Конечно-разностный анализ плоскопараллельного и плоскорадиального потоков при упругом режиме фильтрации жидкости и газа

Теория фильтрации жидкостей и газов через пористые среды исторически применялась для решения большого количества прикладных проблем - от движения подземных вод до закономерностей консолидации биологических тканей. В работе рассмотрены две базовые задачи физики нефтяного и газового пластов - плоскопараллельный и плоскорадиальный потоки жидкости и идеального газа через пористый деформируемый скелет. В качестве уравнения фильтрации флюидов применяется линейный закон Дарси́. Определяющие соотношения для скелета включают в себя член, учитывающий влияние флюидного давления на его деформацию. В свою очередь определяющие соотношения для флюида учитывают влияние скелета на сжимаемость флюида. Таким образом, сформулирована связанная задача при упругом режиме фильтрации флюида. В работе выполнена верификация модели на основе аналитических решений, а также численных решений, полученных другими авторами. Показано, что полученные численные решения, а именно распределения порового давления, скоростей фильтрации и массовых расходов с высокой точностью совпадают с аналитическими решениями. Дополнительно рассмотрена фильтрация флюида через квазиизотропную среду. Показано, что наличие слоя с пониженной проницаемостью не приводит к нелинейности в распределении скорости для жидкости и в произведении плотности на скорость для газа, однако их значение при этом снижается. Профиль распределения давления, напротив, скачкообразно меняется при переходе от слоя к слою. Предложены новые формулы для определения эффективной проницаемости квазиизотропной среды на основе данных численного моделирования плоскопараллельного потока. Полученные результаты могут найти применение при расчете параметров эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.