О важности инерционных эффектов и правильности их учета при моделировании течения флюидов в пористых средах

ON THE IMPORTANCE OF TAKING INTO ACCOUNT THE INERTIAL EFFECT OF FLUIDS’ FLOW THROUGH POROUS MEDIA

ZOLOTUKHIN A.B.1,2,3, SHULEV V.E.2
1 National University of Oil and Gas (Gubkin University) Moscow, 119991, Russian Federation
2 Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation
3 Oil and Gas Research Institute of Russian Academy of Sciences, Moscow, 119991, Russian Federation

Точность определения абсолютной проницаемости пористой среды играет важную роль на этапе компьютерного моделирования и проектирования разработки нефтяных и газовых месторождений. Для этой среды отклонение течения от закона Дарси наблюдается при критических числах Рейнольдса в широком диапазоне от 0,22 до 12. При движении флюидов по тонким трубкам инерционный эффект становится важным при значении числа Рейнольдса, близком к 1. Учитывая, что реальная пористая среда представляет собой совокупность пустот и каналов разных размеров и различной пространственной ориентации, следует ожидать возникновения инерционных эффектов наподобие эффектов в искривленных участках трубок, даже при низких скоростях течения флюидов и среднепоровых давлениях. Авторами работы получено новое уравнение, более точно описывающее процесс течения флюидов в пористых средах с учетом возникающих эффектов.

Accurate determination of porous medium permeability plays an important role at the stage of computer modeling and design of oil and gas fields development. Deviation of a fluid flow from Darcy's law is observed at critical Reynolds numbers in a wide range from 0.22 to 12 for the porous medium. Inertial effect becomes important when the Reynolds number is close to 1 when fluids move through thin tubes. Real porous medium is presented as a collection of voids and channels of different sizes and spatial orientation, we should expect the occurrence of inertial effects on the similarity of effects in curved sections of tubes even at low fluid flow rates and medium-pressure. New equation for accurate description of fluid flow through porous media is presented by the authors.

Если вас интересует полный текст статьи, Вы можете заказать ее в издательстве.

Литература

1. Darcy Henry, Les Fontaines Publiques de la Ville de Dijon, Victor Dalmont, Paris, 1856.
2. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. 2-е изд. М.: Наука, 1977. 664 с.
3. Смыслов В.В. Гидравлика и аэродинамика: учебник для вузов / пер. с укр., перераб. и доп. К.: Вища школа, 1979. 336 с.
4. Колосов С.М., Русяк И.Г. Численное моделирование течения несжимаемой жидкости в канале с криволинейной образующей // Вестник ТОГУ. 2008. № 1(8). С. 61–74.
5. Ruth D. and Ma H.: On the Derivation of the Forchheimer Equation by Means of the Average Theorem, Transport in Porous Media (1992) 7. No. 3. 255–264.
6. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений / учебник. Изд. 2. М.: Недра, 1998. 365 с. УДК: 622.276.1 (075.8). ISBN: 5-247-03806-1.
7. Bear J.: Dynamics of Fluids in Porous Media, Dover Publications, Inc., New York (1972).
8. Forchheimer P.: «Wasserbewegung durch Boden», Zeit ver Deutsch Ing. (1901).
9. Золотухин А.Б. Уравнение фильтрации газа в пористых средах и техника определения проницаемости пористой среды: доклад на международной конференции. ТатНИПИнефть, Бугульма. 25–26 апреля 2006 г.
10. Zolotukhin A.B., Shulev V.E. Fluid Flow in Porous Media, Dimensional Analysis and Permeability Determination. Proceedings of International scientific-technical conference «Development of exploration technique and exploitation of onshore and offshore hydrocarbon fields» («Geopetrol-2018»), Zakopane-Kostelisco, Poland, 17–20 September 2018, pp. 573–580. ISBN 978-83-65649-27-0.

References

1. Darcy Henry, Les Fontaines Publiques de la Ville de Dijon, Victor Dalmont, Paris, 1856. (In English).
2. Polubarinova-Kochina P.Ya. Teoriya dvizheniya gruntovykh vod. [The theory of groundwater movement]. issue 2, Moscow, Nauka Publ., 1977, 664 p. (In Russian).
3. Smyslov V.V. Gidravlika i aerodinamika [Hydraulics and aerodynamics]. Kiev, «Vishcha shkola» Publ., 1979, 336 p. (In Russian).
4. Kolosov S.M., Rusyak I.G. Chislennoye modelirovaniye techeniya neszhimayemoy zhidkosti v kanale s krivolineynoy obrazuyushchey [Numerical modeling of incompressible fluid flow in a channel with a curvilinear generatrix]. Vestnik TOGU [Vestnik TOGU], 2008, no. 1(8), pp. 61–74. (In Russian).
5. Ruth D. and Ma H.: «On the Derivation of the Forchheimer Equation by Means of the Average Theorem», Transport in Porous Media (1992) 7, no. 3, pp.255–264. (In English).
6. Zheltov Yu.P. Razrabotka neftyanykh mestorozhdeniy [Oilfield development]. Issue 2. Moscow, Nedra Publ., 1998, 365 p. UDK: 622.276.1 (075.8). ISBN: 5-247-03806-1. (In Russian).
7. Bear J. Dynamics of Fluids in Porous Media, Dover Publications, Inc., New York (1972). (In English).
8. Forchheimer P.: «Wasserbewegung durch Boden», Zeit ver Deutsch Ing. (1901).( In Deutch).
9. Zolotukhin A.B. [The equation of gas filtration in porous media and the technique for determining the permeability of a porous medium] doklad na mezhdunarodnoy konferentsii. TatNIPIneft' [report at an international conference. TatNIPIneft]. Bugul'ma, 25–26.04.2006. (In Russian).
10. Zolotukhin A.B., Shulev V.E. Fluid Flow in Porous Media, Dimensional Analysis and Permeability Determination. Proceedings of International scientific-technical conference «Development of exploration technique and exploitation of onshore and offshore hydrocarbon fields» («Geopetrol-2018»), Zakopane-Kostelisco, Poland, 17-20.09.2018, pp. 573-580. ISBN 978-83-65649-27-0.(In English).

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Золотухин А.Б.

    Золотухин А.Б.

    д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Бурение скважин, разработки нефтяных и газовых месторождений» САФУ имени М.В. Ломоносова

    РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина г. Москва

    Шулев В.Е.

    Шулев В.Е.

    аспирант, старший преподаватель кафедры «Бурение скважин, разработки нефтяных и газовых месторождений»

    САФУ имени М.В. Ломоносова г. Архангельск

    Просмотров статьи: 1533

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru