© 2001-2018 Московский физико-технический институт
(государственный университет)
Лаборатория моделирования механических систем и процессов
Лаборатория моделирования механических систем и процессов (ММСП) создана в МФТИ на базе кафедры прикладной механики.Профиль лаборатории – экспериментальное и численное моделирование многофазных течений, механики твердого деформируемого тела, развития трещин в неоднородных средах, однофазной и многофазной фильтрации, процессов теплопереноса.
В ММСП работают физики, математики и программисты, которые объединяют свои усилия для решения прикладных задач на стыке областей наук, к числу которых относятся моделирование течения в скважинах, расчет притока нефти и газа к скважине, дизайн гидроразрыва пласта, расчет эффективности тепловых методов воздействия на нефтяные пласты, построение реологических моделей сред и многое другое.
Мы предлагаем различные по уровню проработки решения задач, начиная с постановки, теоретических выкладок, и заканчивая экспериментальной отработкой и комплексом программ, адаптированным для использования инженерами-нефтяниками
Лаборатория проводит расчеты дизайна множественного гидроразрыва пласта для широкого диапазона входных параметров. В расчетах определяются геометрические характеристики 3D трещин и необходимые параметры закачки.
Учитывается неоднородность среды: контраст напряжений, упругих модулей и трещиностойкости. Течение жидкости ГРП с пропантом рассчитывается с использованием 2D модели. Определяется влияние трещин на окружающую их среду.
1. Комбинированный подход:
Максимальное горное давление = 700 атм, Максимальная температура = 1500С
Позволяет исследовать:
Заведующая лабораторией к.ф.-м.н Завьялова Наталья Александровна
Лаборатория проводит расчеты дизайна множественного гидроразрыва пласта для широкого диапазона входных параметров. В расчетах определяются геометрические характеристики 3D трещин и необходимые параметры закачки.
Учитывается неоднородность среды: контраст напряжений, упругих модулей и трещиностойкости. Течение жидкости ГРП с пропантом рассчитывается с использованием 2D модели. Определяется влияние трещин на окружающую их среду.
Наши проекты
Моделирование гидроразрыва пласта
Суть проекта состоит в создании программного обеспечения для моделирования множественного гидроразрыва пласта. Особенностью является расчет динамики роста трехмерных трещин в сложной неоднородной среде с учетом их взаимного влияния друг на друга и дальнейшая оценка их влияния на параметры окружающей среды.
Моделирование теплового воздействия на пласт высоковязкой нефти
Проект возник из-за необходимости проводить расчеты эффективности разных методов теплового воздействия на пласты, содержащие нефть с неньютоновской реологией. Моделирование таких месторождений является сложной задачей, и часто стандартные симуляторы не справляются с ней. Второй предпосылкой была необходимость оперативного проведения серий расчетов и одновременного снижения человеческого фактора, т.е. потребность в автоматизации самих расчетов. Среди рассматриваемых методов SAGD, постоянная закачка пара и пароциклическая обработка.1. Комбинированный подход:
- полуаналитические модели
- численные реализации
Моделирование влияния горения твердотопливных элементов в зоне забоя на нефтенесущие породы
1 – горение заряда ТРТ в воде;
2 – горение заряда ТРТ в воздухе;
3 – горение заряда ТРТ в воде (расчет без учета затрат энергии на нагрев и испарение воды);
3(а) – температура в продуктах горения;
3(b) – температура в воде;
Исследование вторичных волн окисления при фильтрации с выделением газовой фазы
Экспериментальная лаборатория
Максимальное горное давление = 700 атм, Максимальная температура = 1500С
Позволяет исследовать:
- Фильтрационно-емкостные свойства керна при температуре до 1500С
- Упруго-прочностные свойства насыщенного флюидом керна
- Проницаемость пропантовой упаковки
УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОВОДИМОСТИ ПРОПАНТОВОЙ УПАКОВКИ «ПИК-API-RP»
Области применения (определяемые параметры)
1. Проводимость и проницаемость при пластовых условиях(700 атм);
2. Высота упаковки в зависимости от приложенного горного давления;
3. Коэффициенты пропускной способности породы при вытеснении жидкости гидроразрыва пласта (ГРП) через образец породы(при поровом давлении до 400 атм)
4. Остаточная проводимость и проницаемость системы жидкость ГРП – пропант при пластовых условиях.(до 700 атм)
5. Эксперименты по различным типам пропантов и добавок к ним;
6. Эксперименты по влиянию жидкости ГРП на проводимость пропантовой упаковки.
ПРОГРАММНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ КЕРНА «ПИК-УИДК»
Области применения (определяемые параметры)
1. Изменение размеров образца в процессе испытаний на сжатие
2. Предел прочности на сжатие(до 15000 атм)
3. Модуль Юнга и коэффициент Пуассона
4. Удельная работа, затрачиваемая на разрушение
5. Проницаемость керна по жидкости (при осесимметричном напряженном состоянии)
ПРОГРАММНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЕРНА («ПИК-ОФП/ЭП-2-1-2-700-400»)
Области применения (определяемые параметры)
1. Двухфазные относительные проницаемости керна для компонентов потока "жидкость/жидкость" в соответствии с ОСТ 39-235-89.
2. Остаточная нефтенасыщенность.
3. Электрическое сопротивление.
4. Коэффициенты проницаемости по жидкости.
5. Нестационарные процессы.
Томографический модуль для исследования микроструктуры кернов
- Максимальное напряжение на электронной трубке – 180 кВ
- Максимальная мощность электронного пучка – 16 Вт
- Размер получаемого томографического изображения – 1000х1000х1000 вокселей
- Минимальное разрешение для образцов с диаметром 30 мм – 30 мкм
Определение характеристик порового пространства
Обнаружение и определение характеристик трещин (концентрация, раскрытие и др)
Порозиметр ПИК-ПП (вводится в эксплуатацию)
Экспресс-определение пористости и проницаемости с давлением обжима до 68 МПа.
Внесен в Государственный реестр средств измерений за № 53157-13 (Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 04 апреля 2013г. №343), Свидетельство RU.C.31.005.A № 50340
Компьютерный ренгеновский томограф керна в пластовых условиях «РКТ-225-ПЛ» (вводиться в эксплуатацию)
Томография керна, включая полноразмерную, в пластовых условиях. Объект исследования неподвижен. Излучатель и детектор могут поворачиваться на 360 градусов в плоскости, перпендикулярной центральной оси кернодержателя, и перемещаться вдоль нее. Рентгенопрозрачный кернодержатель из композитного материала обеспечивает пластовое давление и температуру.
Система определение состава продуктов пиролиза при пластовых условиях (вводиться в эксплуатацию)
Автоклав без перемешивания (4790 Autoclave)
- Объем реактора 100 ml
- Максимальное давление 350 bar
- Максимальная температура в реакторе 500C
Хроматографическая система (Agilent 7890B Series GC Custom) с обогреваемым устройством ввода из автоклава, двухканальный (параллельно две колонки для разных типов веществ).
