凯沙夫·卡拉;丹尼斯·沃斯科夫 用参数化技术建立反应组分流动和输送中的元素平衡公式。 (英语) Zbl 1434.76124号 计算。地质科学。 24,第2期,609-624(2020年). 摘要:我们提出了一种新的非线性公式,用于模拟多相系统中由于热力学和化学平衡的结合而存在复杂相行为的反应组分流动和传输。我们将此公式应用于模拟地下储层中反应性多相流中矿物的沉淀/溶解。建议的配方基于摩尔(总成分)配方的一致元素平衡减少。为了预测此类系统中的复杂相行为,我们将化学平衡约束纳入多相多组分负闪计算中,并同时求解热力学相平衡和化学相平衡。在该溶液中,相平衡用分配系数表示,而化学平衡反应用活度系数模型表示。这为多相闪蒸连续替代回路中的化学和热力学平衡提供了通用处理方法,以适应化学平衡反应(沉淀和溶解反应)。平衡速率湮没矩阵使我们能够将控制组分守恒方程简化为元素守恒方程,而化学平衡和热力学平衡之间的耦合通过修改的多相闪蒸方程的联立解来捕获。以总组分摩尔分数表示的元素平衡方程根据元素摩尔分数进行了修改和定义。因此,基本的控制方程组是元素平衡方程和动力学方程。混合物的这种元素成分用作修改后的多相闪蒸计算的输入,而输出则是每个相中成分的分数,包括固体。基于非线性元素的控制方程采用基于操作器的线性化(OBL)方法的改进版本进行求解,其中控制方程是根据受扩展多相闪蒸解约束的空间和状态相关参数制定的。在具有溶解和沉淀反应的简单传输模型中,对元素平衡摩尔公式以及改进的多相闪蒸进行了测试。使用自适应OBL技术对实际感兴趣的多维问题进行了模拟。这是首次将基于元素分数的强健多相多组分闪蒸与基于元素平衡的成分配方相结合,并对实际感兴趣的多维问题进行测试。该技术提高了复杂化学模型的鲁棒性和性能。 引用于2文件 MSC公司: 76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流 76伏05 流动中的反应效应 关键词:反应性组分流动与输运;热力学和化学平衡;完全耦合解决方案;基于算子的线性化;元素平衡公式 软件:水文地球化学 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{K.Kala}和\textit{D.Voskov},计算机。地质科学。24,编号2609-624(2020;兹bl 1434.76124) 全文: 内政部 参考文献: [1] Acs,G。;Doleschall,S。;Farkas,E.,通用成分模型,SPE J.,25,4,543-553(1985) [2] Coats,K.:状态方程组分模型。SPE期刊SPE 8284(1980)·Zbl 0455.76090号 [3] Collins,D,Nghiem,L,Li,YK,Grabonstotter,J:使用状态方程进行自适应隐式成分模拟的有效方法。SPE期刊15133-PA(1992) [4] DARTS:代尔夫特高级研究地形模拟器。在:https://darts.citg.tudelft.nl/ (2019) [5] Fan,Y.,《地下水流模拟器中的化学反应建模及其在原位升级和二氧化碳矿化中的应用》,斯坦福大学博士论文,SPE,3,1-2(2010) [6] Farshidi,S,Fan,Y,Durlowsky,L,Tchelepe,HA:组成油藏模拟框架中的化学反应建模。SPE期刊SPE-163677(2013) [7] Iranshahr,A。;沃斯科夫,D。;Tchelepi,H.,多相多组分系统的广义负闪法,流体相平衡。,299, 272-283 (2010) ·doi:10.1016/j.fluid.2010.09.022 [8] Khait,M,Voskov,D:基于算子的线性化,用于地热过程的高效建模。地热74,7-18(2018a) [9] Khait,M。;Voskov,DV,《通用油藏模拟基于操作员的线性化》,J.Pet。科学。工程,157990-998(2017)·doi:10.1016/j.petrol.2017.08.009 [10] Khait,M,Voskov,D V:用于解决热/成分非线性流动和浮力输送的自适应参数化。SPE期刊182685(2018b) [11] L湖:提高石油采收率。普伦蒂斯·霍尔(1989) [12] Li,YK,Nghiem,LX:油藏流体研究通用相位包络构造算法的开发。SPE期刊SPE-11198(1982) [13] Lichtner,P,Steefel,C,Oelkers,E:多孔介质中的反应迁移。《矿物学评论》,美国矿物学学会(1996年) [14] Lichtner,PC,《水热系统中同步化学反应和质量传输的连续体模型》,Geochim。科斯莫辛。《学报》,49,3779-800(1985)·doi:10.1016/0016-7037(85)90172-3 [15] 露西亚,A。;亨利,H。;Thomas,E.,具有多种盐的系统中具有盐沉淀的多相平衡闪蒸,化学。工程研究设计。,93, 662-674 (2015) ·doi:10.1016/j.cherd.2014.04.034 [16] Michelsen,M L:等温闪光问题。第一部分稳定性。流体相平衡。9、1-9(1982年) [17] Michelsen,ML:等温闪光问题。第二部分分相计算。流体相平衡。9(21-40),9:21-40(1982b) [18] Nghiem,LX,Shrivastava,VK,Kohse,BF,Tripathi,V:在成分模拟中模拟水相行为和化学反应。SPE期刊141417-MS(2011) [19] Orr,F:气体注入过程理论。Tie-Line出版物(2007) [20] 彭,DY;罗宾逊,DB,《新的双常数状态方程》,工业工程化学。芬达姆。,15, 1, 59-64 (1976) ·doi:10.1021/i160057a011 [21] 彼得斯,E。;艺术,R。;Brouwer,G。;Geel,C。;Cullick,S。;罗伦岑。;陈,Y。;Dunlop,K。;Vossepoel,F。;Xu,R。;Sarma,P。;Alhutali,A。;Reynolds,A.,针对洪水优化和历史拟合的布鲁格基准研究结果,SPE Reserve。评估。工程,13,3,391-405(2010)·doi:10.2118/119094-PA [22] 拉奇福德,H。;Rice,J.,《使用电子数字计算机计算碳氢化合物平衡时闪蒸的程序》,石油运输。AIME第152、327-328、152、327-328卷(1952年) [23] 兰诺,G。;Voskov博士。;Tchelepi,H.,用于成分模拟的基于铁线的K值方法,SPE期刊,18,6,1112-1122(2013)·数字对象标识码:10.2118/167257-PA [24] Sriyanong,P:基于元素的耦合流动、传输和化学反应配方。斯坦福大学能源工程系硕士论文(2013) [25] Voskov,DV,多孔介质中多相多组分流动建模的基于算子的线性化方法,J.Compute。物理。,337, 275-288 (2017) ·Zbl 1415.76506号 ·doi:10.1016/j.jcp.2017.02.041 [26] 沃斯科夫,DV;Tchelepi,HA,两相多组分状态方程模拟非线性公式的比较,J.Pet。科学。工程,82-83,101-111(2012)·doi:10.1016/j.petrol.2011.10.12 [27] 沃斯科夫,DV;亨利·H。;Lucia,A.,各种二氧化碳封存机制的全成分多尺度油藏模拟,计算。化学。工程,96,183-195(2017)·doi:10.1016/j.compchemeng.2016.09.021 [28] 惠特森,CH;Michelsen,ML,负闪,流体相平衡。,53, 51-71 (1989) ·doi:10.1016/0378-3812(89)80072-X [29] Yeh,G。;Tripathi,V.,《对反应性多化学成分水文地球化学迁移模型最新发展的批判性评估》,《水资源》。研究,25,193-108(1989)·doi:10.1029/WR025i001p00093 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。