Моделирование пропитки пористой среды с помощью двумерной сетевой модели
Автор: Шаббир К., Извеков О.Я., Вамси Б.
Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Рубрика: Информатика и управление
Статья в выпуске: 2 (62) т.16, 2024 года.
Бесплатный доступ
Реализована двумерная сетевая модель (network model) двухфазных течений в неод-ноднородной пористой среде, состоящей из двух подсистем: низко проницаемого блока с тонкими капиллярами, окруженного областью высокопроницаемой среды с толстыми капиллярами. Рассматривается задача установления капиллярного равновесия в результате противоточной пропитки блока. Считается, что в начальный момент времени высокопроницаемая и низко проницаемая части пористой среды насыщены смачивающей и несмачивающей несжимаемой жидкостью соответственно. В численных расчетах на основе сетевой модели исследуется зависимость от времени насыщенности подсистем смачивающей жидкостью и зависимость капиллярного давления от текущей насыщенности. Получено качественное соответствие известным экспериментальным и теоретическим результатам, что в дальнейшем позволит использовать модель для верификации осредненных моделей капиллярной неравновесности.
Пропитка, капиллярное давление, многофазный поток, сетевые модели
Короткий адрес: https://sciup.org/142242592
IDR: 142242592 | УДК: 532.685
Modeling imbibition in porous media using a two-dimensional network model
A two-dimensional network model of two-phase flow in a heterogeneous porous media consisting of two regions is implemented: a region of low-permeability with thin capillaries, surrounded by a region of high-permeability with thick capillaries. The case of capillary equilibrium being established as a result of countercurrent imbibition of a region is studied. Initially, the regions of high-permeability and low-permeability are saturated with wetting and non-wetting incompressible fluids, respectively. Numerical calculations based on this network model examining the dependence of saturation of wetting fluid with respect to time in the regions and the dependence of capillary pressure on the current saturation were performed. A qualitative agreement with known experimental and theoretical results has been obtained, which will further allow the model to be used to verify homogenized models of capillary nonequilibrium.
Список литературы Моделирование пропитки пористой среды с помощью двумерной сетевой модели
- Labed N., Bennamoun L., Fohr J. Experimental study of two-phase flow in porous media with measurement of relative permeability // Fluid Dvn. Mater. Process. Citeseer. 2012. V. 8, N 4. P. 423-436.
- Su В., Sanchez C., Yang X. Insights into hierarchically structured porous materials: from nanoscience to catalysis, separation, optics, energy, and life science // Hierarchically Structured Porous Materials. Wiley Online Library. 2012. P. 1-27.
- Coussy O. Poromechanics. John Wiley k, Sons, 2004. P. 315.
- Kondaypoe В.И. Механика и термодинамика насыщенной пористой среды. Москва: МФТИ, 2007. С. 309.
- Barenblatt G., Zheltov I., Kochina I. Basic concepts in the theory of seepage of homogeneous liquids in fissured rocks // Journal of applied mathematics and mechanics. Pergamon. 1960. V. 24, N 5. P. 1286-1303.
- Barenblatt G., Patzek Т., Silin D. The mathematical model of nonequilibrium effects in water-oil displacement 11 SPE journal. 2003. V. 8, N 4. P. 409-416.
- Hassanizadeh S. Continuum description of thermodynamic processes in porous media: Fundamentals and applications // Modeling Coupled Phenomena in Saturated Porous Materials. 2004. P. 179-223.
- Hassanizadeh S., Gray W. High velocity flow in porous media // Transport in porous media. Springer. 1987. V. 2. P. 521-531.
- Kondaurov V.I. The thermodynamicallv consistent equations of a thermoelastic saturated porous medium // Journal of applied mathematics and mechanics. Elsevier. 2007. V. 71, N 4. P. 562-579.
- Kondaurov V.I. A non-equilibrium model of a porous medium saturated with immiscible fluids // Journal of Applied Mathematics and Mechanics.Elsevier. 2009. V. 73, N 1. P. 88102.
- Chen S., Doolen G. Lattice Boltzmann method for fluid flows // Annual review of fluid mechanics. 1998. V. 30, N 1. P. 329-364.
- Blunt M. \et al.\. Pore-scale imaging and modelling // Advances in Water resources. Elsevier. 2013. V. 51. P. 197-216.
- Liu J., Lin L., Song R., Zhao J. A pore scale modeling of fluid flow in porous medium based on navier-stokes equation // Disaster Advances. 2013. V. 6. P. 5-11.
- Meakin P., Tartakovsky A. Modeling and simulation of pore-scale multiphase fluid flow and reactive transport in fractured and porous media // Reviews of Geophysics. WTilev Online Library. 2009. V. 47, N 3.
- Ramstad Т., Berg C., Thompson K. Pore-scale simulations of single-and two-phase flow in porous media: approaches and applications // Transport in Porous Media. Springer. 2019. V. 130. P. 77-104.
- Шаббир К. Моделирование двухфазного течения в пористых средах с использованием двумерной сетевой модели // Труды 65-й всероссийской научной конференции МФТИ. Москва: Физматкнига, 2023. Т. 78. С. 205-206.
- Fatt I. The network model of porous media. 3. Dynamic properties of networks with tube radius distribution // Transactions of the American institute of mining and metallurgical engineers. 1956. V. 207, N 7. P. 164-181.
