基于分形理论的多孔介质渗透率的研究

多孔介质渗透率的准确确定是多孔介质传热传质研究的一个重要组成部分 ,而传统的 Taylor公式对于不均匀多孔介质的预测效果很不理想。为此 ,利用实际多孔介质剖面图 ,系统研究了颗粒粒径分布分形维数 b、多孔介质孔隙面积分布分形维数 d和孔隙谱维数 ds,在综合考虑了多孔介质孔隙比、颗粒粒径及孔隙连通性的基础上对 Taylor公式进行了改进和发展 ,所提出的新公式在实际预测中相当精确可靠 ,较好地克服了多孔介质复杂多变的几何结构的影响     

毛细压差影响下的未饱和多孔介质的相对渗透率

以未饱和多孔介质微观结构的分形特性为基础,建立了毛细压差影响下的相对渗透率的分形模型.结果表明:相对渗透率是一个关于饱和度、分形维度、流体特性和毛细压差的函数,并且该函数中无经验常数.并将以该模型为基础计算出的相对渗透率与现有的实验数据进行比较,结果吻合得比较好.     

粗糙裂缝型多孔介质渗透率的分形模型

多孔介质渗透率的研究在油气藏、地下水文学、燃料电池、纤维织物等诸多实际应用工程领域具有重要的应用价值.该文基于分形理论和达西定律,提出了牛顿流体在粗糙裂缝型多孔介质中渗透率的分形模型.研究结果表明粗糙裂缝型多孔介质的渗透率是正弦波动幅度因子、裂缝面积分形维数、孔隙率及最大裂缝宽度等多孔介质微结构参数的函数,每个参数都有明确的物理含义,能清楚揭示影响粗糙裂缝型多孔介质渗透率的物理机理.为了证实渗透率分形模型的有效性,将该模型与已有模型和数值模拟结果进行对比,整体结果吻合较好.     

二维格子逾渗结构多孔介质渗透率的研究

通过对2万个不同随机结构直接求解Stokes方程,研究格子逾渗结构多孔介质中低Reynolds数流动渗透率的随机分布特性和标度律关系的结果表明,分形多孔介质渗透率与宏观上统计均匀多孔介质渗透率之间存在着本质差异.对Darcy定律适用的宏观上统计均匀多孔介质,渗透率趋于常数,与系统尺度和具体结构无关;而对分形多孔介质,渗透率依赖于系统尺度和具体结构,其统计分布呈X2分布.在逾渗的临界点附近,多孔介质中的流动渗透率和电导率具有相同的标度律关系,不同精度的计算网格之间不存在本质的差异.     

多孔介质球向渗流的渗透率分形模型

基于分形理论与技术,该文研究了牛顿流体在多孔介质中球向渗流问题,提出了牛顿流体球向渗流渗透率模型,分析了多孔介质的微结构参数对球向渗透率的影响.研究结果表明,球向渗透率随孔隙面积分形维数和孔隙度的增加而增加,随迂曲度分形维数和径向距离r的增加而减小;本模型预期结果与Chang和Yortsos的模型相比较吻合较好,证实了球向渗透率分形模型的正确性.     

分形多孔介质渗透率与孔隙度理论关系模型

基于多孔介质微观孔隙结构的分形特征、毛管模型和Poiseuille方程建立了计算分形多孔介质宏观物性参数渗透率与孔隙度的理论模型,给出了二者之间新的理论关系式.分形多孔介质宏观物性参数及其关系式是多孔介质微观孔隙结构分维数、分形系数和微观结构参数的函数,不包含任何经验或实验常数.定量分析了多孔介质微观孔隙结构分维数、分形系数和微观结构参数对分形多孔介质宏观物性参数及其关联式的影响.理论计算结果与实验结果存在较好的一致性,表明理论模型是有效的.     

多孔介质汽-水相对渗透率研究进展

 汽-水相对渗透率常用于解决高温地热(高温水热型地热、干热岩)储层系统中汽-水两相流渗流问题,是地热开发资源量计算、动态分析、地热储层数值模拟等方面不可或缺的参数。在阐述地热系统汽-水相对渗透率产生机制及其重要性的基础上,总结了该研究领域的最新研究进展,并从实验测定、数值模拟等方面提出了进一步开展研究的相关建议。     

低渗透多孔介质变渗透率数值模拟方法

 根据流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了低渗透多孔介质数学模型,通过引入无因次渗透率变化系数描述低速非达西渗流规律,并基于黑油模型数值模拟系统,开发了低渗透多孔介质变渗透率数值模拟软件。采用矿场实际数据,分别使用达西渗流、考虑启动压力梯度为常数的拟线性渗流和变渗透率渗流模型,对五点井网进行模拟计算,对比分析了不同渗流规律下的油井产油量、含水率、含油饱和度及不同时间的地层渗透率分布。结果表明,变渗透率渗流模型计算的油井产油量、含水率和含油饱和度分布介于达西渗流和拟启动压力梯度渗流模拟结果之间,油水井附近地层渗流能力强,远离主流线地层渗流能力弱;井距越小,地层渗流能力越强;流体在低渗透多孔介质的渗流过程中,达西渗流仅发生在井筒附近小面积区域内,地层大部分区域发生变渗透率渗流,且占据了地层渗流的主导地位,变渗透率数值模拟方法弥补了其他方法未考虑渗透率变化因素的不足,变渗透率数值模拟软件能够更准确地预测流体在低渗透多孔介质中的流动特征。     

多孔介质中微观力的作用及渗流模型

在现有微尺度流动实验和理论认识的基础上,建立了包含范德华力、静电力、空间位型力、表面张力等微观力的特性方程,分析了影响多孔介质中流体流动的微观力种类和作用范围.通过建立考虑微观力作用的圆管流动数学模型,构造了考虑微观力作用的多孔介质的毛管束网络数学模型,推导了考虑微观力作用的相对渗透率模型.通过模拟分析阐明了微观力在多孔介质壁面上的作用及对渗流的影响.模拟结果表明微观力在细小孔隙流动中不可忽略.     

用超声波提高油气渗流速度的研究

在实验室条件下,用超声波对多孔岩样的渗流速度进行了实验室研究。结果表明,超声波可使油对多孔岩样的渗透率增加一倍以上,使空气对多孔岩样渗透率提高18％。多孔岩样被泥浆、泥浆处理剂、搬土、橡胶颗粒等杂质堵塞后,经超声波作用,能使岩样减少堵塞、疏通孔道、减轻污染,使油的渗透率恢复到原来的61～88％,停止超声波作用后,还有明显的滞后效果。     

采油微生物在多孔介质中的运移与生长实验研究

利用优选的微生物驱油菌种N80，模拟油藏条件在人造多孔介质(岩心)上进行的微生物运移、生长和提高采收率实验结果表明，该菌在岩石表面有较强的吸附性，吸附平衡所需菌液量为2．2PV；并可在多孔介质中运移和生长代谢，岩心出口产出液中菌浓度与注入原菌液相近，产出液pH值下降1．8，表面张力下降31．2％；较水驱提高石油采收率6．6％．说明该菌种适宜作驱油菌种．     

声波在固体-多孔媒质界面上的反射和折射

本文介绍了流体饱和的多孔媒质中声波传播特性,较详细地讨论了声波从各向同性固体入射到多孔媒质界面时反射波、折射波势函数与入射波势函数的振幅比,计算了各种波所携带的声功率在入射波声功率中所占比例.本文的数值计算虽然限於高频,但所提出的方法可应用於任何频率的声波.     

多层介质中超声脉冲反射信号处理及应用

本文提出一种能从多层介质的超声反射脉冲提取有用的被检测信号的方法,被检测信号的特点是产生该信号的介质不与声学探头直接接触,而且该信号在多层介质中的衰减必须予以考虑。这种方法能用于多层介质中超声无损检测。     

非均匀多孔介质渗透率尺度跃迁的Green函数方法

应用Ｇｒｅｅｎ函数方法研究了非均质多孔介质的尺度跃迁,对大尺度上的等效渗透率给出了级数形式的表达式。对于服从对数正态分布的渗透率分布,应用随机场理论和级数部分求和技术研究了渗透率的尺度跃迁,得到了等效渗透率的表达公式,其表达式包含了局部关联上的所有信息。对于三维无限区域上的等效渗透率给出了简单的估计,研究了这种方法在复杂情况下的推广应用问题     

多孔介质反应器的数值模拟

利用专业的多物理场耦合软件(COSMOL Multiphysics)对多孔介质反应器模型内的不可压缩流场进行了仿真模拟,计算过程中采用软件中的自由和多孔介质流动和稀物质的传递内置模块,得到了多孔介质反应器内中各组分的浓度场﹑速度场及压力场分布。该模型验证了自由和多孔介质流体在固定床反应器中的耦合。利用后处理软件对计算结果进行分析,为其后期的工业开发提供了理论依据。     

RbCl在混合溶剂中的介质效应

应用一价阳离子选择电极和氯离子选择电极组成及逆电池。通过测定电池的电动势,根据溶液热力学原理,引用扩展的Ｄｅｂｙｅ－Ｈｕｅｃｋｅｌ公式,计算求得了ＲｂＣｌ在（Ｈ２Ｏ￣ＤＭＦ）混合溶剂中的活度系数,一级,二级和总介质效应,并对ＲｂＣｌ的介质效应进行了讨论。     

孔隙介质中滞留聚合物分子的粘弹效应系数

本文在文献[1]的基础上做了进一步的试验研究,发现慢速降压过程流速对时间的依赖关系呈指数曲线形式,同时进行了慢速升压试验,同样发现流速与时间的指数关系。文中对文献[1]定义的附加残余效应系数提出了修改,重新定义为滞留分子粘弹效应系数,对降压过程和升压过程的粘弹效应系数进行了对比。通过岩心出口液浓度数据,证实了文中描述的粘弹效应机理和分子构象改变的物理模型的可靠性。     

声波在液浸多层多孔介质中的反射和透射

根据Biot多孔介质声学理论和多孔介质界面条件,从理论和实验上研究了声波在液浸层状多孔介质中的反射和透射.从导出的计算公式可知,声波的反射、透射系数与声波的频率、入射角及各层多孔介质参数(厚度、孔隙度、弹性参数等)有关.对水浸单层多孔介质板的参数进行的计算表明,当介质板厚与声波波长呈一定比例时,反射系数、透射系数能取得极值.用实验测量方法对这一结论进行了验证,实验结果与理论预测结果相吻合.     

泥浆滤液侵入对油藏岩石中油和水相对渗透率的影响

用模拟油藏注水驱油的不稳定状态法测定了油藏砂岩岩样的润湿性对油、水相对渗透率以及驱油效率的影响.测定结果表明,试验所用的油基和水基泥浆滤液的侵入均对油相渗透率造成相当严重的损害.油基泥浆滤液比水基泥浆滤液更容易使亲水砂岩转变为亲油砂岩.润湿性改变使油、水相对渗透率关系曲线发生明显变化.与亲水岩石相比.亲油岩石的驱油效率也明显下降.