Математическое моделирование термомеханического поведения непроницаемой пористой среды

Проведено математическое моделирование поведения пористой среды с изолированными пустотами, заполненными химически активным веществом, в рамках математической модели термомеханического поведения матрицы и термохимических процессов в порах. Для описания поведения среды использованы трехмерные уравнения термомеханики. Процессы в порах описаны сосредоточенной моделью с учетом химических реакций и фазового равновесия. Кратко описана математическая модель среды и соответствующий вычислительный алгоритм. Приведены результаты параметрических расчетов с использованием реалистичных теплофизических и термодинамических параметров, компонентного состава органического вещества внутри пор (продуктов термодеструкции керогена) и химических реакций, которые демонстрируют необходимость применения комплексных, связанных моделей для описания рассматриваемого класса процессов

Литература

[1] Lake L.W. Enhanced oil recovery. Society of Petroleum Engineers, 2010.

[2] Lake L.W., Johns R., Rossen B., et al. Fundamentals of enhanced oil recovery. Society of Petroleum Engineers, 2014.

[3] Catalano E., Chareyre B., Cortis A., et al. A pore-scale hydro-mechanical coupled model for geomaterials. II Int. Conf. PARTICLES 2011. URL: https://pdfs.semanticscholar.org/8f8b/f95bd79030ba0ec0361680e901f3a569d67a.pdf (дата обращения: 15.09.2019).

[4] Saenger E.H., Enzmann F., Keehm Y., et al. Digital rock physics: effect of fluid viscosity on effective elastic properties. J. Appl. Geophys., 2011, vol. 74, iss. 4, pp. 236--241. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2011.06.001

[5] Lan H., Martin C.D., Hu B. Effect of heterogeneity of brittle rock on micro-mechanical extensile behavior during compression loading. J. Geophys. Res., 2010, vol. 115, iss. B1, art. B01202. DOI: https://doi.org/10.1029/2009JB006496

[6] Cao H., Boyd A., Da Silva Simoes V. Numerical simulation of the elastic properties of porous carbonate rocks. 13th Int. Cong. of the Brazilian Geophysical Society, 2013. DOI: https://doi.org/10.1190/sbgf2013-224

[7] Алексеев М.В., Кулешов А.А., Савенков Е.Б. Математическая модель поведения непроницаемой пористой среды при температурном воздействии. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша, 2017, № 35. 34 c. DOI: 10.20948/prepr-2017-35

[8] Алексеев М.В., Кулешов А.А., Савенков Е.Б. Термомеханическая модель непроницаемой пористой среды с химически активным наполнителем. Матем. моделирование, 2017, т. 29, № 12, с. 117--133.

[9] Alekseev M.V., Savenkov E.B., Sudobin N.G. Mathematical modeling of thermo-mechanical behavior of porous impermeable medium with active filler. In: Physical and Mathematical Modeling of Earth and Environment Processes 2017. Springer, 2018. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-77788-7_22

[10] Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Математические модели термомеханики. М., ФИЗМАТЛИТ, 2002.

[11] Баталин О.Ю., Брусиловский А.И., Захаров М.Ю. Фазовые равновесия в системах природных углеводородов. М., Недра, 1992.

[12] Reid R.C., Prausnitz J.M., Sherwood T.K. The properties of liquids and gases. McGraw-Hill, 1977.

[13] Bauman J.H., Deo M. Simulation of a conceptualized combined pyrolysis, in situ combustion, and CO₂ storage strategy for fuel production from green river oil shale. Energy & Fuels, 2012, vol. 26, no. 3, pp. 1731--1739. DOI: https://doi.org/10.1021/ef2017072

[14] Краснов К.С., ред. Физическая химия. T. 1, 2. М., Высш. шк., 2001.

[15] Mollerup J.M., Michelsen M.L. Calculation of thermodynamic equilibrium properties. Fluid Phase Equilib., 1992, vol. 74, pp. 1--15. DOI: https://doi.org/10.1016/0378-3812(92)85049-E

[16] Behar F., Roy S., Jarvie D. Artificial maturation of a type I kerogen in closed system: mass balance and kinetic modelling. Org. Geochem., 2010, vol. 41, iss. 11, pp. 1235--1247. DOI: https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2010.08.005

[17] Ru X., Cheng Z., Song L., et al. Experimental and computational studies on the average molecular structure of Chinese Huadian oil shale kerogen. J. Mol. Struct., 2012, vol. 1030, pp. 10--18. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2012.07.027

[18] Кокорев В.И., Судобин Н.Г., Полищук А.М. и др. Термодеструкция керогена битуминозных пород тутлеймской (баженовской) свиты месторождений Красноленинского района. Матер. II междунар. науч. симп. "Теория и практика применения методов увеличения нефтеотдачи пластов". Т. 1. М., ВНИИнефть, 2009, с. 45--49.