Прямое моделирование микротечений умеренно-разреженного газа в образцах горных пород

Работа посвящена численному моделированию изотермических течений умеренноразреженного газа в трехмерных областях со сложной воксельной геометрией, соответствующей поровым пространствам образцов горных пород. Для учета эффекта проскальзывания на границе с твердой поверхностью использованы классические условия скольжения Максвелла. Приведены результаты расчетов для нескольких образцов при различных значениях среднего давления. Получен качественно правильный характер зависимости коэффициента скольжения Клинкенберга от коэффициента абсолютной проницаемости.

Ключевые слова

квазигидродинамическая система уравнений, цифровой керн, эффект проскальзывания, граничные условия скольжения, коэффициент скольжения Клинкенберга, умеренно-разреженный газ, воксельная геометрия

Получено

28.09.2018

Дата публикации

04.10.2018

Кол-во символов

559

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Балашов В. А. Прямое моделирование микротечений умеренно-разреженного газа в образцах горных пород // Математическое моделирование – 2018. – Tом 30. – номер 9 C. 3-20 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/mmod/s207987840000059-3-1 (дата обращения: 06.05.2024). DOI: 10.31857/S023408790000604-8
MLA	Balashov, V. "Direct numerical simulation of moderately rarefied gas flow within core samples." Matematicheskoe modelirovanie 30.9 (2018):3-20. DOI: 10.31857/S023408790000604-8
APA	Balashov V. (2018). Direct numerical simulation of moderately rarefied gas flow within core samples. Matematicheskoe modelirovanie 30(9), pp.3-20 DOI: 10.31857/S023408790000604-8

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.

всего просмотров: 1559

Оценка читателей: голосов 0

1. C. Soulaine, F. Gjetvaj, C. Garing, S. Roman, A. Russian, P. Gouze, H.A. Tchelepi. The Impact of Sub-Resolution Porosity of X-ray Microtomography Images on the Permeability // Transport in Porous Media, 2016, v.113, №1, p.227-243.

2. M.J. Blunt, B. Bijeljic, H. Dong, O. Gharbi, S. Iglauer, P. Mostaghimi, A. Paluszny, C. Pentland. Pore-scale imaging and modelling // Advances in Water Resources, 2013, v.51, p.197-216.

3. H. Dong, M.J. Blunt. Pore-network extraction from micro-computerized-tomography images // Phys. Rev. E, 2009, v.80, №3, p.036307.

4. P. Ranut, E. Nobile, L. Mancini. High resolution X-ray microtomography-based CFD simulation for the characterization of flow permeability and effective thermal conductivity of aluminum metal foams // Experimental Thermal and Fluid Science, 2015, v.67, p.30-36.

5. J. Escoda, F. Willot, D. Jeulin, J. Sanahuja, C. Toulemonde. Estimation of local stresses and elastic properties of a mortar sample by FFT computation of fields on a 3D image // Cement and Concrete Research, 2011, v.41, №5, p.542-556.

6. В.А. Балашов. Прямое моделирование течений умеренно-разреженного газа в двумерных модельных пористых средах // Математич. моделир., 2018, т.30, №1, с.3-16.

7. Ю.В. Шеретов. Динамика сплошных сред при пространственно-временном осреднении. – М.-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2009. 400 c.

8. Б.Н. Четверушкин. Кинетические схемы и квазигазодинамическая система уравнений. – М.: МАКС Пресс, 2004, 332 c.

9. Т.Г. Елизарова. Квазигазодинамические уравнения и методы расчета вязких течений. – М.: Научный мир, 2007, 352 c.

10. ГОСТ 26450.2-85 Породы горные. Методы определения коллекторских свойств. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации.

11. L.J. Klinkenberg. The permeability of porous media to liquids and gases // Drilling and Production Practice, American Petroleum Institute, 1941, p.200-213.

12. М.Н. Коган. Динамика разреженного газа. – М.: Наука, 1967, 440 с.

13. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Т.II. Термодинамика и молекулярная физика. – М.: Физматлит, 2003, 576 с.

14. А.А. Злотник. О консервативных пространственных дискретизациях баротропной квазигазодинамической системы уравнений с потенциальной массовой силой // Журнал вычислительной математики и математической физики, 2016, т.56, №2, c.301-317.

15. В.А. Балашов, В.Е. Борисов. Алгоритм расчета трехмерных течений умеренно-разреженного газа в областях с воксельной геометрией // Препринт ИПМ им. М.В.Келдыша, 2017, №99, 24 с. doi:10.20948/prepr-2017-99 URL: http://library.keldysh.ru/ preprint.asp?id=2017-99.

16. Imperial College London. URL: http://www.imperial.ac.uk/earth-science/research/research -groups/perm/research/pore-scale-modelling/micro-ct-images-and-networks/.

17. К.С. Басниев, Н.М. Дмитриев, Р.Д. Каневская, В.М. Максимов. Подземная гидромеханика. – М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006, 488 с.

18. Д.А. Бикулов. Моделирование явлений переноса в пористых средах на гибридных суперкомпьютерных системах. – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2015, дисс. ... канд. физ.-мат. наук.

19. W. Degruyter, A. Burgisser, O. Bachmann, O. Malaspinas. Synchrotron X-ray microtomography and lattice Boltzmann simulations of gas flow through volcanic pumices // Geosphere, 2010, v.6, №5, p.470-481.

20. Palabos: Parallel lattice Boltzmann solver. URL: http://www.palabos.org/.

21. Ф.И. Котяхов. Физика нефтяных и газовых коллекторов – М.: Недра, 1977, 287 с.

22. D. Tiab, E.C. Donaldson. Petrophysics. Theory and Practice of Measuring Reservoir Rock and Fluid Transport Properties. Fourth edition. Gulf Professional Publishing, 2015, p.918.

23. G.H. Tang, W.Q. Tang, Y.L. He. Gas slippage effect on microscale porous flow using the lattice Boltzmann method // Physical review E, 2005, v.72, №5, p.056301.

24. J. Gao, Q. Yu, X. Lu. Apparent Permeability and Gas Flow Behavior in Carboniferous Shale from the Qaidam Basin, China: An Experimental Study // Transp. Porous Med., 2017, v.116, №2, p.585-611.

25. N. Saxena, R. Hofmann, F.O. Alpak, J. Dietderich, S. Hunter. Effect of image segmentation & voxel size on micro-CT computed effective transport & elastic properties // Marne and Petroleum Geology, 2017, v.86, p.972–990.

26. J.G. Heid, J.J. McMahon, R.F. Nielsen, S.T. Yuster. Study of the Permeability of Rocks to Homogeneous Fluids // American Petroleum Institute, Drilling and Production Practice, 1950, p.230-44.

27. F.O. Jones, W.W. Owens. A Laboratory Study of Low-Permeability Gas Sands // Journal of Petroleum Technology, 1980, v.32, №9, p.1631-1640.

28. W. Tanikawa, T. Shimamoto. Comparison of Klinkenberg-corrected gas permeability and water permeability in sedimentary rocks // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2009, v.46, № 2, p.229-238.