Процессы разработки месторождений через скважины (часть 1)

Перевод полезного ископаемого в подвижное состояние предполагает подвод к массиву энергии в количестве, достаточном для разрушения связей внутри кристаллической решетки или межкристаллических и цементационных связей в многокомпонентной системе, каковой является горная порода.
В результате происходит либо изменение фазового состояния части или всех входящих в твердую фазу составляющих, либо горная порода диспергируется до такой степени, что позволяет легко транспортировать ее на поверхность.
Таким образом, любой скважинный метод разработки месторождения включает в себя подвод энергии к поверхности твердой фазы, сам акт взаимодействия агента с полезным ископаемым и отвод продуктов из зоны взаимодействия к выдачным скважинам.
В качестве носителя энергии в настоящее время используются жидкости и газы. Поэтому закономерности подвода энергии и отвода продуктов взаимодействия - это закономерности течения многофазных смесей, а также жидкостей и газов. Энергия может доставляться в процессе фильтрационного течения, которое характерно при движении жидкостей и газов по пустотам горного массива, и при течении в искусственно создаваемых в процессе разработки подземных камерах. К первым относятся подземные выплавка и сжигание серы, а также выщелачивание урана. Ко вторым - скважинная гидродобыча полезных ископаемых и растворение природных солей.
Для методов первой группы уравнения движения жидкостей и газов даются теорией фильтрации в горных породах. В частности, для i-ой жидкости имеем

где V - оператор градиента; V - вектор скорости; С - концентрация; μ - коэффициент динамической вязкости; Р - давление; р - объемный вес; g - вектор ускорения силы тяжести; А - тензор конвективной деффузии; К - коэффициент проницаемости; К(σ) - коэффициент относительной фазовой проницаемости; σ - насыщенность.
Для процессов второй группы, например для подземного растворения солей, справедливы уравнения Навье-Стокса с учетом зависимости вязкости и плотности рассола от температуры. Для проекции скорости вдоль оси Z(VZ) имеем:

где V2 - оператор Лапласа; т - время.

---