Заседание семинара "Общеинститутский семинар" 08.11.2016 в 11-00. "Математическое моделирование гидроразрыва пласта и смежные вопросы транспорта многокомпонентных жидкостей", Головин С.В.

Гидроразрывом пласта (ГРП) называется процесс инициации и развития трещины в горной породе под действием нагнетаемой под высоким давлением жидкости. Примерами возникновения гидроразрыва являются естественные геологические процессы (вулканические трещины, вызванные потоками магмы), а также искусственные технологические воздействия, применяемые при стимуляции добычи углеводородов. Помимо подходов классической теории хрупкого разрушения, моделирование трещин гидроразрыва включает описание течения вязкой жидкости внутри трещины с одновременным раскрытием и удлинением трещины, обмена жидкостью между трещиной и пороупругим пластом, влияния порового давления на напряжения в пласте, транспорта многокомпонентных жидкостей по трещине и других факторов.

В докладе предложены математические модели физических процессов, происходящих при гидроразрыве пласта. Предметом моделирования являются: 1) динамика развития трещины гидроразрыва с учетом влияния порового давления в пласте на обмен жидкостью и изменение напряжений в окрестности трещины, критериев разрушения горной породы, неоднородности сжимающего горного давления и физических характеристик породы; 2) перенос многокомпонентных жидкостей по трещине гидроразрыва и его влияние на динамику раскрытия трещины; 3) прогноз дебита скважины с множественными гидроразрывами пласта; 4) определения физических параметров пласта и характеристик трещины на основе анализа нестационарных волновых процессов.

Кроме того, на основе развитых подходов предложена модель гемодинамики сосудов головного мозга, позволяющая дать качественное объяснение экспериментальным фактам: фазовому сдвигу между волнами скорости и давления в относительно тонких сосудах, противоположному знаку фазового сдвига в артериальной и венозной сетях, изменению характера диаграмм скорость-давление при оперативном воздействии.