальная фильтрация высоковязкой жидкости при электромагнитном нагреве
Глава 3. Фильтрация вязкопластичной жидкости при электромагнитном
нагреве
3.1. Плоско-одномерная фильтрация упругой вязкопластичной жидкости при электромагнитном нагреве
3.2. Плоско-радиальная фильтрация упругой вязкопластичной жидкости при электромагнитном нагреве
Заключение
Литература

Введение.
Исследование термоупругих и фильтрационных процессов, происходящих при распространении электромагнитных волн в диэлектрических средах, в частности, в насыщенных пористых средах представляет научный и практический интерес, который особенно возрос в последнее время.
Значимость этих исследований прежде всего связана со специфическими свойствами поведения сред в электромагнитном поле. Прежде всего следует выделить такой эффект, как нагрев среды, происходящий за счет перехода энергии электромагнитного излучения во внутреннюю энергию среды в процессе ее поляризации. Можно выделить такие достоинства нагрева в электромагнитном поле по сравнению с другими типами теплового воздействия, как: высокая скорость и объемный характер нагрева, возможность регулирования воздействия во времени и в пространстве. Поэтому воздействие электромагнитными волнами высокочастотного и сверхвысокочастотного диапазона находит применение во многих технологических процессах.
Применение высокочастотного электромагнитного поля (ВЧ ЭМП) в процессе добычи высоковязких флюидов оправдано в силу ряда причин. При распространении электромагнитных волн в поглощающих диэлектрических (в частности, насыщенных пористых средах) существенно увеличивается подвижность флюида за счет снижения вязкости при нагреве. За счет термического расширения флюида происходит накопление термоупругой энергии и вследствие этого возможно увеличение дебита скважин.
В работе рассматриваются термоупругие и фильтрационные процессы при воздействии электромагнитного излучения на поглощающие среды. При этом учитываются такие эффекты, возникающие при воздействии электромагнитного излучения, как зависимость показателя поглощения электромагнитного излучения от температуры, снижение вязкости флюида в процессе нагрева, термическое расширение сред. Исследованы процессы

нагрева фильтрующихся вязкопластичных сред. Также рассмотрена возможность циклического воздействия электромагнитным излучением, которая позволяет реализовать более эффективное управление температурным режимом. При определенных допущениях построены аналитические решения рассматриваемых задач. Построены численные решения, проведено сравнение аналитических результатов с численными.
Цель работы: исследование особенностей термоупругих и
фильтрационных процессов при нагреве поглощающих сред электромагнитным излучением, что включает:
- исследование динамики термоупругих напряжений, инициируемых при нагреве однородных и неоднородных сред электромагнитным излучением.
- изучение особенностей процесса фильтрации высоковязких флюидов в поле электромагнитного излучения с учетом изменения вязкости и предельного напряжения сдвига, плотности флюида от температуры, цикличности воздействия электромагнитным излучением и изменения показателя поглощения излучения в процессе нагрева.
Научная новизна. В работе получены следующие новые результаты Аналитическими и численными методами исследованы динамические и статические термоупругие напряжения в однородных и неоднородных средах. Показано, что при нагреве электромагнитным излучением возможно развитие термоупругих напряжений, превышающих предел прочности среды.
Показано, что учет зависимости вязкости, предельного напряжения сдвига и плотности флюида, а также показателя поглощения излучения от температуры обуславливает появление качественно новых эффектов при фильтрации в поле электромагнитного излучения:
- профили давления и температуры в виде квазистационарных волн;

порядок меньше величины пробивной напряженности для твердых тел. Если в поре содержится менее поглощающая, чем вода среда, то для достижения требуемой плотности тепловыделения необходимы большие напряженности поля. Критическое значение напряженности обратно пропорционально частоте излучения. Зависимость от радиуса частицы следующая: с увеличением гэ растут температура частицы и градиент температуры в матрице, а критическое значение интенсивности электромагнитного поля уменьшается. Таким образом, нарушение сплошности матрицы вокруг крупных пор является более вероятным, чем для мелких пор.