Анализ применимости упрощенной численной модели фильтрации нефти и воды четочной структуры потоков в капиллярных каналах переменного сечения

Abstract

In field development, the hydrodynamic simulation sufficiency and correctness of the relative permeability functions are a common concern, which is partly due to the limited amount of experimental data. Alternative (numerical estimation) methods of acquiring relative permeability curves are being developed to overcome these obstacles. The foundation of these methods is the understanding of the inner mechanics of multiphase flow through porous media. The authors study the perspective of simplified modeling of two-phase flow in capillary channels as a basis for the development of an effective and phenomena-oriented method for calculating the relative permeabilities, as well as to analyze the area of applicability of the proposed algorithm and validate the assumptions necessary for the model’s correctness. To evaluate the correctness of the data calculated with the proposed method, the authors compared analytical solutions for simple cases and the numerical simulation results with the data acquired with ANSYS Fluent for more complicated cases, which could not be solved analytically.

Для гидродинамического моделирования разработки месторождений обеспеченность и корректность функций относительных фазовых проницаемостей (ОФП) – одна из важнейших проблем, требующая эффективного решения. Использование исключительно лабораторных потоковых исследований в данном вопросе зачастую невозможно по причине недостаточного количества данных. В качестве источника дополнительной информации повсеместно используются расчетные методы определения ОФП, зависящие от представлений о течении флюидов в поровом пространстве. Представленная работа нацелена на исследование упрощенного моделирования двухфазного течения в капиллярных каналах как основы для создания вычислительно эффективного и физически содержательного метода расчета ОФП, а также на анализ области применения полученной методики и границ, в которых справедливы используемые допущения. Для проверки корректности вычислений с использованием представленной модели было проведено сравнение результатов расчета со значениями, полученными аналитически для простейших случаев течения в каналах, и с результатами вычислений, выполненных с использованием программного пакета ANSYS Fluent для более сложных случаев, не имеющих аналитического решения.