利用孔隙级网络模型研究油水两相流

从岩心薄片分析着手,利用模拟退火算法重建数字岩心;从所建数字岩心中提取对等的由形状简单的孔隙和孔喉组成的孔隙级网络模型。利用表面自由能平衡得到每个网络模型组成单元的毛细管入口压力,从而确定孔隙中流体的流动过程,即所有单元按毛细管入口压力从小到大的顺序进行驱替,入口压力越小的孔隙越先被驱替。由单相和多相时流量的不同可以求出油水两相的相对渗透率,而计算结果与实验结果的一致性则证明了模型是可以用来代表真实岩样的,可以作为一个平台更深入地研究流体在多孔介质中的流动。

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孔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。

任意三角形毛细管中水力传导率与形状因子关系研究

孔隙级网络模型可以用简单几何体来代表真实的孔隙孔喉,以分析流体在这些简单几何体中的流动,具有重要的意义。利用有限元法对任意三角形截面管中的单相和油水两相流动的速度场进行了求解,后由速度场进一步计算出了水力传导率。研究了水力传导率与形状因子之间的关系,结果表明,单相流水力传导率与形状因子近似呈直线关系,而油水两相流时,水力传导率除与形状因子有关外,还随着角落半角和油水接触角的变化而变化。