ИСТИНА

При лабораторных исследованиях фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) образцы горной породы стандартного цилиндрического типоразмера подвергают трехосному сжатию в установке высокого давления. Обеспечивается поток флюида за счет разницы поровых давлений, приложенных к торцам образца. Технологические ограничения не позволяют обеспечить приток флюида через всю площадь торца, что приводит к систематической ошибке при расчете проницаемости. Данный эффект становится тем существеннее, чем меньше проницаемость образца. При низких значениях проницаемости, близких к значениям, актуальным на текущем этапе разработки месторождений, эффект граничных условий становится достаточно значимым, чтобы разработать подход к его учету. В работе представлены результаты численного моделирования процесса фильтрации с упором на область рядом с торцом. В данной области наиболее значимо влияние геометрии канала подвода жидкости на результаты эксперимента ввиду искривления линий тока и хрупкого разрушения образца. Эти эффекты являются основным предметом исследования в данной работе. Было проведено численное моделирование процесса фильтрации через образец с различными схемами подведения жидкости к торцам. Моделирование проводилось в рамках пороупругой модели, методом конечных элементов. Выполнен анализ влияния на исследуемый образец следующих параметров: фильтрационно-емкостных и механических свойств породы, геометрических характеристик схем подвода жидкости. Была поставлена задача поиска оптимальной геометрии подвода жидкости для минимизации ошибки, наведенной граничными эффектами. Естественным результатом решения задачи явилось максимальное устранение граничного эффекта путем увеличения площади подвода жидкости. С другой стороны, такой результат приводит к росту малой зоны хрупкого разрушения образца рядом с торцом. Была выявлена необходимость минимизации этого эффекта, играющего роль ограничения сверху, наложенного на площадь подвода жидкости. Таким образом, оптимизация геометрии была выполнена при совместном учете двух условиях. Представленные в работе результаты по поиску оптимальной геометрии были получены путем множественных расчетов на нескольких типичных геометриях подвода жидкости. Рассматривается вопрос о возможности и целесообразности применения к решению задачи подходов параметрической и непараметрической оптимизации.