비정규격자망 유선모사법을 이용한 3차원 불균질 균열 저류층의 비정상이동 해석
Anomalous Transport in 3D Heterogeneous Fractured Reservoir using a Streamline Approach on Unstructured Grids
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초록
불균질 저류층의 물질이동 거동분석에서 주로 발견되는 비정상이동은 왜곡된 돌파곡선으로 대표된다. 기존의 유선모사법은 2차원 불균질 매질에서는 수치해석적으로 비정상이동을 묘사할수 있었으나 3차원 분리균열매질에서는 격자구성 문제와 간극 불균질도를 분석 대상체에 가미하지 못하기 때문에 적용할 수 없었다.3차원 불균질 균열매질에서 물질이동을 통해 비정상이동을 해석하기 위해 비평형 혼합모델을 포함한 유선모사법을 개발하였다. 유선추적의 도메인은 자동으로 사각 격자화된 3차원 공간에 존재하는 균열면이다. 3차원 분리균열 저류층에서 획득한 돌파곡선은 양의 왜곡도를 보이는 비정상이동의 특징을 보여주었으며 이 결과는 비정상이동이 기하학적 불균질도의 영향뿐 아니라 압력분포와 가변간극에 의한 지엽적 불균질도에도 영향을 받는다는 것을 보여준다. 시추공 사이의 추적자모사결과, 현장실험결과와 유사하게 추적자는 압력구배가 큰 방향을 따라 균열면과 균열 교차선의 일부를 따라 선택적으로 이동하였다. 이는 유선의 괘적과 압력장의 분포를 통해 증명된다.
Abstract
Anomalous transport taking place in a heterogeneous reservoir is shown to skewed breakthrough curve. The conventional streamline simulation, which can examine anomalous transport in 2D approach, is incapable in extending to 3D discrete fractured media due to a meshing problem and a local heterogeneity of apertures.A new streamline simulator with incomplete mixing model was developed for the mass transport on quadrilateral grids generated automatically. Breakthrough curve in 3D discrete fractured reservoir has a positively skewed characteristic, which confirms that the anomalous transport is influenced by not only geological heterogeneity, but also pressure distribution and variable apertures. Inter-well tracer test shows that the tracer moves selectively along intersection lines or fracture planes in the direction of decreasing pressure gradient in relatively realistic manner. These results are supported by a trajectory of streamlines and a distribution of pressure.
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