Том 332 № 4 (2021)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2021/4/3145

К ВОПРОСУ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВОСХОДЯЩЕЙ МИГРАЦИИ РЕОЛОГИЧЕСКИ СЛОЖНЫХ НЕОДНОРОДНЫХ ФЛЮИДОВ ИЗ ГЛУБИННЫХ ПОДЗЕМНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

Актуальность вызвана необходимостью разработок новых математических моделей, методов, экспериментальных подходов при исследовании проблем миграции глубинных углеводородных флюидов из подземных коллекторов нефтегазового бассейна. Цель: разработать универсальную физическую и математическую модель детального прогноза миграции по ограниченному пространству подземного коллектора произвольной геометрии; выдать рекомендации в практику исследования задач гидродинамики и тепломассообмена в данных условиях; сопоставить относительные величины сил, являющихся причиной миграционных процессов глубинных флюидов в вертикальном и латеральном направлениях. Методы исследования базируются на общих принципах механики сплошных гомогенных и гетерогенных сред, гидродинамики и тепломассопереноса. Результаты. Представлены данные анализа эффектов, сопровождающих гидрогазодинамику и тепломассоперенос при течениях гомогенных и гетерогенных реологически простых и сложных вязких смесей в полях действия внешних сил из подземных областей с произвольной геометрией щелевого и порового пространства. Проведен анализ корректности положений физического моделирования задачи о миграции подземных углеводородов и установления определяющих механизмов их подъема. Установлено, что восходящая миграция формируется под определяющим влиянием в результирующей силе: выталкивающей силы (Fв), учитывающей особенности изменений полей термодинамических параметров (состава (ci), температуры (T), давления (P)); силы тяжести (FG); фазовых явлений и процессов на границах исследуемого объема текущей углеводородной среды, а также силы градиента давления (FPR), поведение которой осложняется распределением всего спектра внешних и внутренних сил в сопряженной системе. Даны заключения о деталях моделирования движения флюида, формулировках определяющих чисел и критериев в рамках теории подобия рассматриваемых задач, полезных для уяснения и уточнения сути эффектов, процессов, сил, механизмов, сопровождающих миграцию. Результаты могут быть использованы для прогноза миграции, особенно в условиях, осложненных: аномальными фазовыми и реологическими мелкомасштабными диффузионными изменениями состава; сопряженным тепломассопереносом между породой и смесью; нестабильностью режимов в локальных областях течений флюида при произвольной термодинамической и геометрической конфигурациях подземного коллектора.

Ключевые слова:

Флюид, смеси, миграция, моделирование, гидродинамика, тепломассообмен, реология, структура, массовые силы

Авторы:

Игорь Анатольевич Мельник

Сергей Николаевич Харламов

Скачать PDF