738

В статье рассматривается задача, связанная с процессами фильтрации жидко-
сти (вода, нефть) в многослойных взаимодействующих напорных пористых средах,
прогнозирования уровня грунтовых вод любого района за необходимый период вре-
мени с учетом неоднородности пласта в плане уклона водоупора, инфильтрационно-
го питания или испарения и других гидрогеологических, гидротехнических и при-
родных условий, а также разработки оптимальной схемы расположения скважин
вертикального дренажа для защиты территории и разработки нефтяных и газовых
месторождений. Для правильного выбора стратегии решения задач проанализиро-
ваны научно-исследовательские работы по математическому моделированию, вы-
полненные за последние 5-10 лет. Для решения вышеуказанной задачи разработаны
математическая модель, численный алгоритм, описывающий системой дифференци-
альных уравнений в частных производных и соответствующих им начальных, крае-
вых и внутренних условий. На основе разработанного математического обеспечения
рассматриваемого процесса, проведены вычислительные эксперименты на ЭВМ, ре-
зультаты которых приведены в виде графических объектов и таблиц. Приведены
подробный анализ проведенных численных расчетов и выводы, связанные с ними,
и предложены схемы размещения и мощности скважин вертикального дренажа по
защите от потопления орошаемых и неорошаемых территорий. Используя предлага-
емый математический инструмент, можно получить прогнозные уровни грунтовых
вод любого района за необходимый период времени с учетом целого ряда гидрогео-
логических, гидротехнических факторов.

  • Количество прочтений690
  • Дата публикации16-02-2020
  • Язык статьиRus
  • Страницы28-49
English

The article considers the problem associated with the processes of filtering fluid
(water, oil) in multilayer interacting pressure-sensitive porous media, predicting the
groundwater levels of any region for the required period of time, taking into account
the heterogeneity of the formation in plan, slope of the aquifill, infiltration feed or evap-
oration, and other hydrogeological, hydraulic and environmental conditions, as well as
to develop the optimal layout of vertical drainage wells for the protection of the territory
and the development of oil and gas places ozhdenii. In order to make the right choice
of a strategy for solving problems, the research analyzes mathematical modeling, the
performance over the past 5-10 years, associated with the processes of filtering liquids in
multilayer porous media. In order to solve the above problem, a mathematical model is
developed, a numerical algorithm that describes a system of partial differential equations
and the corresponding initial, boundary, and internal conditions. Based on the devel-
oped mathematical support of the process under consideration, computer experiments
were conducted on computers, the results of which are shown in the form of graphical
objects and tables. At the end of the article, a detailed analysis of the numerical calcula-
tions and conclusions related to it are presented, and the layout and capacity of vertical
drainage wells for protection against flooding of irrigated and non-irrigated territories
are proposed. Using the proposed mathematical tool, it is possible to obtain predicted
groundwater levels of any region for the required period of time, taking into account a
number of hydrogeological and hydraulic factors.

Русский

В статье рассматривается задача, связанная с процессами фильтрации жидко-
сти (вода, нефть) в многослойных взаимодействующих напорных пористых средах,
прогнозирования уровня грунтовых вод любого района за необходимый период вре-
мени с учетом неоднородности пласта в плане уклона водоупора, инфильтрационно-
го питания или испарения и других гидрогеологических, гидротехнических и при-
родных условий, а также разработки оптимальной схемы расположения скважин
вертикального дренажа для защиты территории и разработки нефтяных и газовых
месторождений. Для правильного выбора стратегии решения задач проанализиро-
ваны научно-исследовательские работы по математическому моделированию, вы-
полненные за последние 5-10 лет. Для решения вышеуказанной задачи разработаны
математическая модель, численный алгоритм, описывающий системой дифференци-
альных уравнений в частных производных и соответствующих им начальных, крае-
вых и внутренних условий. На основе разработанного математического обеспечения
рассматриваемого процесса, проведены вычислительные эксперименты на ЭВМ, ре-
зультаты которых приведены в виде графических объектов и таблиц. Приведены
подробный анализ проведенных численных расчетов и выводы, связанные с ними,
и предложены схемы размещения и мощности скважин вертикального дренажа по
защите от потопления орошаемых и неорошаемых территорий. Используя предлага-
емый математический инструмент, можно получить прогнозные уровни грунтовых
вод любого района за необходимый период времени с учетом целого ряда гидрогео-
логических, гидротехнических факторов.

№ Название ссылки
1 Иванов М. И., Кремер И. А., Лаевский Ю.М. Об упрощенной схеме по ветру решения задачи фильтрации. Сибирские электронные математические сводки, 2019. C. 757–776.
2 Конюхов В., Конюхов И., Чекалин А. Численная модель, алгоритмы и программное обеспечение для количественной оценки импульсно-амплитудного воздействия имплозии на пористо-трещиноватую среду в нижней части скважины. Материалы симпозиума IEEE *Восток-Запад 3, 2018.
3 Невмержицкий Ю. Разработка моделей для моделирования фильтрации в нелинейных средахи. Proceedings Ежегодная техническая конференция и выставка SPE, 2018.
4 Казаков А. Л., Лемперт А. А., Орлов С. С., Орлов С. С. О точных решениях типа тепловой волны с логарифмическим фронтом для уравнения пористой среды. Физический журнал: серия конференций, 2017.
5 Sun Z., Вэнь J., Luo X., Du W., Liang Z., Fu K. Улучшенная CFD модель потока газа и перехвата частиц в волокнистом материале. Китайский журнал химического машиностроения, 2017 C. 264–273.
6 Олийнык А., Штайер Л., Белей О., Стасюк Р., Ясинецкая И. Моделирование процессов фильтрации в почвах прямоугольной формы с использованием Дарси. Восточно-европейский журнал корпоративных технологий 2017. C. 24–30.
7 Abdelfatah E., Pournik M., Shiau B. JB, Harwell J. Моделирование сопряженного транспорта, агрегации и гелеобразования in situ наночастиц в пористых средах. 2017.
8 Хуан Х., Ван К., Чжао Х. Численное исследование перепада давления и эффективности диффузионного сбора нескольких типичных некруглых волокон при фильтрации Powder Technology. 2016. C. 232–241.
9 Бомба А., Синчук А. Моделирование влияния гидроразрыва на процесс вытеснения флюида из малопроницаемых осадочных пород. Восточноевропейский журнал корпоративных технологий, 2016. C. 49-55.
10 Guadarrama-Lara R., Jia X., Fairweather M. Мезомасштабная модель для взаимодействия жидкости с микроструктурой. Регия инжиниринг 2015. C. 1356–1365.
11 Ли Х., Ли Ко. Создание многослойной сетки и разработка пользовательских подпрограмм на основе эйлерово-эйлерова подхода для визуализации фильтрации сажи в трехмерной модели фильтра твердых частиц. Международный журнал исследований двигателей. 2014. C. 980–992.
12 Zamani A., Maini B. Flow of dispersed particles through porous media − Deep bed filtration. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2009. C. 71–88.
13 Mackley MR, Sherman NE Механизмы и кинетика фильтрации в поперечном потоке. Химическая наука, 1992. C. 3067–3084.
14 Равшанов Н., Хуррамов И., Аминов С. М Математическое моделирование процесса водно-солевого транспорта в почвах. Физический журнал: серия конференций. 2019.
15 Васильева М. В., Григорьев А. В., Калинкин А. А. Математические модели течения жидкости в трещиновато-пористых средах. Санкт-Петербург. 2016. C. 778–782.
16 Guadarrama-Lara R., Jia X., Fairweather M. Мезомасштабная модель для взаимодействия жидкости с микроструктурой. Регия инжиниринг 2015. C. 1356–1365.
17 Виноградов Я., Загоровский А., Богачев К., Милютин С., Горбатко Е., Долгов Я. Лабораторное и численное исследование процесса растворения засоленных обломочных коллекторов. Общество инженеров-нефтяников − Российская нефтегазовая технологическая конференция SPE. 2015
18 Джамалбеков М. А. Математическое моделирование разработки газоконденсатного пласта в релаксно-сжимаемых пластах 2012. C. 30–35.
19 Ахметзянов А. В., Ибрагимов И. И., Ярошенко Е. А. Интегрированные гидродинамические модели процессов разработки нефтяных месторождений. Автоматизация и дистанционное управление, 2012. C. 1065–1074.
20 Ахмед-Заки Д.Ж. Математическое моделирование процесса водно-солевого транспорта в почвах. Об одной проблеме двухфазной фильтрации смеси в пористых средах с тепловым воздействием. 2010. C. 29–33
21 Степанов С., Васильев В. Моделирование призабойной зоны пласта с использованием аналитического и численного подхода. 2010.
22 Ибрагимов М. М. Эффективность обводнения залежи нефти. 2008.
23 Шандрыгин А.Н., Родин Е.В. Численное моделирование нелинейной фильтрации сжимаемой жидкости в трещиноватых пористых коллекторах. 1988.
В ожидании