On the Klinkenberg Effect of Multicomponent Gases
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In unconventional gas formations, due to the narrow pore size, gas molecules slip at the wall of the pore, known as the Klinkenberg effect. Although the Klinkenberg effect of single component gas has been thoroughly investigated, an accurate correlation for Klinkenberg effects on multicomponent gas flow has not been formulated so far. In this paper, we aim to quantify the multicomponent gas Klinkenberg effect by deriving a non-empirical correlation that can be directly used in reservoir engineering applications. Our approach is based on kinetic theory, we calculate the mean free path of gas mixtures, and capture the loss of horizontal flux momentum of gas flux after the molecule diffusively reflect at the wall. The horizontal flux momentum acts as shear stress on gas flow. In this sense, the loss of momentum induces reduction of viscosity and enhancement of permeability (mass transfer). By quantifying the loss of horizontal momentum as well as the reduction of viscosity, we can solve the gas slippage coefficient for the multicomponent gas flow system. We have brought out a second-order non-empirical gas slippage correlation for the multicomponent Klinkenberg effect problem. Our model well captures the mass transfer mechanism of gas mixtures. The accuracy of our model has been compared to and validated by both molecular dynamics simulation and physical experimental (tube-flooding). We have also investigated the effect of wall roughness on the reflection of gas molecules, which fundamentally reveals the origin of gas slippage effect. Our correlation can be readily implemented in compositional reservoir simulators to investigate gas flow in unconventional formations, such as shale and tight sandstone. Compared to existing approaches, our approach has several novelties and advantages. First, our approach is a non-empirical gas slippage correlation for gas mixtures. The model is based on the kinetic theory of gasses, originating from the first principals. Secondly, our model is capable of handling a wide range of Knudsen numbers. Last, compared to Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) and Lattice Boltzmann Method (LBM), our approach requires much less computing resources.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».