Nonuniqueness and stability of the water boiling surface in a geothermal reservoir

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The stability of the boiling surface of water at rest in high-temperature rock, when the domain of ​​water is located above the domain of vapor is investigated. It is shown that the solution is not unique and there are two positions of the interface. As the parameters change, the solutions approach each other and the solutions seases to exist. The normal mode method was used to study the stability of the positions of the interface. A dispersion equation was obtained, which was studied numerically and analytically. It is shown that the transition to instability occurs with a decrease in pressure in the vapor region or an increase in pressure in the water region. Bifurcation diagrams are presented, illustrating the merging and nonexistence of solutions, and parts of the branches corresponding to stable and unstable flow regimes are highlighted.

About the authors

G. G. Tsypkin

Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: tsypkin@ipmnet.ru
Moscow, Russia

References

  1. Grant M., Bixley P.F. Geothermal reservoir engineering. London: Acad. Press, 2011. 378 p.
  2. White D.E., Muffler L.J.P., Truesdell A.H. Vapor-dominated hydrothermal systems compared with hot water systems // Econ. Geol. 1971. V. 66. P. 75–97.
  3. Grant M.A. Geothermal reservoir modeling // Geothermics. 1983. V. 12. P. 251–263.
  4. Schubert G., Straus J.M. Gravitational stability of water over steam in vapor-dominated geothermal system // J. Geophys. Res. 1980. V. 85. № B11. P. 6505–6512.
  5. Tsypkin G.G., Il’ichev A.T. Gravitational stability of the water-vapor phase transition interface in geothermal systems // TiPM. 2004. V. 55. P. 183–199.
  6. Khan Z.H., Pritchard D. Liquid–vapour fronts in porous media: Multiplicity and stability of front positions // Int. J. Heat Mass Transfer. 2013. V. 61. P. 1–17.
  7. Tsypkin G.G., Calore C. Role of capillary forces in vapour extraction from low permeability, water saturated geothermal reservoir // Geothermics. 2003. V. 32. P. 219–237.
  8. Li K., Horne R.N. Systematic study of steam–water capillary pressure // Geothermics. 2007. V. 36. P. 558–574.
  9. Li K., Horne R.N. Estimation of wettability in gas-liquid-rock systems // Geothermics. 2008. V. 37. P. 429–443.
  10. Tsypkin G.G., Shargatov V.A. Influence of capillary pressure gradient on connectivity of flow through a porous medium // Int. J. Heat Mass Transfer. 2018. V. 127. P. 1053–1063.
  11. Saffman P.G., Taylor G. The penetration of a fluid into a porous medium or Hele-Shaw cell con1taining a more viscous liquid // Proc. R. Soc. Lond. A 1958. V. 245. P. 312–329.
  12. Soboleva E.B. Instability Problems and Density-Driven Convection in Saturated Porous Media Linking to Hydrogeology: A Review // Fluids. 2023. V. 36. № 8. 28 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (94KB)
3.

Download (42KB)
4.

Download (89KB)
5.

Download (66KB)
6.

Download (78KB)

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».