به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « rough-walled fractures » در نشریات گروه « مهندسی شیمی، نفت و پلیمر »

تکرار جستجوی کلیدواژه «rough-walled fractures» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مرتضی جوادی اصطهباناتی*
    در این مقاله جریان غیرخطی نفت درون شکستگی های سنگی و با تاکید بر روی عدد رینولدز بحرانی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، شبیه سازی جریان نفت در داخل شش شکستگی سه بعدی با هندسه های متفاوت با روش حجم محدود انجام و برای دامنه وسیعی از عدد رینولدز انجام شد. نتایج حاصل از شبیه سازی جریان از دیدگاه  قانون فورچی میر مورد ارزیابی قرار گرفت و ضرایب افت انرژی با مکانیسم های ویسکوز و اینرسی (ضرایب A و B فورچی میر) محاسبه شد. سپس، تاثیر ترم های خطی و غیرخطی از کل افت انرژی و وابستگی بین عدد بی بعد فورچی میر به عدد بی بعد رینولدز مورد بررسی قرار گرفت. درنهایت بر اساس جمع بندی نتایج مراحل پیش، مقدار بحرانی عدد بی بعد رینولدز برای شروع جریان غیرخطی در هر یک از شکستگی ها تعیین شده است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد، قانون فورچی میر با دقت بسیار زیادی با نتایج شبیه سازی انطباق دارد. با افزایش عدد رینولدز، سهم ترم خطی از کل افت فشار استاتیک (هدررفت انرژی) کاهش یافته و بطور همزمان، سهم ترم غیرخطی افزایش می یابد. برای شکستگی های مورد بررسی در این مقاله (شکستگی های کاملا باز)، مقدار عدد رینولدز بحرانی در بازه 30 الی 46 قرار دارد. بیشترین و کمترین مقدار عدد رینولدز بحرانی مربوط به شکستگی هایی است که به ترتیب دارای کمترین و بیشترین شیب نمودار عدد رینولدز-عدد فورچی میر بوده و دارای کمترین و بیشترین ضریب هدررفت انرژی با مکانیسم اینرسی هستند.
    Morteza Javadi *
    One of the most important aspects of governing physical processes through rough-walled fractures is the non-linear behavior of flow. The onset of non-linear flow in rock fractures is characterized by critical Reynolds number, which is the main object of this paper. In this paper, the technical aspects of non-linear flow of crude oil through open rock fractures and critical Reynolds number were studied. These issues were studied based on the results of three-dimensional numerical simulation of the Navier-Stokes equations for crude oil flow through rough-walled fractures. The finite volume simulation of crude oil flow through three-dimensional space of rough-walled fractures was performed for a wide range of Reynolds numbers or flow rates. The results of crude oil flow simulations were analyzed based on the Forchheimer’s law. The coefficients of energy losses due to viscous and inertial dissipation mechanisms were derived from the Forchheimer’s law regression on the results. Then, the role of linear and nonlinear energy losses with viscous and inertial dissipation mechanisms was evaluated based on the relation between Reynolds and Forchheimer non-dimension numbers. Finally, the critical Reynolds number was determined for onset of non-linear flow through rough-walled fractures. The results of this study indicate that the Forchheimer’s law appropriately describes the non-linear crude oil flow through rough-walled fractures. By increasing the Reynolds number (or flow rate), the ratio of viscous energy lose from total energy losses decreases non-linearly and simultaneously, the inertial dissipation becomes the dominant mechanism of energy lose. The critical Reynolds number for crude oil is in the range of 30 to 46 for the open fractures of this study. The maximum and minimum of critical Reynolds number follow the minimum and maximum of inertial dissipation coefficient and also the gradient of Reynolds- Forchheimer curve, respectively.
    Keywords: Critical Reynolds, Forchheimer Number, Rough-walled Fractures, Non-linear Flow, Crude Oil, Rough Fracture}
  • مرتضی جوادی اصطهباناتی*
    در این مقاله، تاثیر جریان غیرخطی نفت درون شکستگی های سنگی بر پارامترهای هیدرولیکی و با هدف ارزیابی انحراف رفتار هیدرولیکی شکستگی ها از قانون دارسی مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، جریان نفت در داخل شکستگی سه بعدی دارای دیواره های زبر برای دامنه وسیعی از دبی حجمی جریان عبوری و با استفاده از حل عددی همزمان معادلات ناویه-استوکس و پیوستگی به روش حجم محدود شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از این مقاله نشان می دهد که جریان نفت درون شکستگی های سنگی دارای رفتار غیرخطی بوده و به همین دلیل، دهانه هیدرولیکی و نفوذپذیری شکستگی پارامترهای ثابت (مستقل) نبوده و کاملا به میزان دبی جریان عبوری از شکستگی وابسته هستند. در حقیقت، با افزایش سرعت جریان در داخل شکستگی ها، مقادیر دهانه هیدرولیکی شکستگی و نفوذپذیری بطور غیرخطی کاهش می یابند که مقدار کاهش نسبی این دو پارامتر برای شکستگی های مورد مطالعه در این مقاله بترتیب در بازه 10 و 20 درصد بوده است. همچنین، نتایج حاصل از برازش قوانین دارسی و فورچی میر به نتایچ حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که رفتار جریان در شکستگی ها سنگی توسط قانون فورچی میر بخوبی توصیف می شود بگونه ای که دقت قانون فورچی میر برای توصیف رفتار جریان نفت در شکستگی مورد بررسی بیش از 98% بوده در حالی که خطای قانون دارسی به بیش از 27% نیز می رسد.
    کلید واژگان: رفتار هیدرولیکی شکستگی, انحراف از قانون دارسی, دهانه هیدرولیکیپ, قانون فورچی میر, جریان غیرخطی}
    Morteza Javadi *
    One of the most important aspects of governing physical processes through rough-walled fractures is the non-linear behavior of flow. The main aim of this paper is to investigate the effect of non-linear flow on the hydraulic parameters and deviation from Darcy’s law. To reach this goal, the three-dimensional simulation of crude oil flow inside rough-walled fractures was performed by numerical solving the Navier-Stokes equations supplemented by the continuity equation through application of finite volume technique. The crude oil flow through three-dimensional space of rough-walled fractures was numerically simulated for a wide range of inlet velocity of flow rates. Then, the regime of flow, the deviation of crude oil flow through rough-walled open fractures from Darcy’s law, nonlinear relationship between hydraulic gradient and flow rate, and the effect of non-linear flow on the hydraulic aperture and permeability of fractures were investigated by analysis of crude oil flow simulation. The results of this study indicate that the crude oil flow through rough-walled fractures is non-linear; therefore the hydraulic parameters such as hydraulic aperture and permeability are not constant and highly depend on the flow rate of crude oil. In fact, hydraulic aperture and permeability of fractures decrease non-linearly by increment of flow rate, where these parameters show 10% and 20% of relative decrement, respectively. In addition, the results of regression analysis show that the Forchheimer’s law appropriately describes the behavior of crude oil flow through rough-walled fractures than Darcy’s law. Moreover, the accuracy of Forchheimer’s law is much more than 98%, but the relative error of Darcy’s law reaches to 27%.
    Keywords: Fracture Hydraulic, Hydraulic Aperture, Rough-walled Fractures, Forchheimer’s law, Non-linear Flow, Darcy’s law Deviation, Crude Oil}
  • مرتضی جوادی اصطهباناتی*
    بخش عمده جریان هیدروکربن در مخازن شکافدار از طریق (داخل) شکستگی های دارای دیوارهای زبر حادث شده و بنابراین، ارایه مدل های با کارآیی مناسب از رفتار مخازن هیدروکربن، نیازمند فهم عمیق تر از رفتار هیدرولیکی و هیدرومکانیکی شکستگی های سنگی خواهد بود. در این، مقاله رفتار جریان نفت درون شکستگی های سنگی زبر و با هدف بررسی تاثیر زبری و اعتبارسنجی روابط هندسی کلاسیک مطالعه شده است. بدین منظور، جریان نفت در داخل شکستگی های سه بعدی با سطوح زبر با روش عددی حجم محدود شبیه سازی و نتایج حاصل از دیدگاه های مختلفی مورد تحلیل قرار گرفته است. در نهایت، نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با روابط هندسی کلاسیک جریان در شکستگی های سنگی و با هدف اعتبارسنجی این روابط مقایسه شده است. نتایج حاصل از این مطالعات نشان می دهد، 1- برای شکستگی های باز، تاثیر زبری سطوح بر روی افت فشار استاتیک بیشتر از چیدمان دهانه مکانیکی است، 2- با افزایش عدد رینولدز، مقدار نفوذپذیری شکستگی ها کاهش می یابد، 3- روابط کلاسیک هندسی دارای خطای نسبی بین 5 تا 35% بوده و هرچه نفوذپذیری شکستگی ها کمتر باشد (فزایش زبری و تغییرات فضایی دهانه) از اعتبار روابط هندسی کلاسیک کاسته می شود.
    کلید واژگان: شبیه سازی جریان, شکستگی های زبر, عدد رینولدز, نفوذپذیری, زبری سطوح}
    Morteza Javadi *
    This paper investigates the crude oil flow through open and rough-walled fractures. The aim of this paper is to evaluate the effects of surface roughness and spatial arrangement of aperture segment on fluid flow phenomenon through rough-walled fractures. In addition, the validity of classic geometrical equations of cubic law correction was explored by comparing the output results of numerical simulations (in terms of permeability). To reach this goal, the crude oil flow through three-dimensional rough-walled fractures was numerically simulated by simultaneous solving of Navier-Stokes and mass conservation equations and utilizing FLUENTTM computational software. The numerical crude oil flow simulation was performed for six different three-dimensional geometrical models of fractures whit different roughness and aperture arrangements and constant porosity. The results of fluid flow simulation were analyzed with different points of view and then compared with the classic geometrical equations of cubic law correction. The results of this study show that (i) for the open fractures, the effects of roughness on the pressure lose is higher than spatial arrangement of aperture segment, (ii) due to the nonlinearity of flow, the permeability of fractures decreases by increasing the Reynolds number, and (iii) with the classic geometrical equations of cubic law correction encounter with about 5 to 35% error and the accuracy of these equations will be decrease by decrease the permeability of fractures or increase of roughness and spatial variability of aperture. These findings prove useful in proper understanding of crude oil flow in fractures, or inclusions in computational simulation of large-scale flow in fractured petroleum reservoirs.
    Keywords: Crude Oil Flow, Flow Simulation, Rough-walled Fractures, Reynolds Number, Permeability}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال