Цифровой керн: моделирование температурного поля в пустотном пространстве горной породы
https://doi.org/10.31660/0445-0108-2022-6-41-55
Аннотация
Рассмотрена проблема, связанная с проведением экспериментов в вычислительной гидродинамике, решением которой является применение уравнений течения несжимаемой жидкости и введение вихревых функций потока.
Целью данной работы является моделирование температурного вязкого потока с установленным числом Рейнольдса внутри пористой среды, заключенной в материале горной породы, для последующего описания теплового фронта движения в виде системы уравнений, с выбором наиболее вероятно подходящей системы с дифференциацией уравнений для каждого сегмента тепловой симуляции (по осям куба), заключительной кросскорреляции, распространения в идентифицируемом физическом поле конфузоров/диффузоров.
Научная новизна выполненной работы обусловлена оригинальным подходом к разработке и интерпретации результатов алгоритма прогнозирования температурного поля в текстурной конфигурации конфузоров/диффузоров горных пород.
При поддержке: Статья подготовлена в рамках технологического проекта «Цифровой керн», реализуемого в Западно-Сибирском межрегиональном научно-образовательном центре мирового уровня.
Об авторах
Ю. Е. Катанов
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Катанов Юрий Евгеньевич, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории технологий капитального ремонта скважин и интенсификации притока, ведущий научный сотрудник лаборатории цифровых исследований в нефтегазовой отрасли
Тюмень
А. И. Аристов
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Аристов Артем Игоревич, лаборант лаборатории цифровых исследований в нефтегазовой отрасли
Тюмень
Ю. В. Ваганов
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Ваганов Юрий Владимирович, кандидат технических наук, доцент, проректор по научной и инновационной деятельности
Тюмень
А. Г. Кленских
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Кленских Антон Григорьевич, младший научный сотрудник лаборатории технологий капитального ремонта скважин и интенсификации притока
Тюмень
Список литературы
1. Saeedpanah, I. A MLPG Meshless Method for Numerical Simulation of Unsteady Incompressible Flows / I. Saeedpanah. – DOI 10.18869/ACADPUB.JAFM. 73.238.25895. – Direct text // Journal of Applied Fluid Mechanic. – 2017. – Vol. 10, Issue 1. – P. 421–432.
2. Cao, J. Adaptive finite element simulation of Stokes flow in porous media / J. Cao, P. K. Kitanidis. – DOI 10.1016/S0309-1708(97)00040-7. – Direct text // Advances in Water Resources. – 1998. – Vol. 22, Issue 1. – P. 17–31.
3. A Meshless Generalized Finite Difference Scheme for the Streamfunction Formulation of the Naiver-Stokes Equations / P.-W. Li, C. M. Fan, Y. Z. Yu, L. Song. – Text : electronic // SSRN : website. – URL: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4230475. – Published: 26.09.2022.
4. Bhardwaj, S. Analysis of Natural Convection Heat Transfer and Entropy Generation inside Porous Right-angled Triangular Enclosure / S. Bhardwaj, A. Dalal. – Direct text // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2013. – Vol. 65. – P. 500–513.
5. Pakdee, W. Mathematical model in the form of vorticity-stream function for porous premixed combustion / W. Pakdee, N. Utaivorawit, A. K. Hussein. – Direct text // Songklanakarin Journal of Science & Technology. – 2015. – Vol. 37, Issue 5. – P. 595–600.
6. Pandit, S. K. A fourth order compact scheme for heat transfer problem in porous media / S. K. Pandit, A. Chattopadhyay, H. F. Oztop. – DOI 10.1016/j.camwa.2015.12.037. – Direct text // Computers & Mathematics with Applications. – 2016. – Vol. 71, Issue 3. – P. 805–832.
7. Bagai, S. Mixed convection in four-sided lid-driven sinusoidally heated porous cavity using stream function-vorticity formulation / S. Bagai, M. Kumar, A. Patel. – DOI 10.1007/s42452-020-03815-7. – Text : electronic // SN Applied Sciences. – 2020. – Vol. 2, Issue 12. – URL: https://doi.org/10.1007/s42452-020-03815-7.
8. Comini, G. Open boundary conditions for the streamfunction-vorticity formulation of unsteady laminar convection / G. Comini, M. Manzan, G. Cortella. – DOI 10.1080/10407799708915106. – Direct text // Numerical Heat Transfer, Part B : Fundamentals. –1997. – Vol. 31, Issue 2. – P. 217–234.
9. Calhoun, D. A Cartesian Grid Method for Solving the Two-Dimensional Streamfunction-Vorticity Equations in Irregular Regions / D. Calhoun. – DOI 10.1006/jcph.2001.6970. – Direct text // Journal of Computational Physics. – 2002. – Vol. 176, Issue 2. – Р. 231–245.
10. Borah, A. K. Computational Study of Streamfunction-Vorticity Formulation of Incompressible Flow and Heat Transfer Problems / A. K. Borah. – DOI 10.4028/www.scientific.net/AMM.52-54.511. – Direct text // Applied Mechanics and Materials. – 2011. – Vol. 52–54. – P. 511–516.
11. Wang, C. A. A new meshless approach for three dimensional fluid flow and related heat transfer problems / C. A. Wang, H. Sadat, C. Prax. – DOI 10.1016/j.compfluid.2012.08.017. – Direct text // Computers & Fluids. – 2012. – Vol. 69. – P. 136–146.
12. Sousa, A. C. M. Heat transfer distribution for a free/porous system with forced convection and heat generation – a numerical study / A. C. M. Sousa. – Text : electronic // Proceeding of Thermal Sciences 2004. Proceedings of the ASME – ZSIS International Thermal Science Seminar II. Bled, Slovenia, June 13–16, 2004. – URL: https://doi.org/10.1615/ICHMT.2004.IntThermSciSemin.1150.
13. d'Hueppe, A. Heat transfer modeling at an interface between a porous medium and a free region. Doctoral dissertation / A. d'Hueppe. – Paris, 2011. – 188 p. – Direct text.
14. Akhter, S. Numerical study of flow and heat transfer in a porous medium between two stretchable disks using quasi-linearization method / S. Akhter, M. Ashraf. – Direct text // Thermal Science. – 2021. – Vol. 25, Issue 2, Part A. – P. 989–1000.
15. Loukopoulos, V. C. A Stream Function‐Vorticity Formulation Numerical Method for the Unsteady Flow in the Presence of Natural Convection / V. C. Loukopoulos, G. T. Karahalios. – DOI 10.1063/1.3225374. – Direct text // AIP Conference Proceedings. – 2009. – Vol. 1148, Issue 1. – P. 558–561.
16. Tian, Z. A fourth‐order compact finite difference scheme for the steady stream function-vorticity formulation of the Navier-Stokes/Boussinesq equations / Z. Tian, Y. Ge. – DOI 10.1002/fld.444. – Direct text // International Journal for Numerical Methods in Fluids. – 2003. – Vol. 41, Issue 5. – P. 495–518.
17. Katanov, Yu. E. A probabilistic and statistical model of rock deformation / Yu. E. Katanov. – Text : electronic // E3S Web of Conferences. – 2021. – Vol. 266. – URL: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126603011.
18. Katanov, Yu. E. Geological and mathematical analogy of reservoir and polymer structures / Yu. E. Katanov, V. M. Aleksandrov, A. K. Yagafarov. – Direct text // TEST Engineering & Management. – 2020. – Vol. 82. – P. 6977–6991.
19. Katanov, Yu. Neural simulation-based analysis of the well wall stability while productive seam penetrating / Yu. Katanov, Yu. Vaganov, M. Cheymetov. – DOI 10.33271/MINING15.04.091. – Direct text // Mining of Mineral deposits. – 2021. – Vol. 15, Issue 4. – P. 91–98.
20. Katanov, Yu. E. Geological and mathematical description of the rocks strain during behavior of the producing solid mass in compression (Tension) / Yu. E. Katanov, Yu. V. Vaganov, M. V. Listak. – DOI 10.33271/mining15.04.091. – Direct text // Journal of Mines, Metals & Fuels. – 2020. – Vol. 68, Issue 9. – P. 285–293.
21. A new laboratory method for evaluating formation damage in fractured carbonate reservoirs / Ye. Yan, J. Yan, S. Zou [et al.]. – DOI 10.1007/s12182-008-0007-3. – Direct text // Petroleum Science. – 2008. – Vol. 5. – P. 45–51.
22. Mackey, G. N. Provenance of Paleocene-Eocene Wilcox group western Gulf of Mexico basin : Evidence for integrated drainage of the southern Laramide rocky mountains and cordilleran arc / G. N. Mackey, B. K. Horton, K. L. Milliken. – DOI 10.1130/B30458.1. – Direct text // Geological Society of America Bulletin. – 2012. – Vol. 124. – P. 1007–1024.
23. Open-system chemical behavior in deep Wilcox group mudstones, Texas Gulf Coast, USA / R. J. Day-Stirrat, K. L. Milliken, S. P. Dutton [et al.]. – DOI 10.1016/j.marpetgeo.2010.08.006. – Direct text // Marine and Petroleum Geology. – 2010. – Vol. 27, Issue 9. – P. 1804–1818.
24. Detailization of the facial conditions for sedimentation of the (formula presented) productive layer with the purpose of specificating features of the geological structure / V. M. Aleksandrov, A. V. Morozov, I. P. Popov [et al.]. – Direct text // Journal of Environmental Management and Tourism. – 2018. – Vol. 9, Issue 5 (29). – P. 932–946.
25. Types, features, and resource potential of Palaeocene-Eocene siliceous rock deposits of the West Siberian Province : a review / I. I. Nesterov, P. V. Smirnov, A. O. Konstantinov, H.-J. Gursky. – DOI 10.1080/00206814.2020.1719370. – Direct text // International Geology Review. – Vol. 63, Issue 4. – P. 504–525.
26. Exact solutions of Navier Stokes equations in porous media / W. Khan, F. Yousafzai, M. I. Chohan [et al.]. – DOI 10.12732/ijpam.v96i2.7. – Direct text // International Journal of Pure and Applied Mathematics. – 2014. – Vol. 96, Issue 2. – P. 235–247.
Рецензия
Для цитирования:
Катанов Ю.Е., Аристов А.И., Ваганов Ю.В., Кленских А.Г. Цифровой керн: моделирование температурного поля в пустотном пространстве горной породы. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2022;(6):41-55. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2022-6-41-55
For citation:
Katanov Yu.E., Aristov A.I., Vaganov Yu.V., Klenskih A.G. Digital core: modeling the temperature field in the hollow space of the rock. Oil and Gas Studies. 2022;(6):41-55. (In Russ.) https://doi.org/10.31660/0445-0108-2022-6-41-55
Просмотров:
167
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 