بررسی رفتار غیرخطی جریان نفت درون شکستگی های سنگی دارای زبری با تکیه بر شبیه سازی سه بعدی معادلات ناویه-استوکس

Abstract

در این مقاله، تاثیر جریان غیرخطی نفت درون شکستگی های سنگی بر پارامترهای هیدرولیکی و با هدف ارزیابی انحراف رفتار هیدرولیکی شکستگی ها از قانون دارسی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، جریان نفت در داخل شکستگی سه بعدی دارای دیواره های زبر برای دامنه وسیعی از دبی حجمی جریان عبوری و با استفاده از حل عددی همزمان معادلات ناویه-استوکس و پیوستگی به روش حجم محدود شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از این مقاله نشان می دهد که جریان نفت درون شکستگی های سنگی دارای رفتار غیرخطی بوده و به همین دلیل، دهانه هیدرولیکی و نفوذپذیری شکستگی پارامترهای ثابت (مستقل) نبوده و کاملا به میزان دبی جریان عبوری از شکستگی وابسته هستند. در حقیقت، با افزایش سرعت جریان در داخل شکستگی ها، مقادیر دهانه هیدرولیکی شکستگی و نفوذپذیری بطور غیرخطی کاهش می یابند که مقدار کاهش نسبی این دو پارامتر برای شکستگی های مورد مطالعه در این مقاله بترتیب در بازه 10 و 20 درصد بوده است. همچنین، نتایج حاصل از برازش قوانین دارسی و فورچی میر به نتایچ حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که رفتار جریان در شکستگی ها سنگی توسط قانون فورچی میر بخوبی توصیف می شود بگونه ای که دقت قانون فورچی میر برای توصیف رفتار جریان نفت در شکستگی مورد بررسی بیش از 98% بوده در حالی که خطای قانون دارسی به بیش از 27% نیز می رسد.