Физико-химическое моделирование в нефтегазовой геохимии. Часть 1. Теория и методология физико-химического моделирования. Бычинский В.А - 15 стр.

UptoLike

Рубрика: 

– 15 –
Ïîñòðîåíèå òåðìîäèíàìè÷åñêîé (äàëåå ôèçèêî-õèìè÷åñêîé)
ìîäåëè íà÷èíàåòñÿ ñ ôîðìèðîâàíèÿ êà÷åñòâåííîé ãåîëîãè÷åñêîé
(ãåîõèìè÷åñêîé) ìîäåëè ïðîöåññà. Îíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ òåîðåòè-
÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ î ïðîöåññå, êîíêðåòíûå ïðèðîäíûå è ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûå äàííûå, ìîæåò îïèñûâàòü êàê ïðîöåññ â öåëîì, òàê
è îòäåëüíûå ÿâëåíèÿ. Òîëüêî çíàíèå ðåàëüíîé ãåîëîãè÷åñêîé îá-
ñòàíîâêè (ðåçóëüòàòîâ õèìè÷åñêèõ àíàëèçîâ, ñòðóêòóðû îáúåêòîâ,
ìèíåðàëüíûõ ñîñòàâîâ è ò.ä.) îïðåäåëÿåò ïîñòàíîâêó çàäà÷è ìîäå-
ëèðîâàíèÿ è ïðåäåëû ïðèìåíèìîñòè ëþáîé òåîðåòè÷åñêîé ìîäåëè.
Ôèçèêî-õèìè÷åñêàÿ ìîäåëü îòðàæàåò âçàèìîñâÿçè êîìïîíåí-
òîâ ãåîëîãè÷åñêîé ìîäåëè ñ ïîìîùüþ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ñîîòíî-
øåíèé (â òîì ÷èñëå óñëîâèé õèìè÷åñêèõ ðàâíîâåñèé), äèíàìèêè
òåïëîìàññîïåðåíîñà, êèíåòèêè õèìè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèé.
Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü êîëè÷åñòâåííî îïèñûâàåò ñîîòíî-
øåíèÿ ôèçèêî-õèìè÷åñêîé ìîäåëè ñ ïîìîùüþ ñèñòåì óðàâíåíèé è
îãðàíè÷åíèé (óñëîâèÿ ìèíèìàëüíîñòè òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ïîòåí-
öèàëà, óðàâíåíèÿ òåïëîìàññîïåðåíîñà, êèíåòè÷åñêèå îãðàíè÷åíèÿ
è äð.) è âêëþ÷àåò â ñåáÿ àëãîðèòìû åå ðåøåíèÿ.
×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå ïîçâîëÿåò êîëè÷åñòâåííî èññëåäî-
âàòü ôèçèêî-õèìè÷åñêóþ ìîäåëü ïðîöåññà, à ïðè íàëè÷èè íåñêîëü-
êèõ àëüòåðíàòèâíûõ ìîäåëåé âûáðàòü ìîäåëü, íàèáîëåå àäåêâàòíî
îòðàæàþùóþ ðåàëüíî íàáëþäàåìûå çàêîíîìåðíîñòè. Íåñîîòâåò-
ñòâèå ðåçóëüòàòîâ ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ è äàííûõ ïî ðåàëü-
íîìó ïðîòîòèïó çàñòàâëÿåò ðàçâèâàòü ôèçèêî-õèìè÷åñêóþ ìîäåëü
èëè êîððåêòèðîâàòü ãåîëîãè÷åñêóþ ìîäåëü ïðîöåññà.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ìåòîäîì ÔÕÌ ìîæåò ðåøàòüñÿ øèðîêèé
êðóã çàäà÷. Ïåðå÷èñëèì íàèáîëåå òèïè÷íûå èç íèõ:
1. Ðàñ÷åò ðàâíîâåñíûõ ôîðì ìèãðàöèè ýëåìåíòîâ â ðàçëè÷-
íûõ ñðåäàõ.
2. Îïðåäåëåíèå ðàñòâîðèìîñòè ìèíåðàëîâ è êîëè÷åñòâà òâåð-
äîé ôàçû, êîòîðîå ìîæåò áûòü îñàæäåíî èç ðàñòâîðà ïðè çàäàííûõ
óñëîâèÿõ èëè èõ èçìåíåíèè.
3. Îïðåäåëåíèå óñòîé÷èâîñòè àññîöèàöèè ìèíåðàëîâ, ðàâíî-
âåñíîé ñ äàííûì âîäíûì ðàñòâîðîì è ãàçîâîé ôàçîé, èëè íàîáîðîò,
ñîñòàâà ðàñòâîðà, ðàâíîâåñíîãî ñ çàäàííîé àññîöèàöèåé ôàç.
                            – 15 –
      Ïîñòðîåíèå òåðìîäèíàìè÷åñêîé (äàëåå ôèçèêî-õèìè÷åñêîé)
ìîäåëè íà÷èíàåòñÿ ñ ôîðìèðîâàíèÿ êà÷åñòâåííîé ãåîëîãè÷åñêîé
(ãåîõèìè÷åñêîé) ìîäåëè ïðîöåññà. Îíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ òåîðåòè-
÷åñêèå ïðåäñòàâëåíèÿ î ïðîöåññå, êîíêðåòíûå ïðèðîäíûå è ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûå äàííûå, ìîæåò îïèñûâàòü êàê ïðîöåññ â öåëîì, òàê
è îòäåëüíûå ÿâëåíèÿ. Òîëüêî çíàíèå ðåàëüíîé ãåîëîãè÷åñêîé îá-
ñòàíîâêè (ðåçóëüòàòîâ õèìè÷åñêèõ àíàëèçîâ, ñòðóêòóðû îáúåêòîâ,
ìèíåðàëüíûõ ñîñòàâîâ è ò.ä.) îïðåäåëÿåò ïîñòàíîâêó çàäà÷è ìîäå-
ëèðîâàíèÿ è ïðåäåëû ïðèìåíèìîñòè ëþáîé òåîðåòè÷åñêîé ìîäåëè.
      Ôèçèêî-õèìè÷åñêàÿ ìîäåëü îòðàæàåò âçàèìîñâÿçè êîìïîíåí-
òîâ ãåîëîãè÷åñêîé ìîäåëè ñ ïîìîùüþ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ ñîîòíî-
øåíèé (â òîì ÷èñëå óñëîâèé õèìè÷åñêèõ ðàâíîâåñèé), äèíàìèêè
òåïëîìàññîïåðåíîñà, êèíåòèêè õèìè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèé.
      Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü êîëè÷åñòâåííî îïèñûâàåò ñîîòíî-
øåíèÿ ôèçèêî-õèìè÷åñêîé ìîäåëè ñ ïîìîùüþ ñèñòåì óðàâíåíèé è
îãðàíè÷åíèé (óñëîâèÿ ìèíèìàëüíîñòè òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ïîòåí-
öèàëà, óðàâíåíèÿ òåïëîìàññîïåðåíîñà, êèíåòè÷åñêèå îãðàíè÷åíèÿ
è äð.) è âêëþ÷àåò â ñåáÿ àëãîðèòìû åå ðåøåíèÿ.
      ×èñëåííîå ìîäåëèðîâàíèå ïîçâîëÿåò êîëè÷åñòâåííî èññëåäî-
âàòü ôèçèêî-õèìè÷åñêóþ ìîäåëü ïðîöåññà, à ïðè íàëè÷èè íåñêîëü-
êèõ àëüòåðíàòèâíûõ ìîäåëåé âûáðàòü ìîäåëü, íàèáîëåå àäåêâàòíî
îòðàæàþùóþ ðåàëüíî íàáëþäàåìûå çàêîíîìåðíîñòè. Íåñîîòâåò-
ñòâèå ðåçóëüòàòîâ ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ è äàííûõ ïî ðåàëü-
íîìó ïðîòîòèïó çàñòàâëÿåò ðàçâèâàòü ôèçèêî-õèìè÷åñêóþ ìîäåëü
èëè êîððåêòèðîâàòü ãåîëîãè÷åñêóþ ìîäåëü ïðîöåññà.
      Â íàñòîÿùåå âðåìÿ ìåòîäîì ÔÕÌ ìîæåò ðåøàòüñÿ øèðîêèé
êðóã çàäà÷. Ïåðå÷èñëèì íàèáîëåå òèïè÷íûå èç íèõ:
      1. Ðàñ÷åò ðàâíîâåñíûõ ôîðì ìèãðàöèè ýëåìåíòîâ â ðàçëè÷-
íûõ ñðåäàõ.
      2. Îïðåäåëåíèå ðàñòâîðèìîñòè ìèíåðàëîâ è êîëè÷åñòâà òâåð-
äîé ôàçû, êîòîðîå ìîæåò áûòü îñàæäåíî èç ðàñòâîðà ïðè çàäàííûõ
óñëîâèÿõ èëè èõ èçìåíåíèè.
      3. Îïðåäåëåíèå óñòîé÷èâîñòè àññîöèàöèè ìèíåðàëîâ, ðàâíî-
âåñíîé ñ äàííûì âîäíûì ðàñòâîðîì è ãàçîâîé ôàçîé, èëè íàîáîðîò,
ñîñòàâà ðàñòâîðà, ðàâíîâåñíîãî ñ çàäàííîé àññîöèàöèåé ôàç.