Учёные КФУ исследуют особенности микрофильтрационных течений жидкостей в трехмерных цифровых моделях пористых сред
Вне зависимости от масштаба территорий, в фокус внимания любой нефтяной компании входит гидродинамическое моделирование, или, другими словами, прогнозирование динамики вытеснения углеводородов и воды, вытесняющей их, при различных сценариях разработки месторождения. Благодаря ученым приоритетного направления «Эконефть» Казанского федерального университета, возможность воочию увидеть процесс вытеснения нефти потоком воды, да ещё в виде трёхмерной цифровой модели, перестало казаться фантастикой. Результаты исследований были опубликованы в International Journal of Heat and Mass Transfer . Данный журнал входит в тройку лучших изданий мира по направлению Fluid Flow and Transfer Processes.
Современные методы компьютерного моделирования позволили ученым Казанского университета получить результаты, касающиеся фильтрационных течений одной или нескольких жидкостей в микропорах. Исследователи смогли остановиться на тех областях применения 3D-моделирования, которые наиболее востребованы в свете специфики современных задач.
«В основе методики исследования лежит сочетание двух подходов. В качестве первого используется метод рентгеновской микротомографии, на основе которого строится цифровая модель порового пространства, иными словами такие трехмерные «коридоры», внутри которых происходит течение одной или нескольких жидкостей. Далее, используя цифровую модель или геометрию пор, проводится математическое моделирование каких либо фильтрационных процессов – однофазное или двухфазное течение, с учетом каких-либо физико-химических воздействий и т.д. Сочетание этих двух методик является оригинальным и пользуется большой популярностью в ведущих исследовательских лабораториях, особенно в последние годы»,– объяснил суть исследования доцент Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ Тимур Закиров.
При помощи разработанного программного обеспечения, исследователи получают возможность проводить эксперименты в широком диапазоне характеристик потока жидкостей и тех процессов, которые имеют место при добыче углеводородов – скорость, давление, межфазное натяжение, эффекты смачивания, плотности, вязкости и т.д.
«Проводя вычислительный эксперимент в цифровой модели, мы можем воочию увидеть, как происходит совместное течение жидкостей на микро-уровне, а также замерить многие параметры, что невозможно при проведении лабораторных испытаний. «Поиграв» с вышесказанными параметрами, можно спрогнозировать сопутствующие при этом эффекты и подобрать наиболее эффективный режим добычи или предостеречь от неудачных вариантов», – отмечает доцент.
В качестве образцов для исследования используются, как правило, песчаники и карбонаты. Образцы данных пород университету предоставляют крупнейшие нефтяные компании, таких как «Роснефть», «Татнефть», и многие другие. В завершении стоит отметить, что проведенная научная работа была удостоена международного признания. Исследование особенностей микрофильтрационных течений в трехмерных цифровых моделях был поддержан грантом РФФИ.
