Анализ влияния неоднородности на основные параметры пористых сред в масштабе пор

Авторы

  • D. A. Bolysbek КазНУ им. Аль-Фараби
  • B. K. Assilbekov
  • Zh. K. Akasheva
  • K. A. Soltanbekova

DOI:

https://doi.org/10.26577/JMMCS.2021.v112.i4.06
        68 63

Ключевые слова:

моделирование поровой сети, прямое численное моделирование, уравнение Козени-Кармана, проницаемость, пористость

Аннотация

В данной статье было проведено исследование по анализу неоднородности пористой среды, особенно ее влияния на основные характеристики. Для этой цели использовались компьютерные версии реальных пористых моделей, которые были доступны в открытом доступе. Эти модели содержат несколько срезов в трех направлениях. Перестроение и обработка моделей производились с помощью програмного обеспечния Avizo. Для анализа влияния неоднородности пористой среды на основные параметры каждая модель разбивалось на несколько геометрически одинаковых частей. Эти параметры были рассчитаны с использованием вычислительного метода моделирования поровой сети (МПС) и метода Козени-Кармана (КК) с целью сопоставления. Кроме того, эти два метода были сопоставлены с доступными данными из метода прямого численного моделирования (МЧМ). Согласно анализу, было установлено хорошее соответствие между МПС и МЧМ для моделей песчаника, в то время как метод КК показал расхождение с МЧМ. Для карбонатных моделей было замечено расхождение между МПС и МЧМ, в то время как метод КК показал очень хорошее совпадение с МЧМ. Соотношение между параметрами для каждых частей показало неоднородный характер для карбонатной модели.

Библиографические ссылки

[1] Huang S.Y., Wu Y.Y., Meng X.B., "Recent advances on microscopic pore characteristics of low permeability sandstone reservoirs" Adv. Geo-Energy Res., (2018): 122-134, https://doi.org/10.26804/ager.2018.02.02.
[2] Rodriguez E.F., Giacomelli F., Vazquez A., "Permeability–porosity relationship in RTM for different fiberglass and natural reinforcements" J. Compos. Mater., 38 (2004): 259–268, https://hdl.handle.net/2122/2258.
[3] Lai J., Wang G.W., Cao J., "Investigation of pore structure and petrophysical property in tight sandstones" Mar. Pet. Geol., 91 (2018): 179-189.
[4] Mavko G., Nur A., "The effect of a percolation threshold in the Kozeny–Carman relation" Geophysics, 62 (1997): 1355-1673, https://doi.org/10.1190/1.1444251.
[5] Lai J., Wang G.W., Fan Z., "Insight into the pore structure of tight sandstones using NMR and HPMI measurements" Energy Fuels, 30 (2016): 13159–13178, https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.7b01816.
[6] Pape H., Clauser C., Iffland J., "Variation of permeability with porosity in sandstone diagenesis interpreted with a fractal pore space model" Pure Appl. Geophys., 157 (2000): 603–619, https://doi.org/10.1007/PL00001110.
[7] Civan F., "Scale effect on porosity and permeability: kinetics, model and correlation" AIChE J., 47 (2001): 271–287, https://doi.org/10.1002/aic.690470206.
[8] Knackstedt M.A., Latham S., Madadi M., "Digital rock physics: 3D imaging of core material and correlations to acoustic and flow properties" Lead. Edge, 28(1) (2009): 28-33, https://doi.org/10.1190/1.3064143.
[9] Taron J., Elsworth D., Min K.B., "Numerical simulation of thermal-hydrologic-mechanical-chemical
processes in deformable, fractured porous media" Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 46(5) (2009): 842-854,
https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2009.01.008.
[10] Blunt M.J., Branko B., Dong H., "Pore-scale imaging and modelling" Adv. Water Resour., 51(1) 2013: 197-216,
https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2012.03.003.
[11] Song R., Wang Y., Liu J., Cui M., Lei Y., "Comparative analysis on pore-scale permeability prediction on
micro-CT images of rock using numerical and empirical approaches" Energy Sci. Eng., 7 (2019): 2842-2854,
https://doi.org/10.1002/ese3.465.
[12] Dong H., Blunt M. J., "Pore-network extraction from micro-computerized-tomography images" Phys. Rev. E., 80 (2009): 036307, https://doi.org/10.1103/PhysRevE.80.036307.
[13] Dong H., Fjeldstad S., Alberts L., Roth S., Bakke S., Oren P.-E., "Pore network modelling on carbonate: a comparative study of different micro-ct network extraction methods" International symposium of the society of core analysts, Society of Core Analysts, (2008): 1-12.
[14] Delerue J.-F., Lomov S. V., Parnas R., Verpoest I., Wevers M., "Pore network modeling of permeability for textile reinforcements" Polym. Compos., 24 (3) (2003): 344-357, https://doi.org/10.1002/pc.10034.
[15] Balhoff M.T., Wheeler M.F., "A predictive pore-scale model for non-Darcy flow in porous media" SPE, 14(04) (2009): 579-587, https://doi.org/10.2118/110838-PA.
[16] Xiong Q.R., Todor B., Andrey P.J., "Review of pore network modelling of porous media: experimental
characterisations, network constructions and applications to reactive transport" J. Contam. Hydrol., 192 (2016): 101-117, https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2016.07.002.
[17] Imperial College of London. Micro-CT Images and Networks. https://www.imperial.ac.uk/earthscience/research/research-groups/pore-scale-modelling/micro-ct-images-and-networks/.
[18] Dong H., "Micro-CT imaging and pore network extraction" J (Doctor Thesis, London, UK: Imperial
College London., (2007), https://www.imperial.ac.uk/media/imperial-college/faculty-of-engineering/earth-science-andengineering/recovered-files/33551696.PDF.
[19] Nordahl K., Ringrose P.S., "Identifying the representative elementary volume for permeability in heterolithic deposits using numerical rock models" Math. Geosci., 40 (2008): 753-771, https://doi.org/10.1007/s11004-008-9182-4.
[20] Latief F., Fauzi U., "Kozeny-Carman and empirical formula for the permeability of computer rock models" Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 50 (2012): 117-123, https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2011.12.005

Загрузки

Опубликован

2021-12-31

Как цитировать

Bolysbek, D. A., Assilbekov, B. K., Akasheva, Z. K., & Soltanbekova, K. A. (2021). Анализ влияния неоднородности на основные параметры пористых сред в масштабе пор. Вестник КазНУ. Серия математика, механика, информатика, 112(4). https://doi.org/10.26577/JMMCS.2021.v112.i4.06