شبيه سازي سه بعدي حفره مقياس جريان غيردارسي در محيط متخلخل با استفاده از روش شبكه بولتزمن به منظور بهبود فرآيند ذخيره سازي گاز طبيعي

در سالهای اخیر دستیابی به درك درست و دقیقتر از جریان سیال غیردارسی در محیط متخلخل با هندسه پیچیده حین ذخیره سازی زیرزمینی گاز طبیعی از مسائل حائز اهمیت در صنعت نفت و گاز كشور است. در این صورت می توان به تخمین درستتر و نزدیك به واقعیت از میزان گاز پایه و كاری در فرآیند ذخیره سازی گاز طبیعی و طراحی دقیقتر سامانه های ذخیره سازی دست یافت. برای این منظور، لازم است تا یكی از چالش برانگیزترین مسائل كه شامل مطالعه و بررسی آستانه انحراف از رابطه دارسی است، مورد بررسی دقیقتر قرار گیرد. در این تحقیق برای توصیف جریان سیال تك فاز گاز طبیعی بصورت سه بعدی و حفره مقیاس كه اثرات میكروسكوپی نیروی اینرسی نیز در جریان سیال وارد می شود و همچنین تعیین آستانه انحراف از رژیم جریان دارسی، از روش میان مقیاس شبكه بولتزمن استفاده شده است. در این تحقیق، هندسه محیط متخلخل بدست آمده از توموگرافی اشعه ایكس، با استفاده از یك فایل متنی وارد كد محاسباتی گردید و جریان حفره مقیاس گاز طبیعی با استفاده از مدل شبكه بولتزمن با زمان بازآرایی چندگانه، بطور مستقیم روی هندسه سه بعدی حل شد. به این ترتیب تر اوایی نمونه محیط متخلخل حاضر، در نسبت فشارهای مختلف محاسبه شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی و عددی ارائه شده در متون فنی مرتبط، تطابق رضایت بخشی را نشان میدهد. همچنین با این مدل، پدیده انحراف از رژیم جریان دارسی در اثر افزایش نسبت فشار، نیز قابل مشاهده بود.