气体在双重多孔介质中运移的分数阶导数建模研究

油气储藏是一个复杂的、非均质的双重孔隙系统,通常由微孔组成的原生孔隙系统以及由大孔或裂隙组成的次生孔隙系统。基于油气储层介质系统的随机性、无序性以及外界环境因素的影响,经典对流—扩散模型已不能准确有效地刻画气体粒子在双重多孔介质中的运移规律。气体运移过程不仅依赖于多孔介质的结构特征,还依赖于气体自身的相关属性。由于介质结构的非均质性和复杂环境因素的影响,导致气体运移出现反常扩散现象,即幂律拖尾或早到达现象。本文建立了分数阶对流—扩散方程模型且采用有限差分法对其进行数值求解,用于模拟气体运移规律和特征,并对实验数据与模拟结果对比分析。结果表明分数阶导数模型能够较好地拟合实验数据的反常扩散现象,时间阶数表征储藏介质结构的非均质性,阶数越小非均质性越强,且验证了模型的准确性和有效性。此外,结合实际情况讨论了模型参数的物理意义,为油气开采过程中提高采收率和保护环境提供理论支撑。

一种基于逾渗模型的裂隙岩石渗透系数确定方法

针对裂隙岩体提出了一种基于双重逾渗模型的渗流系数分析方法。通过变参数研究,考察了岩体中渗流和孔压分布的不均匀;根据裂隙长度的不同将岩体分为"孔隙控制"渗流模式和"裂隙控制"渗流模式。这种模型不仅能够同时考虑孔隙和裂隙的作用,而且在模拟大规模裂隙网络时更加快捷简便。