Том 336 № 5 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/5/4732
Разработка коллекции микрофлюидных чипов для изучения многофазных потоков в задачах нефтегазовой индустрии
Актуальность. Микрофлюидные чипы, имитирующие структуру горной породы, являются одним из немногочисленных методов, позволяющих визуализировать микромасштабные гидродинамические процессы, протекающие в пористых средах. Целью данной работы является описание методики разработки микрофлюидных чипов-моделей горных пород с различной проницаемостью и характеристиками смачиваемости, на основе которой была разработана коллекция микрофлюидных чипов, которую рекомендовано использовать для решения задач в нефтегазовой индустрии. Методы. Для реализации поставленной цели применялись методы лабораторного и численного моделирования. Предложены и апробированы на практике новые алгоритмы построения искусственных топологий пористых тел с изотропными и анизотропными характеристиками проницаемости, а также адаптирована методика оцифровки натуральных изображений для получения на их основе топологий чипов. Результаты и выводы. Полученные результаты демонстрируют успешную реализацию рассматриваемой методики. С ее помощью были разработаны различные топологии чипов-моделей, имитирующих горную породу, которые и легли в основу разработки коллекции. Особое внимание было уделено созданию топологий, направленных на изучение течения жидкости в зоне трещины гидроразрыва пласта и буровых растворов, а также для моделирования течений на масштабе отдельных пор в районах трещин и стыков пород с разными фильтрационно-емкостными характеристиками. Основным выводом исследования является то, что созданную коллекцию микрофлюидных чипов рекомендовано использовать для лабораторного моделирования физико-химических процессов в прискважинной зоне, а также для тестирования разрабатываемых математических моделей и верификации численных алгоритмов.
Ключевые слова:
микрофлюидика, пористая среда, керн, моделирование в масштабе пор, методика, алгоритмы
