Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Тема: Математическое моделирование гидроразрыва пласта и смежные вопросы транспорта многокомпонентных жидкостей

Автор: Сергей Валерьевич Головин (Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН)

Гидроразрывом пласта (ГРП) называется процесс инициации и развития трещины в горной породе под действием нагнетаемой под высоким давлени-ем жидкости. Примерами возникновения гидроразрыва являются естественные геологические процессы (вулканические трещины, вызванные потоками маг-мы), а также искусственные технологические воздействия, применяемые при стимуляции добычи углеводородов. Помимо методов классической теории хрупкого разрушения, моделирование трещин гидроразрыва включает описа-ние течения вязкой жидкости внутри трещины с одновременным раскрытием и удлинением трещины, обмен жидкостью между трещиной и пороупругим пластом, влияния порового давления на напряжения в пласте, транспорт мно-гокомпонентных жидкостей по трещине и другие факторы.

В докладе предложены математические модели физических процессов, происходящих при гидроразрыве пласта. Предметом моделирования являются: 1) динамика развития трещины гидроразрыва с учетом влияния порового дав-ления в пласте, критериев разрушения горной породы, неоднородности сжи-мающего горного давления и физических характеристик породы; 2) перенос многокомпонентных жидкостей по трещине гидроразрыва и в скважине, и их влияние на динамику раскрытия трещины; 3) многокритериальная оптимиза-ция параметров скважины с множественными ГРП; 4) экспериментальные установки для моделирования переноса проппанта в щели ГРП и раскрытия трещины ГРП в упругих материалах. Развитые модели имеют обобщение для описания гемодинамики сосудов головного мозга, позволяющее дать каче-ственное объяснение наблюдаемым клиническим данным.