ارایه یک مدل اجزای محدود برای شبیه سازی جریان در اطراف چاه با الگوی مارپیچی مشبک کاری ها

در یک چاه مشبک کاری شده، سیالات از طریق آرایه ای از تونل های مشبک کاری به درون چاه وارد می شوند. معمولا این مشبک کاری ها با الگویی مارپیچی در اطراف گمانه چاه توزیع می شوند. مدل های عددی موجود برای شبیه سازی جریان سیالات تولیدی به درون چاه های قائم غلاف دار مشبک کاری شده دارای شرایط مرزی پیچیده ای بوده و یا از زیاد بودن هزینه های محاسباتی رنج می برند. این مقاله یک مدل اجزای محدود ساده و در عین حال کارآمد را برای شبیه سازی جریان در اطراف یک چاه با تقارن مارپیچی مشبک کاری ها را ارایه می دهد. در مدل پیشنهادی با استفاده از تقارن فقط لازم است ضخامتی از بازه مشبک کاری که شامل یک تونل مشبک کاری است مش بندی شود. زاویه فیزینگ بین مشبک کاری های مجاور از طریق اعمال شرایط مرزی دوره ای به مرزهای بالایی و پایینی ضخامت مفسر مخزن در نظر گرفته شده است. این شرایط مرزی شامل بخش های فشار-دوره ای و سرعت-دوره ای است. بر خلاف بخش فشار-دوره ای، روش اعمال شرایط سرعت-پریودیک برای مسئله جریان تک متغیره مبهم است. در این راستا ثابت می شود که در مدل پیشنهادی شرایط سرعت دوره ای به صورت خودکار به شکل ضعیف ارضاء می شود. دقت و کارایی محاسباتی مدل پیشنهادی از طریق مقایسه با مدل های موجود صحت سنجی شده است. نتایج مدل در قالب ضریب پوسته با مدل نیمه تحلیلی متداول نیز مقایسه شده و انطباق مناسبی مشاهده شده است. مدل پیشنهادی می تواند به عنوان یک ابزار عددی مناسب برای بررسی جریان ورودی به چاه با آرایش مارپیچی مشبک کاری ها استفاده شود.