包含界面面积的微生物强化采油建模与模拟

本文的重点是推导一个包含油水界面面积（IFA）的微生物强化采油（MEOR）非标准模型。我们考虑了水和油的连续性方程、油水界面的平衡方程以及细菌、营养物质和表面活性剂的平流-弥散输运方程。表面活性剂降低界面张力（IFT），从而改善石油采收率。因此，我们在模型中包含了作为表面活性剂浓度函数的 IFT 降低和残余油饱和度的参数化。我们在 MEOR 背景下首次考虑了 IFA 在强化采油（EOR）中的作用。在模型中包含 IFA 的动机是为了减少毛细管压力关系中的滞后现象，纳入观察到的细菌向油水界面迁移以及油水界面处表面活性剂的生物产生效应。我们实现了一种高效且稳健的线性化方案，其中使用了一种考虑毛细管压力梯度线性近似的隐式格式，从而得到一个高效且稳定的方案。基于两点通量近似（TPFA）的全面二维实现已经完成。文中给出了说明性的数值模拟。我们解释了在考虑 IFA 和 MEOR 效应时所获得的石油采收率剖面的差异。该模型也可用于设计新的实验，以便更好地理解和优化 MEOR。