Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2022. Том 8. № 4 (32)

Название: 
Разработка установки для изучения течения жидкости в микрокапиллярах


Для цитирования: Велижанин А. А. Разработка установки для изучения течения жидкости в микрокапиллярах / А. А. Велижанин, Б. В. Григорьев, С. Г. Никулин, Д. А. Важенин, Д. В. Вахнина // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2022. Том 8. № 4 (32). С. 66-80.

Об авторах:

Велижанин Артем Александрович, аспирант, Институт криосферы Земли СО РАН; artem.velizhanin@mail.ru

Григорьев Борис Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры прикладной и технической физики, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; b.v.grigorev@utmn.ru

Никулин Сергей Геннадьевич, заведующий базовой кафедры расходометрии нефти и газа, Тюменский государственный университет; s.g.nikulin@utmn.ru

Важенин Денис Александрович, ведущий инженер кафедры механики многофазных систем, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; vazhenin_1987@mail.ru

Вахнина Дарья Владимировна, инженер кафедры прикладной и технической физики, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; d.v.vakhnina@utmn.ru

Аннотация:

Статья посвящена созданию установки для изучения течения флюидов по микрокапиллярам. Данная установка представляет научный интерес для разработки цифровых моделей течения нефтяного флюида по поровому пространству горной породы. Уточнение параметров гидродинамического моделирования позволит более точно подбирать технологию по извлечению из недр запасов углеводородного сырья. Целью данной работы является создание установки и отработка технологии по исследованию течений в микрокапиллярах. Для достижения поставленной цели собрана выборка томографических снимков проб керна и на основании снимков выявлено три основных формы каналов, в соответствии с которыми изготовлены микрокапилляры из цилиндрических стеклянных трубок. Выбраны флюиды для прокачки через созданные капилляры. В ходе работы собрана установка для изучения течения жидкости в микрокапиллярах, тестирование которой позволило выявить и проанализировать ее недостатки и особенности работы. Улучшение собранной установки обеспечило получение более объемных данных по происходящим процессам в исследуемом микрокапилляре. Отработана методика проведения экспериментов и фиксации регистрируемых параметров, реализован автоматизированный сбор данных с датчика перепада давления с возможностью визуального контроля с помощью персонального компьютера. Дальнейшая модернизация разработанной установки может позволить проводить исследования на пучке капилляров разных форм, имитирующей сеть каналов реальной горной породы. Результатом данной работы является создание экспериментальной установки, позволяющей изучать течение жидкостей в микрокапиллярах различной формы. Сопоставление результатов между сериями экспериментов показало высокую степень повторяемости, что исключает погрешности проводимых измерений. Проведен анализ полученных данных и их сопоставление с теоретическими расчетами.

Список литературы:

  1. Велижанин А. А. Нестационарность течения жидкости в цилиндрических капиллярах / А. А. Велижанин, О. А. Симонов // Актуальные проблемы нефти и газа. 2016. № 2 (14). С. 17.
  2. ГОСТ 21400-75. Стекло химико-лабораторное. Технические требования. Методы испытаний. М.: Стандартинформ, 2011.
  3. Мазаев В. В. Двухфазная фильтрация жидкостей в пористых гидрофильных средах, модифицированных кремнийорганическими гидрофобизаторами: дисc. канд. техн. наук / В. В. Мазаев. ТюмГНГУ, 2004. 185 с.
  4. Ребров Е. В. Режимы двухфазного течения в микроканалах / Е. В. Ребров // Теоретические основы химической технологии. 2010. Том 44. № 4. С. 371-383.
  5. Семихин В. И. Исследование формирования структуры течения в круглых горизонтальных трубках / В. И. Семихин, Р. В. Малюгин, Д. Д. Коровин //
    Ползуновский вестник. 2020. № 4. С. 95-99. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2020.04.018
  6. Riddick J. A. Organic Solvents: Physical Properties and Methods of Purification / J. A. Riddick, W. B. Bunger, T. K. Sakano. New York: Wiley, 1986. 1325 p.