毛细管压力、饱和度和相界面积间的关系

多相流体在多孔介质中流动时,传质扩散、非水相溶解等现象都与相间界面有关,利用孔隙级网络模型定量表征每一个孔隙孔喉中流体分布,结合几何知识,计算得到了多相流体在孑L隙级网络模型中流动时的毛细管压力、饱和度和相间界面积,并作出了它们之间的关系曲线.计算结果表明,毛细管压力、饱和度和界面积之间存在着比较明显的相互制约关系.这一关系为研究与界面有关的非水相溶解、界面间的传质等现象奠定了基础.     

非常规储层孔隙网络两相流动模拟研究

针对非常规储层多相渗流微观机理认识不清且室内实验开展困难的问题,基于星形截面流体微观赋存模型,结合高性能图论算法和开源可视化表征软件,在考虑活塞式驱替、卡断填充、协同式填充、带油膜充填等孔喉微观填充机理基础上,建立孔隙网络两相流动模拟方法;并运用该方法模拟了初次排驱和不同润湿性条件下的水驱油过程,实现了对孔隙网络内非润湿相连通关系的动态监测,表征了剩余油的三维空间展布,计算得到相对渗透率曲线和毛细管力曲线。通过对比计算获得的相对渗透率曲线与室内实验获得的相对渗透率曲线,验证了建立的孔隙网络两相流动模拟方法的有效性和准确性。运用建立的孔隙网络两相流动模拟方法对吉木萨尔页岩储层的复杂油水两相流动机理进行了探讨。结果表明：吉木萨尔页岩储层两相流区域狭窄,残余油饱和度高,水相存在“渗透率圈闭”现象。研究结果为非常规储层两相流动模拟提供了有效方法。     

毛细管内两相流体驱替规律研究

本文模拟了不同半径毛细管中水驱油和油驱水时界面移动的全部过程,为深入理解液-液两相流动机理,建立正确的两相流流动模型提供一定的依据,探索孔隙内流体驱替速度与外加压差之间的关系。根据实验数据,发现它们之间存在很强的规律性,其流动规律明显偏离泊谡叶公式,依据实验资料,得到的结论是：两相驱替时界面移动的动态接触角余弦与外加压差之间存在线性关系;进而得到动态毛细管压力与外加压差之间的线性关系;两相驱替时,液体的流动规律是,界面的移动速度与外加压差成线性关系,对于水驱油和油驱水时,直线的斜率不同,其截距是静毛细管压力,转变点的压力与静态接触角和直线的斜率有关。     

凝析油气体系流固耦合相平衡计算新方法

在分析了孔隙介质内表面吸附、毛细凝聚、毛细管压力等界面物理化学效应和应力变形对孔隙介质中流体相态影响的现象学特征和影响机制的基础上,通过在大尺度空间常规流体相平衡热力学模型中引入界面物理化学效应的影响,同时通过高才尼卡尔曼方程将毛细管半径与孔隙介质储渗特性的应力敏感性研究成果相关联,建立了同时考虑储层应力变形和界面物理化学效应影响的微孔隙尺度条件下的低渗特低渗凝析气藏多相流体流固耦合露点压力、pT相图及定容衰竭相平衡热力学计算模型。该模型的初步应用表明,其相态模拟计算结果能更为合理地解释孔隙介质环境中的凝析油气体系相态特征实验研究结果。     

两种不同形状旋转带对气液两相流场影响的计算流体力学模拟

利用计算流体力学软件FLUENT,以RNGk-ε湍流模型和Eulerian多相流模型对旋转带蒸馏设备内的流场进行了数值模拟.模拟考虑了旋转带的结构因素.结果表明,无开孔的旋转带在高速转动时,设备内的流体会产生界面分离现象,不利于气液两相的密切接触.而有开孔的旋转带在高速旋转时,会有效地改善流体界面的分离,而且气液两相的湍动程度更大,这些现象将有利于气液两相的传质.同时,比较了开孔位置和孔径大小对改善气液界面分离的影响.模拟结果为进一步研究旋转带蒸馏设备的结构优化和操作提供了理论依据.     

基于MS-P方法的不规则管内流体的分布研究

提出了一种新的基于单角毛细管的模型。在该模型中,当非润湿相注入已经饱和润湿相的毛细管中时,不混溶的两相的分布是由一个特定的阈值压力所确定。利用Young-Laplace方程,推导和分析了不同管内流体间界面的曲率和弯液面的形状;并通过叠加单角毛管模型生成不同多边形毛管模型,研究边的多边形数和流体分布之间的关系,以及等边多边形毛管中润湿相的饱和度。在单角毛细管的基础上,研究了角的位置对于润湿相分布的影响;并分析了流体界面在角的相互影响的五个阶段分布特点。     

气-液界面对亲水微通道减阻特性的影响研究

采用格子Boltzmann方法和Shan-Chen多相流模型,模拟研究了气-液两相流体在具有疏水凹坑的亲水微通道中的流动减阻特性,重点研究了凹坑中滞留的气体与液体形成的气-液界面的曲率对流动减阻的影响,同时也分析了气-液界面随流体流动的变形规律。研究结果表明气-液界面的曲率对流体流动有显著影响,当气-液界面曲率达到一定程度时,能够显著地减小流体的流动阻力,而当气-液界面曲率超过某一临界值,反而增加了流动阻力,在流动过程中气-液界面的形状改变与毛细管数相关。     

传质体系界面过程研究进展

对传质界面现象及使用的实验方法进行了分类、概括、归纳了影响界面传质动力学过程的基本因素。介绍了描述传质界面结构的相间σ相、界面相物理化学模型,总结了相间分散层（IDZ）模型的原理、动力学过程与伴随的界面过程特征。并为IDZ结构寻找了证据。     

岩石物理实验“四参数”关系研究毛细管压力、核磁共振τ2谱、电阻增大率和相对渗透率

探讨油藏勘探开发过程中的毛细管压力、核磁共振τ2谱、电阻增大率、相对渗透率4种岩石物理实验参数的内在联系。以分形理论为基础,分析并推导出4种实验数据关系的理论模型,并通过实际实验设计和联测进行验证,结果表明:在一定饱和度范围内,4种实验数据作为描述岩石微观特性的动态与静态参数可以相互转换;毛细管压力用于定量分析岩石的孔隙结构性质,核磁用于描述孔隙内流体赋存状态,电阻增大率用来表征岩石的含油气性,相对渗透率用以判别润湿性以及多相流体的相对流动能力,实际中以理论模型为依据建立岩石物理参数转换平台,能够较全面地基于岩石物理实验对储层产能情况进行分析预测。     

基于水气二相流的稳定饱和-非饱和渗流模拟研究

非饱和带的渗流过程实质上是水、气两种流体在土壤孔隙中相互替代的过程,因此采用水-气二相流模型求解饱和-非饱和渗流问题更加合理.根据水、空气的质量守恒定律和达西定律,结合多相流理论建立水-气二相流模型,采用高效的积分有限差分法求解,给出精确模拟水相、气相边界的处理方法.通过求解Muskat稳定渗流问题得到逸出面长度与解析解基本一致,验证了水气二相流模型的有效性;由孔隙水压力、孔隙气压力和毛细压力的分布可知,稳定渗流中气相的影响几乎可以忽略,而非稳定渗流中气相的影响有待进一步研究.