Моделирование процессов переноса с помощью поросетевого подхода

Поросетевой подход (PNM) – подход к моделированию пористых сред, основанный на представлении пустотного пространства в упрощенном виде (сферические поры, соединенные цилиндрическими каналами). Преимущества:

• Сравнительно низкая вычислительная сложность (по сравнению с методами моделирования на реальной воксельной геометрии) позволяет проводить расчет на образцах стандартного размера и более крупных (особенно актуально для карбонатов со сложной структурой).
• Поросетевая модель извлекается однократно, после чего на ней может быть проведена серия вычислительных экспериментов. Без повторного извлечения поросетевой модели можно моделировать однофазную и двухфазную фильтрацию, молекулярную диффузию, электропроводность. Вычислительные эксперименты могут быть проведены многократно с различными флюидами, точками входа и выхода флюидов из образца.

Сегментация изображения

Результатом съемки является трехмерное изображение в градациях серого. Изображение должно быть сегментировано на пустотное пространство и твердую матрицу (одну компоненту или несколько). Пустотное пространство в свою очередь разделяется на кластеры связности (отдельные несвязанные друг с другом участки пустотного пространства). В дальнейшем каждый кластер связности пустотного пространства относится к

• открытым порам, если он выходит на поверхность образца
• закрытым порам, если он не имеет выхода на поверхность образца

Дополнительно выделяется эффективная пористость - это та пористость, которая участвует в фильтрации. Она представляет собой часть открытой пористости, которая связана с гранями входа флюида в образец.

Извлечение поросетевой модели

Для извлечения поросетевой модели используется трехмерная модель открытой пористости. В процессе извлечения определяются центры пор и их геометрические свойства (диаметр), а также геометрические свойства соединяющих их каналов (диаметр, длина). После извлечения поросетевой модели на ней могут быть проведены вычислительные эксперименты.

Определение абсолютной проницаемости

Для определения абсолютной проницаемости все поры и каналы заполняются флюидом. После этого задаются граничные условия на входных и выходных гранях (например, давление). После этого вычисляется расход флюида через выходную грань, а абсолютная проницаемость определяется по закону Дарси.