Ученые Уральского федерального университета (Екатеринбург) узнали, как повысить эффективность нефтедобычи. Расчеты физиков также помогут прогнозировать последствия экологических аварий. Об этом Информагентство «Девон» узнало из сообщения пресс-службы УрФУ.

 

Сотрудники кафедры технической физики Уральского федерального университета детально исследовали движение и форму границы между жидкостями, когда одна под давлением вытесняет другую. Работа группы профессора Леонида МАРТЮШЕВА (в нее также входят Роман БАНДО и Евгения ЧЕРВОНЦЕВА) имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение. Описание работы опубликовано в международном журнале Physica A: Statistical Mechanics and its Applications.

 

«При обеднении нефтяных скважин туда под давлением закачивают воду, чтобы она вытеснила на поверхность остаточную нефть, - объясняет профессор. - Если бы граница между водой и нефтью представляла собой ровный слой, то можно было бы с уверенностью утверждать, что в результате закачки воды мы извлекаем всю остаточную нефть».

 

«Граница раздела двух жидкостей — это сечение с сильно искаженной формой, - отметил Мартюшев. - Нефть, вопреки ожиданиям, еще может оставаться под землей, тогда как на поверхность выходит вода. Здесь и пригодятся наши расчеты. Их можно использовать в целях экологической безопасности, для устранения разливов опасных веществ».

 

Проведя обширные численные гидродинамические расчеты для различных геометрий и параметров, физики УрФУ построили диаграммы устойчивого/неустойчивого поведения границы раздела жидкостей. С их помощью можно прогнозировать поведение жидкостей в различных средах. Исследователи впервые обнаружили, что при близких показателях вязкости вытесняющей и вытесняемой жидкостей возможно сосуществование большого количества различных форм границ при одном и том же давлении.

 

Определение движения и формы границы между жидкостями — очень старая и сложная гидродинамическая задача, отмечают ученые. В начале граница между вытесняющей и вытесняемой несмешивающимися жидкостями достаточно проста, но с определенного момента она становится неустойчивой.

 

«Сперва возникают так называемые „пальцы“, которые затем в результате сложных преобразований превращаются в разветвленную структуру, напоминающую крону дерева, — добавляет ученый. - Физики давно умеют рассчитывать потерю устойчивости границы между жидкостями при наличии очень малых возмущений. Но до сих пор было непонятно, как делать предсказания при произвольных воздействиях. А ведь это наиболее важно для большинства практических применений».

 

В 2019 году ИА «Девон» сообщал, что уральские ученые тестировали технологию керамической очистки воды от нефти. Ожидается, что она поможет наладить на нефтепромыслах замкнутый водооборот.