Микромеханический анализ течения неньютоновских жидкостей и взвесей в пористой среде

• Автор: Максименко, Антон Александрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1 ПРИНЦИПЫ АНАЛИТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ФЛЮИДОВ В РЕШЕТОЧНЫХ МОДЕЛЯХ ПОРИСТЫХ СРЕД
1.1 Перколяционный подход и модель эффективной среды
1.2 Комбинированная модель расчета проводимости капиллярной решетки
1.3 Определение порометрической кривой с использованием предложенной
модели
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ДВУХФАЗНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ
2.1 Расчет фазовых проницаемостей
2.2 Фазовые проницаемости в случае доминирования капиллярных сил
2.3 Фазовые проницаемости при преобладании гидродинамических сил
3 ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛЬНОГО ОПИСАНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
3.1 ВЫВОД УРАВНЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ ФЛЮИДА В КАПИЛЛЯРНОЙ РЕШЕТКЕ С УЧЕТОМ ЕГО РЕОЛОГИИ
3.1.1 Вязкопластическая жидкость
3.1.2 Степенная жидкость
3.2 АНАЛИЗ ПОВЕДЕНИЯ ФАЗОВЫХ ПРОНИЦАЕМОСТЕЙ В ПРОЦЕССЕ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ
3.2.1 Моделирование разовой закачки полимерного раствора и постоянного полимерного заводнения

3.2.2 Оценка эффективности применения полимерного заводнения
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ВЗВЕСЕЙ И ЭМУЛЬСИЙ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
4.1 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ ВЗВЕСЕЙ
И ЭМУЛЬСИЙ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ
4.1.1 Эмпирические модели
4.1.2 Модели анализа траектории частиц
4.1.3 Решеточные модели
4.2 МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ВЗВЕСЕЙ И ЭМУЛЬСИЙ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ОСАЖДЕНИЯ ЧАСТИЦ НА МИКРОУРОВНЕ
4.2.1 Общие положения развиваемой модели
4.2.2 Метод расчета по предложенной модели
4.2.3 Сравнение результатов численных расчетов с экспериментальными данными
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Развитие современных технологий разработки и эксплуатации месторождений углеводородов невозможно без углубленного исследования фильтрации в продуктивных пластах. Для применения новых методов интенсификации извлечения углеводородного сырья, связанных с активным воздействием на структуру коллектора и характер совместного течения флюидов, становится все более важным умение адекватно описывать указанные объекты и процессы.
При рассмотрении процесса переноса на базе классических моделей сплошной среды все разнообразие структур горных пород определяется в уравнениях, описывающих фильтрацию, только различными значениями коэффициентов проницаемости и пористости. При этом сами значения проницаемости и пористости берутся из лабораторных измерений, а возможная эволюция структуры среды в процессе течения учитывается посредством эмпирических зависимостей для этих коэффициентов. В рамках такого подхода основой для анализа многофазной фильтрации служат фазовые проницаемости флюидов, которые требуют весьма трудоемкого экспериментального определения. При этом полученные экспериментальные кривые являются интегральными феноменологическими характеристиками, что в свою очередь не позволяет проанализировать влияния на них структуры порового простран-

которая равна проводимости исходной неоднородной решетки.
Для адекватного описания проводимости рассматриваемой решетки капилляров во всем интервале Р(гс) < Р(п) < 1 необходимо объединить представленные выше результаты перколяционного моделирования, которые хорошо обоснованы при Р{г{) —> Р(гс), и расчетные соотношения модели эффективной среды, успешно работающие при Р(г0 1- Для этого определим положение границы Р(п), слева от которой, в интервале Р(гс) < Р(г) < Р{гь), наиболее эффективно использование перколяционного подхода, а справа, при Р(гь) < Р(п) < 1, -модели эффективной среды.
При этом отметим вначале, что если использовать перколяционный подход из [70] только вблизи порога протекания, то вычисление проводимости решетки можно заметно упростить, поскольку проводимость цепочек капилляров сг(г) меняется незначительно. Таким образом будем считать все проводящие цепочки, состоящие из капилляров с минимальными радиусами г\ ге > г > г*, эквивалентными. Тогда выражение (1.Ю) для определения проводимости всей решетки и2 вблизи порога протекания упростится и примет вид
« = (1.14)
Что касается проводимости решетки вдали от порога протекания, то для данного г нужно решить уравнение (1.12) и воспользоваться (1.13) для получения искомой величины проводимости решетки капилляров.
Рассмотрим теперь данные прямого численного эксперимента [18, 98] по определению безразмерной проводимости кубической (г = 6)