(8722) 62-93-57 Институт проблем Геотермии

Лаборатория геотермомеханики

В 1988 была организована лаборатория геотермомеханики, которую возглавил будучи на тот момент директором ИПГ ДНЦ РАН выдающийся ученый профессор Магомедов Камиль Магомедович. В настоящее время лабораторию возглавляет д.ф.-м.н. Рамазанов Мукамай Магомедович. Численность сотрудников – 6 человек, в том числе научного персонала: 2 доктора и 2 кандидата наук.

 

Заведующий лабораторией геотермомеханики Рамазанов Мукамай Магомедович

Рамазанов Мукамай Магомедович  работает в ИПГ ДНЦ РАН с 1984 года. В 1984 году окончил механико -математический факультет МГУ им. Ломоносова. В 1992 году защитил диссертацию на соискание ученой степени к.ф-м.н. по специальности «Механика жидкости, газа и плазмы», в 2003 году в Объединенном Институте физики Земли РАН (Москва) защитил докторскую диссертацию на соискание ученой степени д.ф.-м.н. по специальности «геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых». Автор более 60 научных публикаций. С 2000 г. по настоящее время зав. лабораторией и член Ученого Совета ИПГ. Научный руководитель плановой темы НИР лаборатории. Научный руководитель гранта РФФИ (2014-2016 гг.).

Научные интересы: механика, прикладная математика, физика, геофизика

Основные работы проводились в рамках следующих направлений:

1) Разработка обобщенной термомеханической модели формирования теплового поля в приповерхностном слое Земли, включающем литосферу и астеносферу, основанной на представлениях о развитой конвекции в мантии, с учетом вклада мантийной, радиогенной и диссипативной составляющих, а также влияния локальных процессов конвективного тепло- и массопереноса.

2) Изучение влияния различных осложняющих факторов (неоднородность проницаемости, наличие примеси, модуляция параметров, адсорбции компонентов и др.) на характер и устойчивость конвективных движений жидкостей и их смесей в пористой среде.

3) Исследование  фильтрационной конвекции  сильно сжимаемых газов и их смесей вблизи термодинамической  критической точки фазового перехода жидкость-пар.

4) Не изотермические течения с фазовыми переходами в пористых средах и геотермальных системах.

5) Теоретические исследования в области развития трещин ГРП в пороупругой среде.

Научные достижения Рамазанова М.М.:

1. Построена трехмерная термомеханическая модель формирования теплового поля в приповерхностном слое Земли, поля напряжений и рельефа поверхности, основанная на современных представлениях о развитой конвекции в мантии и обобщающая известные модели аналогичного типа.

2. Получен критерий абсолютной конвективной устойчивости сжимаемой вязкой теплопроводной жидкости, который в частном случае,  когда теплофизические свойства среды и адиабатический градиент постоянны, совпадает с критерием Шварцшильда.

3. Предложена новая модель гидротермальной конвекции в разломных зонах земной коры и развиты адекватные математические методы.

4.  Аналитическими и численными методами выявлены закономерности фильтрационной конвекции околокритического газа Ван-дер-Ваальса при существенных перепадах температуры.

5. Получены точные и численные решения ряда задач связанных с тепломассопереносом с фазовыми переходами в геотермальном пласте. 6. Получены новые результаты, связанные с теорией и моделированием развития трещин ГРП в пороупругой среде.

Основные научные публикации Рамазанова М.М.:

1. Мясников В.П., Рамазанов М.М. Конвективная модель формирования теплового поля в приповерхностном слое Земли // Докл. АН СССР. 1989. Т. 309,  № 3.  С. 578 - 582.

2. Рамазанов М.М. О критериях абсолютной конвективной устойчивости сжимаемой жидкости и газа// Изв. РАН. МЖГ. 2014. №5. С.27-37.

3. Рамазанов М.М. Исследование фильтрационной конвекции околокритического газа Ван-дер-Ваальса при существенных перепадах температуры// Изв. РАН. МЖГ. 2013. №4.С. 128-139.

4.  А.В. Каракин, М.М. Рамазанов. Плоские задачи двух тел в гидродинамике Стокса// Математическое моделирование, 28:4 (2016),  43–63

5. Рамазанов М. М., Алхасова Д.А.  Математическая модель тепломассопереноса в геотермальном пласте при извлечении пароводяной смеси// ТВТ, №1, 2017 г.

 

Коллектив лаборатории геотермомеханики, 2017

 

  Алишаев

  Мухтар

  Гусейнович,

  доктор технических наук,

  заведующий отделом  энергетики и геотермомеханики

 

 

 

 

 

 

                                     Щербуль

                                     Зинаида

                                     Захаровна,

                                     кандидат геолого-минералогических наук,

                                     старший научный сотрудник

 

 

 

 

 

  Булгакова

  Наталья

  Сергеевна,

  кандидат технических наук,

  старший научный сотрудник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Азизов

  Габибулла

  Абдуллаевич,

  Инженер

 

 

 

  

 

   

 

 

 

  Гаджимагомедова

  Салихат 

  Рамазановна, 

  инженер

 

 

 

 

 

 

 

Текущая тематика лаборатории

Исследования лаборатории направлены на:

- Исследование  вынужденных течений с фазовыми переходами в пористой среде и геотермальных системах.

- Анализ гидротермальной системы на основе численной модели, учитывающей процессы тепломассопереноса, осаждения примеси и модуляцию граничных условий

- Изучение  техногенной геотермальной аномалии, оценка выброса  тепла в окружающую среду.

- Моделирование движения закачиваемых вод в искусственно созданных трещинах горячего горного массива.

 

Основные достижения лаборатории за последние годы

К основным результатам НИР относятся следующие:

Предложены критерии абсолютной конвективной устойчивости сжимаемой жидкости и газа. Выведены необходимое, достаточное, а также необходимое и достаточное условия абсолютной конвективной устойчивости сжимаемой вязкой теплопроводной жидкости (газа).

Исследованы свойства и закономерности нелинейной фильтрационной конвекции сильно сжимаемых газов и их смесей.

Исследовано влияние эксплуатирующейся  геотермальной скважины на тепловое  поле окружающей среды, в том числе на теплообмен деятельного слоя почвы. 

При извлечении тепловой энергии гидротермального пласта с поддержанием пластового давления обратной закачкой в пласт, для  случаев горизонтальных однородных пластов рассчитаны время стабильной температуры и время монотонного снижения температуры добываемой жидкости.

- Сформулирована математическая модель, и проведены исследования влияния теплоты фазового перехода при пересечении межфазной границы, и контрастности свойств фаз на условия возникновения фильтрационной конвекции.

Получены результаты численного исследования фильтрационной конвекции трехкомпонентной изотермической смеси, насыщающей пористый массив прямоугольного сечения с учетом адсорбции.

- Исследовано влияние изменения температурного поля в приповерхностной зоне при эксплуатации геотермальной скважины на температурный режим грунтовых вод.

- Изучен процесс вытеснения термальной воды в мощных пластах закачиваемой пресной водой и охват вытеснением мощности пласта. Получены зависимости охвата вытеснения от темпов разработки залежи и геологического строения.

Сотрудники лаборатории активно участвуют в работе международных, федеральных и региональных научных конференций.

Работа лаборатории получала поддержку РФФИ. Один проект РФФИ выполняется в настоящее время (грант 2014-2016).

 

Перспективы развития лаборатории определяются следующими направлениями: 

- Исследование влияния сильной сжимаемости, неоднородности состава, и фазовых переходов на фильтрационную конвекцию жидкости и газа.

Исследование влияния  фазового перехода на естественно-конвективные и вынужденные течения в пористых средах.

- Изучение влияния процессов переноса, растворения и осаждения компонент, а также модуляции граничных условий на эволюцию гидротермальных систем.

- Исследование влияния  фазового перехода на естественную конвекцию в пористых средах.

Изучение  формирования техногенной геотермальной аномалии, оценка выброса  тепла в атмосферу, в поверхностные и грунтовые воды.

- Моделирование процесса эксплуатации геотермального месторождения с целью изучения динамики изменения температурного поля в приповерхностном слое Земли.

- Обзор мирового опыта использования глубинной тепловой энергии Земли.

- Проблема закачки пара в пласты с аномально вязкой нефтью с учётом фазовых переходов в нагнетательной скважине.

 

Магомедов Камиль Магомедович (1936-2002) – первый заведующий лабораторией геотермомеханики

В 1988г.   лабораторию возглавил будучи на тот момент директором ИПГ ДНЦ РАН выдающийся ученый профессор Магомедов Камиль Магомедович (19. 10. 1936, сел. Мусульта Левашинского района ДАССР - 22.04. 2002, г. Махачкала).  В 1955 г. после окончания с медалью средней школы № 1 г. Хасавюрта поступил в Московский физико-технический институт (МФТИ), который окончил в 1961 г., получив квалификацию инженера-физика по специальности «аэродинамика». В том же году был принят на работу в МФТИ где проработал там до 1972 г. В 1965 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, в 1972 г. - диссертацию на соискание ученой степени доктора физико-математических наук; в 1974 г. был удостоен звания профессора. Магомедов К.М. - первый ректор Дагестанского политехнического института (1972-1985 гг.), в 1987-2002 гг. - директор Института проблем геотермии ДНЦ РАН.

М-К.М. Магомедов - известный специалист в области механики жидкости и газов, теплофизики, прикладной математики, автор 152 опубликованных научных работ, в том числе 7 монографий по теплофизике, математическому моделированию тепломассопереноса в различных физических системах, геотермомеханике, геотермальной энергетике. Его научные работы по асимптотическим и численным методам в механике сплошных сред, математическому моделированию задач теплофизики, геофизики, геотермомеханики позволили заложить научные основы развивающегося Института проблем геотермии ДНЦ РАН.

Наряду с большой научной деятельностью М.-К.М. Магомедов вел активную педагогическую, научно-организационную и общественную работу. Избирался депутатом Верховного Совета РСФСР XI созыва, депутатом Махачкалинского городского Совета народных депутатов и других выборных общественных и партийных органов, руководил координационным Центром «Малая энергетика Дагестана». М-К.М. Магомедов - лауреат премии им. Н.Е. Жуковского.

За научные достижения и заслуги в подготовке инженерных и научных кадров проф. М-К.М. Магомедов был награжден высокими государственными наградами - орденами «Знак почета» (1976) и «Дружбы народов» (1982). Ему присвоены высокие звания Заслуженный деятель науки Российской Федерации и ДАССР.

 

 Основные публикации лаборатории (2014-2017 гг.)

1. Рамазанов М.М. О критериях абсолютной конвективной устойчивости сжимаемой жидкости и газа// Изв. РАН. МЖГ. 2014. №5. C.27-37. (журнал индексируется ScopusSpringer)

2. Рамазанов М.М. Условия отсутствия и возникновения фильтрационной конвекции в сжимаемом газе// ИФЖ. 2014. Т. 87. №3. С.524-530. (журнал индексируется ScopusSpringer)

3. Алхасов А.Б., Рамазанов М.М. Радиальная модель извлечения пара из высокотемпературного пласта одиночной скважиной // ИФЖ. 2014. Т. 87. №3. С.539-548. (журнал индексируется ScopusSpringer)

4. А.Б. Алхасов, М.М. Рамазанов, Д.А. Алхасова. О фронтовом режиме теплопереноса в геотермальном пласте// ИФЖ,  №6, 2015.  (журнал индексируется ScopusSpringer)

5. А.В. Каракин, М.М. Рамазанов. Плоские задачи двух тел в гидродинамике Стокса// Мат. Моделирование (журнал индексируется ScopusSpringer)

6. М.М. Рамазанов, Н.С. Булгакова. Критерий возникновения фильтрационной конвекции смеси с учетом равновесной и неравновесной адсорбции//  ИФЖ,  №6, 2015 , с. 1307-1313 (журнал индексируется ScopusSpringer)

7. Алишаев М.Г. Испарение и конденсация влаги в кротованной почве.// ИФЖ, 2015, №6, ТОМ 88, 7с. (журнал индексируется ScopusSpringer)

8. Рамазанов М.М., Алхасова Д.А., Абасов Г.М. Течения и теплообмен в геотермальном пласте при извлечении пароводяной смеси // ИФЖ,  т.90, №3, 2017. (журнал индексируется ScopusSpringer)

9. Рамазанов М. М., Алхасова Д.А.  Математическая модель тепломассопереноса в геотермальном пласте при извлечении пароводяной смеси// ТВТ, №1, 2017 г. (журнал индексируется Web of Science)

10. Алишаев М.Г. Моделирование и расчет в прикладной механике и добыче нефти. Махачкала: АЛЕФ, 2015. 288 с.