Моррис Маскат (21 апреля 1906 - 20 июня 1998) был американским инженером-нефтяником . Маскат уточнил уравнение Дарси для однофазного потока, и это изменение сделало его пригодным для нефтяной промышленности. Основываясь на экспериментальных результатах, разработанных его коллегами, Маскат и Милан В. Мерес также обобщили закон Дарси на многофазный поток воды, нефти и газа в пористой среде нефтяного коллектора. Обобщенное уравнение потока обеспечивает аналитическую основу для разработки месторождений, которая существует по сей день.
Моррис Маскат | |
---|---|
Родившийся | |
Умер | 20 июня 1998 г. | (92 года)
Национальность | Американец |
Известен | Составление управляющих уравнений для многофазного потока в нефтяных коллекторах |
Научная карьера | |
Учреждения | Компания Gulf Research & Development, Корпорация Gulf Oil |
Ранняя жизнь и карьера
Маскат родился в Риге , Российская Империя . Он приехал в Соединенные Штаты со своей семьей в 1911 году и стал американским гражданином в 1914 году. Маскат учился в колледже Мариетта и Университете штата Огайо , затем преподавал физику в Университете Боулинг Грин . Он получил докторскую степень по физике в Калифорнийском технологическом институте в 1929 году.
После окончания Калифорнийского технологического института Маскат присоединился к компании Gulf Research & Development Company, где он начал свою карьеру в качестве инженера-исследователя, а затем поднялся до должности начальника физического отдела, которую он занимал до 1951 года. Он взял годичный перерыв в работе. Галф, во время Второй мировой войны, чтобы служить начальником акустического отдела Лаборатории военно-морской артиллерии .
В 1951 году он стал техническим координатором производственного отдела корпорации Gulf Oil в Питтсбурге, штат Пенсильвания . Доктор Маскат занимал должность заместителя председателя нефтяного отделения AIME (ныне Общество инженеров-нефтяников ) в 1953 году. В 1961 году он был назначен техническим советником исполнительной группы Gulf Oil , и занимал эту должность до выхода на пенсию в 1971 году. .
Маскат получил множество наград, в том числе Почетную грамоту Американского нефтяного института (1965) и Special Scroll (1971), премию Лестера К. Урена Общества инженеров-нефтяников (1969), Американский институт горного, металлургического и др. Медаль Лукаса инженеров-нефтяников (1953 г.) и почетное (пожизненное) членство (1972 г.), членство в Национальной инженерной академии (1983 г.) и награда за выдающиеся заслуги выпускникам Калифорнийского технологического института (1987 г.). Он также имеет пятнадцать патентов США в различных областях науки и техники.
В последние годы жизни Маскат ушел из профессиональной жизни и переехал в Пасадену, штат Калифорния , где он умер 20 июня 1998 года в возрасте 92 лет.
Исследования и публикации
Маскета рафинированного исходной версии уравнения Дарси для однофазной жидкости (или гомогенной жидкости в терминологии Маскета) поток путем введения вязкости жидкости в уравнении, как указывалось ранее Чарльз Самнер Слихтер , [1] [2] и замены гидравлического напора под действием давления и силы тяжести. Константа пропорциональности пористой среды (которая в лабораторных экспериментах представляла собой как рыхлый песок, так и консолидированный песчаник) с использованием нового уточненного уравнения называется однофазной проницаемостью или абсолютной проницаемостью и теперь является свойством чистой породы, поскольку вязкость флюида равна явным образом в новом уравнении потока. Давление и сила тяжести связывают уточненное уравнение с основными физическими свойствами, что делает связь с капиллярным давлением и, таким образом, J-функцией Леверетта прямой и делает связь с плотностью жидкости видимой в новом уравнении. Путем этих уточнений Маскат установил уточненное уравнение потока для однофазного потока жидкости, которое справедливо для воды, нефти и газа и, таким образом, подходит для использования в нефтяной промышленности. Маскат и его коллеги проверили новое уравнение экспериментально.
Еще одна проблема, с которой столкнулся Маскат и его коллеги, заключается в том, что нефтяной пласт имеет большие горизонтальные размеры, а добывающие скважины разбросаны по нему. Куда потечет масло? Сегодня инженер-разработчик будет использовать численное моделирование коллектора, чтобы ответить на этот вопрос. В 1930-х годах не было компьютеров, поэтому Маскат обратился к экспериментальным аналогам потока жидкости, таким как тепловой поток и электрический ток. И снова Маскат уточнил уравнение Дарси, обобщив до трех уравнений для трех пространственных измерений, как указывал ранее Филипп Форчхаймер . [3] Однофазная проницаемость была обобщена в виде тензора 3x3, который обычно представлен диагональным тензором, где вертикальная проницаемость отличается от двух горизонтальных проницаемостей.
В 1937 году Маскат опубликовал «Течение однородных жидкостей через пористую среду» . В этой книге Маскат сосредоточился на течении однофазной жидкости в пористой среде и на том, какой тип дифференциального уравнения можно использовать для моделирования этого поведения потока. Большое внимание уделяется обсуждению результатов экспериментальных аналогов, таких как тепловой поток и электрический ток. В этой книге также представлены и даны ссылки на экспериментальные результаты, сделанные его коллегами.
Нефтяной пласт обычно имеет водоносный горизонт под нефтяной ветвью, а иногда также газовую шапку над нефтяной веткой. Поскольку нефть добывается из нефтяного отвода, вода и газ будут поступать в эту зону, где некоторое количество нефти все еще течет. Операционная компания может также закачивать воду или газ в нефтяной пласт для увеличения нефтеотдачи. Следовательно, уравнения динамики коллектора должны включать многофазный поток воды, нефти и газа. Поскольку вода течет снизу, а газ течет сверху нефтяной ноги, местная смесь флюидных фаз обычно будет состоять только из двух фаз.
Маскат с помощью геофизика Милана В. Мереса (1906-1963) проанализировал результаты экспериментов Ральфа Дьюи Вайкоффа и Холбрука Горхэма Ботсета по установившемуся и нестационарному потокам. [4] Результаты экспериментов показали, что поток смеси испытал эффективную проницаемость, которая была уменьшена по сравнению с проницаемостью однофазной. Уменьшенная проницаемость нелинейно коррелировала с объемной долей другой фазы, а коэффициент (или функция) уменьшения обозначается относительной проницаемостью . [4] Формулировка основана на теории Маската, согласно которой пористая среда имеет локальную структуру макроскопического размера, которая определяется насыщенностью или объемными долями жидкой смеси. Маскат включил новый параметр снижения проницаемости в уточненные уравнения однофазного потока и, таким образом, установил новое дифференциальное уравнение, которое управляет потоком многофазных флюидов в пористой среде. Экспериментальные результаты Вайкоффа и Боцета и аналитические / теоретические данные Маската и Мереса были опубликованы в виде двух скоординированных статей в 1936 году.
В 1949 году Маскат опубликовал « Физические принципы добычи нефти» , которые продвинули область разработки и динамики коллектора по сравнению с его книгой 1937 года, и обеспечили аналитическую основу для разработки месторождений, которая существует по сей день. [5]
Смотрите также
Избранные публикации
Книги
- Маскат, Моррис (1937). Течение однородных жидкостей через пористые среды . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 978-0934634168.
- Маскат, Моррис (1949). Физические основы добычи нефти . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 978-0934634076.
Статьи
- Маскат М. и Ботсет, HG 1931; Поток газа через пористые материалы; Статья опубликована в J. Appl. Phys. т. 1, вып. 1. С. 27–47, 1931.
- Викхофф Р. Д., Боцет Х. Г. и Маскат М. 1932; Течение жидкости через пористые среды под действием силы тяжести; Статья опубликована в Physics vol 3, no 2, pp 90–113 (август 1932 г.); Номер OCLC 36593762.
- Вайкофф Р. Д., Боцет Х. Г. и Маскат М. 1933; Механика пористого потока применительно к задачам заводнения; Статья опубликована в журнале Transactions of the AIME 103 (1933), стр. 219–249.
- Вайкофф Р. Д., Ботсет Х. Г., Маскат М. и Рид Д. В. 1934; Измерение проницаемости пористой среды; Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников. 18, нет. 2, 1934 г.
- Маскат М. 1934; Течение сжимаемых жидкостей через пористые среды и некоторые проблемы теплопроводности; Статья опубликована в J. Appl. Phys. т. 5, вып. 3. С. 71–94, 1934.
- Маскат М. и Вайкофф Р. Д. 1935; Приближенная теория обводненности в нефтедобыче; Статья опубликована в «Транзакциях AIME 114» (1935 г.).
- Маскат М. и Мерес М.В. 1936 г .; Течение неоднородных жидкостей через пористые среды. Статья опубликована в J. Appl. Phys. 7. С. 346–363 (1936); https://dx.doi.org/10.1063/1.1745403
- Маскат М. и Вайкофф Р. Д., Боцет Х. Г. и Мерес М. В. 1937; Течение газожидкостных смесей через пески; Опубликовано в «Transactions of the AIME 123» (1937), стр. 69–96; Идентификатор документа SPE-937069-G; https://dx.doi.org/10.2118/937069-G
Рекомендации
- ^ Slichter CS; Теоретическое исследование движения грунтовых вод; Геол. Surv. (1897-1898), 19 Ann. Отчет Часть 2, стр. 295-384.
- ^ Геологическая служба США; Отделение подземных вод (1899 г.). Геологическая служба США. 19-й годовой отчет 1897-98 гг., Пт. 2 . Вашингтон, округ Колумбия: издание национального правительства. С. 295–384. OCLC 21271918 .
- ↑ Forchheimer P. 1914; Гидравлик; Книга опубликована Б.Г. Тойбнером, Лейпциг и Берлин, 1914 г., стр. 437.
- ^ а б Wyckoff, RD; Ботсет, HG (1936). «Течение газожидкостных смесей через рыхлые пески». Физика . 7 (9): 325. DOI : 10,1063 / 1,1745402 . ISSN 0148-6349 .
- ^ Barenblatt, GI; Пацек, TW; Силин, ДБ (2013). «Математическая модель неравновесных эффектов вытеснения воды и нефти». Журнал SPE . 8 (4): 409–416. DOI : 10.2118 / 87329-PA . ISSN 1086-055X .
Внешние ссылки
- «МОРРИС МУСКАТ». Национальная инженерная академия. Памяти: Национальная инженерная академия , том 14. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press, 2011. doi: 10.17226 / 12884.