ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы От редакционного совета из "Нелинейные и неравновесные эффекты в реологически сложных средах" Предлагаемая вниманию специалистов книга Хасанова М. М. и Булгаковой Г. Т. является результатом многолетних исследований авторов, посвященных исследованию нелинейных и неравновесных эффектов в процессах фильтрации в реологически сложных средах. Она может рассматриваться как развитие круга задач и методов, впервые предложенных А. X. Мирзаджанзаде. [c.5] Авторами рассматривается широкий класс феноменологических моделей применительно к системам нефтедобычи, включая моделирование течений неньютоновских жидкостей, неравновесную двухфазную фильтрацию в неоднородных средах, течения газированной жидкости в условиях неравновесности, проявления релаксационных свойств флюидов и т.д. [c.5] Результаты авторов вносят существенный вклад в развитие физикогидродинамических основ теории фильтрации и создание новейших технологических процессов нефтегазодобычи. [c.5] Азату Халиловичу Мирзаджанзаде, выдающемуся ученому и человеку посвящается. [c.6] Эффективность принятия решений при управлении процессами разработки месторождений нефти и газа в значительной мере определяется достоверностью гидродинамических расчетов показателей разработки залежей на стадиях анализа и проектирования. Важным условием обеспечения этого процесса является построение математических моделей фильтрации жидкостей и газа, адекватным образом описывающих свойства реальных систем нефтедобычи. При этом в связи с расширением диапазона изменения термодинамических и геологических характеристик месторождений углеводородов и стремлением к интенсификации нефтегазодобычи растет потребность в расширении класса рассматриваемых фильтрационных моделей. [c.6] Процессы разработки нефтегазовых месторождений связаны с движением многофазных многокомпонентных сред, которые характеризуются неравновесными и нелинейными реологическими свойствами. [c.6] Реальное поведение пластовых систем определяется сложностью реологии движущихся жидкостей и морфологического строения пористой среды, а также многообразием процессов взаимодействия между жидкостью и пористой средой. [c.6] Учет этих факторов приводит к обогащению физического содержания моделей фильтрации за счет нелинейности, неравновесности и неоднородности, присущих реальным системам. При их рассмотрении выявляются новые синергетические эффекты (потеря устойчивости с возникновением колебаний, образование упорядоченных структур и т.д.), которые подтверждаются специально поставленными экспериментами и позволяют предложить новые методы контроля и управления сложными природными системами. [c.6] Пластовая система представляет собой сложную динамическую систему для анализа, проектирования и управления которой необходимы подходы, основанные на принципах и методах теории больших систем [147]. В соответствии с принципом целостности для описания большой системы недостаточно одной, пусть даже самой изощренной модели. Необходимо использование целой иерархии моделей, способных адекватно описать различные уровни организации системы. [c.6] При построении математической модели реального объекта исследователь привлекает большой объем априорной информации, сформулированной в виде универсальных физических законов (например, законов сохранения массы, энергии, уравнений движения и т.д.), феноменологических и полуэмпирических законов (например, законов Дарси и Фурье в теории фильтрации и теплопроводности, Дарси-Вейсбаха в трубной гидравлике и т.д.), а также чисто эмпирических законов (например, формул, определяющих зависимость давления насыщения от температуры и мольного состава газа). К априорной информации относится также информация, содержащая данные об объектах, аналогичных рассматриваемому, а также интуитивные представления исследователя и заключения экспертов. Как правило, эта информация менее формализована, чем физические и эмпирические законы. [c.7] Совершенно обязательным является также использование данных активных и пассивных экспериментов. Под последними понимают данные, полученные в ходе текущей (нормальной) эксплуатации объекта. [c.7] Как уже отмечалось, для целостного описания сложного природного объекта необходимо привлечение целого ансамбля моделей (в [39] говорится о зоопарке моделей), различающихся по степени строгости и детализации описания объекта. [c.7] По степени строгости (или, скорее, по способу вывода) могут быть выделены два типа моделей идентификационные и дедуктивные. [c.7] Идентификационными называются модели, структура и параметры которых восстанавливаются (как характеристики черного ящика) на основе анализа промышленной информации. Часто эти модели имеют форму вход-выходных соотношений самой различной природы (функциональных, дифференциальных, интегродифференциальных и т.д.). [c.7] Дедуктивные модели выводятся из общих законов физики с использованием феноменологических, полуэмпирических и эмпирических законов. Модели такого рода принято также называть детерминированными [147]. [c.7] За первым этапом следить бессмысленно в виду возможного возникновения неустойчивых состояний и кратковременной продолжительности. [c.8] Исследование второго этапа необходимо и не представляет особых трудностей, а главное состоит в том, что независимо от ошибок в начальных данных система неизбежно переходит в это конечное состояние. [c.8] В связи с неустойчивостью и сложностью динамических систем при их описании проявляется ограниченность детерминированного подхода, который не способен описать не только различные уровни организации систем, но и взаимодействие между этими уровнями. В этом случае возможен феноменологический подход к моделированию сложных динамических систем. [c.8] В настоящей монографии представлены в основном феноменологические модели в применении к системам нефтегазодобычи. В этих моделях законы природы дополнены уравнениями связи. [c.8] Исследования последних лет показывают, что явления в реологически сложных средах часто обнаруживают масштабную инвариантность (фрактальность) пространственных и временных свойств. Это обстоятельство позволяет выработать некоторые общие методы моделирования сложнопостроенных сред и в ряде случаев облегчает описание протекающих в них процессов. [c.8] Вернуться к основной статье