多孔介质自发渗吸研究进展_蔡建超
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面向多孔介质渗流的数值模拟与优化研究多孔介质渗流是一种在自然界中广泛存在的现象,也是工程领域中很重要的问题之一。
通过数值模拟和优化研究可以更好地理解和控制多孔介质渗流的行为,从而为解决一些实际问题提供有效的解决方案。
本文将从多孔介质渗流的数值模拟方法和数值优化技术两个方面进行探讨。
首先,多孔介质渗流的数值模拟方法是研究该问题的基础和核心。
目前,常用的数值模拟方法包括有限差分法、有限元法和格子Boltzmann方法等。
这些方法可以通过数学模型将多孔介质内的渗流过程表示为一组偏微分方程,然后通过离散化近似和数值解方法来求解这些方程。
其中,有限差分法和有限元法是最常用的数值模拟方法,它们可以较准确地模拟多孔介质内的渗流现象。
在数值模拟过程中,需要对多孔介质的物理参数进行合理的选择和定义。
例如,多孔介质的渗透率、孔隙率、平均粒径等参数可以直接影响渗流的行为。
通过实验数据和经验公式可以估计得到这些参数的数值,然后将其应用在数值模拟中。
此外,为了提高数值模拟的准确性,还需要考虑多孔介质的非均质性和各向异性等因素,这些因素可以通过网格划分和边界条件的设置来考虑。
数值模拟结果的验证和验证也是研究多孔介质渗流的重要环节。
通过与实验数据进行对比,可以评估数值模拟的准确性和可靠性。
当数值模拟结果与实验数据吻合较好时,就可以应用该数值模拟方法来预测多孔介质渗流过程,并进一步优化设计。
其次,数值优化技术可以用于多孔介质渗流问题的优化研究。
多孔介质渗流的优化研究主要包括两个方面:一是优化多孔介质结构,改变渗透率分布、孔隙率分布等参数,以实现特定的渗流行为;二是优化渗流控制策略,通过改变边界条件和应用控制策略,实现对渗流的控制和调节。
在多孔介质结构的优化研究中,可以使用一些优化算法来求解最优的多孔介质结构。
例如,遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等可以用于求解多孔介质结构优化的问题。
通过优化多孔介质结构,可以使得渗透率分布更加均匀,孔隙率分布更加合理,以实现更好的渗流行为。
储层多孔介质中流体吸附研究进展李明军;杨志兴;杜建芬;卞小强【摘要】油气在地层多孔介质中储集和渗流,与储层多孔介质形成一个相互作用的系统.由于储层岩石孔隙小、比表面大,部分流体将吸附于孔隙表面,形成吸附相,进而影响流体相态和渗流规律,尤其在低渗透多孔介质中,吸附现象更为严重.本文分析了有关多孔介质中油气吸附的研究,肯定了多孔介质对油气吸附的影响,阐述了多孔介质中流体吸附理论研究现状的局限性,提出了储层多孔介质中流体吸附研究的发展方向.【期刊名称】《天然气勘探与开发》【年(卷),期】2010(033)003【总页数】3页(P33-35)【关键词】多孔介质;流体;吸附;渗流规律;研究进展【作者】李明军;杨志兴;杜建芬;卞小强【作者单位】中海石油中国有限公司湛江分公司;中海石油中国有限公司湛江分公司;西南石油大学;西南石油大学【正文语种】中文在油气藏开发过程中,由于吸附现象的存在,将不同程度地影响油气藏自身的开发效果。
据相关研究成果证实:对于气藏而言,常规气藏(渗透率大于0.01D)和低渗透气藏(渗透率在0.01D~0.001D),考虑吸附计算得到的天然气储量误差在0.6%以下,可以忽略不计;致密气藏(渗透率在0.1 mD~0.01mD),考虑吸附时计算得到的储量变化在1.3%~3.5%之间,应当考虑其影响;凝析气藏考虑吸附计算的凝析气储量略有下降。
对于油藏而言,考虑吸附计算的储量将有不同程度的下降,下降程度随储层物性条件的不同而有差异,孔隙度越小,岩石越致密,渗透率越低,吸附现象越严重,储量降低越多。
在油气藏开发过程中,吸附的存在对油气藏的开发总体上起着负面作用;降低油气藏的采收率,影响开发效果,降低油气藏开发的经济效益。
所以,研究多孔介质中流体的吸附现象,认识其对油气藏开发的影响程度,对我们正确的全面认识油气藏特征、开发动态,制定合理的开发方案,高效开发油气藏具有相当的经济价值和现实意义。
目前,关于气体在储层多孔介质中吸附的实验和理论研究业已成熟,成果也较多,且主要出自国内。
多孔介质中流体渗流特征及机理研究多孔介质在各个领域中具有广泛的应用,例如岩石油气储层中的流体运移、土壤水分运动、水资源管理以及生物组织中的流体输运等。
研究多孔介质中流体渗流的特征和机理,有助于我们深入了解多孔介质中的流动规律,并为相关领域的工程设计和科学研究提供理论支持。
多孔介质中的流体渗流特征主要包括渗透率、渗透系数和渗流速度等。
渗透率是描述多孔介质对流体渗透能力的物理量,它与孔隙度、孔径分布以及孔隙连通性有关。
渗透系数是渗透率与流体的粘度之比,反映了流体在多孔介质中的渗透速度。
而渗流速度则是指单位时间内流体通过多孔介质的体积。
流体在多孔介质中渗流的机理主要包括孔隙流和扩散流。
孔隙流是指流体通过多孔介质中的连通孔隙进行的流动,其机制可以用达西定律来描述。
扩散流是指流体通过多孔介质中的非连通孔隙进行的流动,其机制主要受到孔隙尺度和流体分子扩散的影响。
多孔介质中流体渗流特征及机理的研究可以通过实验与数值模拟相结合的方法来开展。
实验研究可以利用可视化技术观察流体在多孔介质中的渗流过程,并利用流量计、压力计等仪器设备来测量渗透率、渗透系数和渗流速度等参数。
数值模拟可以利用计算流体力学模型对多孔介质中流体渗流过程进行模拟与计算,从而得到不同参数下的渗流特征和机理。
在实际应用中,多孔介质中流体渗流特征及机理的研究对于岩石油气储层开发、土壤水分管理以及地下水保护等具有重要意义。
研究流体在多孔介质中的渗流特征能够帮助我们预测地下水位和水质变化,进而实现对地下水资源的合理利用和管理。
此外,对多孔介质中流体渗流机理的深入了解,有助于改善油藏开发方案,提高天然气的采收率,从而提高油气田的经济效益。
总之,多孔介质中流体渗流特征及机理的研究是一个复杂而有挑战性的领域。
通过实验研究和数值模拟相结合的方法,可以更好地理解多孔介质中流体渗流的特征和机理,并为相关领域的应用和研究提供理论支持和指导。
随着科学技术的不断发展,我们相信在多孔介质中流体渗流特征及机理研究领域,将会取得更加重要的进展。
低渗透油藏多孔介质特征及模拟一、本文概述随着全球能源需求的持续增长,石油资源作为主要的能源供应来源之一,其开发和利用受到广泛关注。
低渗透油藏,作为石油资源的重要组成部分,具有储量丰富、分布广泛等特点,但其复杂的储层结构和低渗透性使得其开发难度较大。
因此,深入研究低渗透油藏多孔介质的特征,探索有效的模拟方法,对于提高石油开采效率、实现可持续发展具有重要意义。
本文旨在全面分析低渗透油藏多孔介质的特征,包括孔隙结构、渗透率、饱和度等关键参数,以及这些参数对油藏开发的影响。
本文还将探讨低渗透油藏多孔介质的模拟方法,包括数值模拟、物理实验等手段,为低渗透油藏的高效开发提供理论支持和技术指导。
通过本文的研究,我们期望能够更深入地理解低渗透油藏多孔介质的性质,揭示其内在规律,为石油工业的可持续发展做出贡献。
我们也希望本文能够引起更多学者和工程师的关注,共同推动低渗透油藏开发技术的进步。
二、低渗透油藏多孔介质特征低渗透油藏多孔介质特征研究对于油藏的有效开发和生产具有重要意义。
低渗透油藏通常指的是渗透率低于一定阈值(如1毫达西或50毫达西)的油藏。
这类油藏具有特殊的物理和化学性质,使得油气运移和采收过程变得复杂和困难。
孔隙结构复杂:低渗透油藏的孔隙结构通常呈现出多样性、非均质性和连通性差的特点。
孔隙大小分布广泛,从小于1微米的微孔到大于100微米的宏孔都可能存在。
孔隙形态各异,有圆形、椭圆形、不规则形等。
这些复杂的孔隙结构导致了流体在多孔介质中的流动变得极为复杂。
渗透率低:渗透率是描述多孔介质传导流体能力的重要参数。
低渗透油藏的渗透率通常较低,这限制了油气的运移速度和采收率。
渗透率低的原因主要包括孔隙小、喉道狭窄、孔隙连通性差等。
比表面积大:低渗透油藏的多孔介质通常具有较高的比表面积,即单位体积内的表面积较大。
这使得多孔介质与流体之间的相互作用增强,增加了流体在孔隙中的吸附和扩散作用。
润湿性:多孔介质的润湿性对油气的运移和采收具有重要影响。
层状土毛细水上升过程中Lucas-Washburn模型评价及修正郝瑞;施斌;曹鼎峰;孙梦雅;魏广庆【摘要】受界面效应影响,毛细水在层状土中运移规律还难以用描述均质土中水分运移规律的Lucas-Washburn(LW)渗吸模型进行描述.基于此,本文设计了层状土室内模型试验,采用分布式的主动加热光纤法(简称AHFO)监测毛细水上升过程.根据AHFO测试结果,进一步对LW模型进行了修正,提出了适用于描述层状土中毛细水上升规律的ILW模型,并对ILW模型进行了试验验证.试验结果表明:(1)当毛细水湿润锋抵达“黏土(下部)-砂土(上部)”界面时,会产生“毛细屏障作用”,从而导致上部砂土中毛细水含水率急剧下降;(2)“毛细屏障作用”由砂土和黏土中的基质吸力不均衡造成,基质吸力大小由含水率决定;(3)当毛细水湿润锋抵达“砂土(下部)-黏土(上部)”界面时,在界面处出现“反毛细屏障作用”,从而导致上部黏土层中的含水率比相邻下部砂土层含水率更高;(4)虽然常见的LW模型可准确预测均质土中毛细水上升高度及速率,但受“毛细屏障作用”和“反毛细屏障作用”影响,LW模型在层状土中失效;(5)相比LW模型,ILW模型精度更高,能够更加准确地描述层状土中毛细水上升规律.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2018(045)006【总页数】9页(P84-92)【关键词】层状土;主动加热光纤法(AHFO);毛细水;Lucas-Washburn渗吸模型【作者】郝瑞;施斌;曹鼎峰;孙梦雅;魏广庆【作者单位】南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210023;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210023;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210023;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210023;苏州南智传感科技有限公司,江苏苏州215123【正文语种】中文【中图分类】TU411.2受淋溶-淀积、剥蚀-沉积、生物扰动等作用,层状结构土壤在自然界广泛分布[1]。
doi:10 3969/j issn 1004-275X 2020 11 47多孔介质渗吸机理及其影响因素的分析杨 婧(西安石油大学石油工程学院,陕西 西安 710065)摘 要:以多孔介质为研究对象,深入对其渗吸机理、渗吸模型进行了分析,并针对如何提高油气最终采收率,具体研究了各个方面对多孔介质自发渗吸的影响因素,且给出了相应的建议与未来的研究方向。
关键词:多孔介质;自发渗吸;毛细管力;渗吸采收率中图分类号:TE312 文献标识码:A 文章编号:1004-275X(2020)11-138-03AnalysisofthemechanismofporousmediaanditsinfluencingfactorsYangJing(Xi'anPetroleumUniversityPetroleumEngineeringInstitute,ShaanxiXi'an710065)Abstract:Takingporousmediaastheresearchobject,thein-depthanalysisofitsimbibitionmechanismandimbibitionmodeliscarriedout Aimingathowtoimprovetheultimateoilandgasrecoveryrate,theinfluencingfactorsofvariousaspectsonthespontaneousimbibitionofporousmediaarespecificallystudied,andgivenCorrespondingsuggestionsandfutureresearchdirectionsKeywords:porousmedia;spontaneousimbibition;capillaryforce;imbibitionrecoveryfactor1 自发渗吸1 1 渗吸原理渗吸是指,在多孔介质中,湿润相流体在毛管力作用下驱替出原有非湿润相流体的过程。
基于多孔介质理论的混凝土渗透特性研究一、前言混凝土作为建筑材料中的重要一员,其性质的研究一直是建筑领域中的热点之一。
其中,混凝土的渗透特性一直备受关注。
本文将会基于多孔介质理论,对混凝土的渗透特性进行深入研究,旨在提高混凝土的性能和建筑的质量。
二、多孔介质理论多孔介质理论是一种描述多孔介质中流体运动的数学模型。
该理论认为,在多孔介质中,流体的运动主要是由于压力差引起的。
多孔介质中的流体运动可以分为两种类型,即对流运动和扩散运动。
对流运动主要是由于压力差引起的流体运动,而扩散运动则是由于浓度差引起的流体运动。
在多孔介质理论中,主要考虑两个参数:孔隙率和渗透率。
孔隙率是指多孔介质中孔隙的体积与总体积的比值,而渗透率则是指多孔介质中流体通过单位面积时间内的体积。
三、混凝土渗透特性混凝土作为一种多孔介质,其渗透特性主要与孔隙率和渗透率有关。
一般来说,混凝土的渗透特性越好,则其抗渗性能越差。
因此,在混凝土的设计和生产中,需要对其孔隙率和渗透率进行控制。
1. 孔隙率的影响混凝土的孔隙率与其密实度有关。
一般来说,混凝土的密实度越高,则孔隙率越低。
孔隙率的大小直接影响混凝土的抗渗性能。
孔隙率越大,则混凝土的渗透性就越强。
因此,在混凝土的设计和生产中,需要充分考虑孔隙率的大小。
2. 渗透率的影响混凝土的渗透率与其孔隙结构有关。
一般来说,混凝土的孔隙结构越复杂,则渗透率越低。
因此,在混凝土的设计和生产中,需要充分考虑孔隙结构的复杂性。
四、混凝土渗透特性的研究方法混凝土渗透特性的研究方法主要包括实验方法和数值模拟方法。
其中,实验方法可以通过对混凝土的抗渗性能进行测试,以获得其渗透特性数据。
而数值模拟方法则可以通过建立混凝土的数学模型,来模拟混凝土的渗透特性。
1. 实验方法在混凝土的实验研究中,主要采用以下几种方法:压汞法、气压法、渗透法和电化学方法。
压汞法是一种通过测量混凝土的孔隙率来确定其渗透特性的方法。
该方法通过将混凝土样品置于压汞仪中,然后通过施加一定的压力,将汞浸入混凝土孔隙中,测量混凝土中汞的体积和密度,从而计算出混凝土的孔隙率。
基于多孔介质理论的混凝土渗透特性研究一、前言混凝土作为广泛应用于建筑工程中的一种材料,其质量对于建筑工程的安全和持久性至关重要。
而混凝土的渗透特性直接影响着混凝土的耐久性和抗渗性能。
因此,对混凝土的渗透特性进行研究具有重要的理论和实用意义。
本文将对基于多孔介质理论的混凝土渗透特性进行全面的研究和探究。
二、多孔介质理论多孔介质理论是描述多孔介质(如土壤、岩石、混凝土等)物理性质的一种理论。
在多孔介质中,空气和水分布不均,因此需要考虑多相流、传热和质量传递等问题。
根据多孔介质理论,混凝土中的孔隙结构是影响其渗透特性的关键因素。
三、混凝土渗透特性混凝土的渗透特性包括渗透系数、吸水率、渗透压力等。
其中,渗透系数是衡量混凝土渗透能力的重要指标。
渗透系数表示单位时间内渗透的体积流量与压力差的比值。
通常,混凝土的渗透系数与孔隙结构、孔径、孔隙率等因素有关。
四、孔隙结构对混凝土渗透特性的影响孔隙结构是影响混凝土渗透特性的重要因素。
混凝土中的孔隙可以分为毛细孔、中孔和大孔。
毛细孔是指孔径小于50nm的孔隙,中孔是指孔径在50nm至100μm之间的孔隙,大孔是指孔径大于100μm 的孔隙。
混凝土中孔隙的分布和孔径大小对混凝土的渗透特性有着重要的影响。
1. 孔径分布对混凝土渗透特性的影响混凝土中孔隙的孔径分布对混凝土的渗透特性有着重要的影响。
当孔隙的孔径分布比较均匀时,混凝土的渗透特性较好。
而当孔隙的孔径分布不均匀时,混凝土的渗透特性会受到影响。
2. 孔径大小对混凝土渗透特性的影响孔径大小是影响混凝土渗透特性的另一个重要因素。
当孔径较小时,混凝土的渗透特性较差,因为孔径小的孔隙会使得水分难以渗透。
当孔径较大时,混凝土的渗透特性也会变差,因为孔径大的孔隙容易导致水分流失。
五、混凝土渗透特性的测试方法混凝土渗透特性的测试方法有很多种,其中比较常见的有质量法、时间法和电法等。
1. 质量法质量法是通过测量混凝土在一定时间内渗透的水分量来计算渗透系数。
多孔介质自发渗吸研究进展一、本文概述多孔介质自发渗吸是自然界和工程领域中普遍存在的物理现象,它涉及到多孔介质内部流体的传输机制、孔隙结构对渗吸过程的影响以及渗吸过程中能量的转换与耗散等多个方面。
本文旨在全面综述多孔介质自发渗吸研究的最新进展,从渗吸机理、影响因素、实验方法以及应用前景等方面进行深入探讨。
文章首先介绍了多孔介质的基本概念和自发渗吸的定义,阐述了渗吸研究的重要性和实际应用价值。
接着,重点分析了渗吸过程中孔隙结构、润湿性、毛细力等因素对渗吸速率和效率的影响,并介绍了近年来在渗吸机理和模型建立方面取得的重要成果。
文章还综述了不同实验方法在多孔介质自发渗吸研究中的应用,包括微观观测技术、数值模拟方法等,并对各种方法的优缺点进行了评价。
文章展望了多孔介质自发渗吸研究的前景,提出了未来研究的重点方向,旨在为相关领域的研究人员提供有价值的参考和指导。
二、多孔介质自发渗吸基础理论多孔介质自发渗吸是一个涉及流体在多孔材料中自然流动的过程,其基础理论主要包括毛细管现象、达西定律以及多孔介质中的渗流模型。
毛细管现象是多孔介质自发渗吸的基础。
当液体与固体表面接触时,由于表面张力的作用,液体会在固体表面形成凹形弯液面。
这种弯液面产生的毛细压力,是驱动液体在多孔介质中自发渗吸的主要动力。
毛细压力的大小取决于液体的表面张力、接触角以及孔隙的尺寸。
达西定律是描述多孔介质中流体渗流速度与压力梯度之间关系的经典定律。
它指出,在稳定渗流条件下,流体的渗流速度与压力梯度成正比,与流体的粘度以及多孔介质的渗透率成反比。
达西定律为多孔介质自发渗吸的定量研究提供了理论基础。
多孔介质中的渗流模型主要描述了流体在多孔介质中的流动行为。
常见的渗流模型包括单相渗流模型、多相渗流模型以及考虑毛细力和重力作用的复杂渗流模型。
这些模型基于流体力学、热力学以及多孔介质物理学的原理,为多孔介质自发渗吸的深入研究提供了有效的工具。
多孔介质自发渗吸的基础理论涉及毛细管现象、达西定律以及多孔介质中的渗流模型。
《孔隙裂隙双重介质逾渗理论及应用研究》篇一一、引言随着地球科学和工程技术的不断发展,对多孔介质中流体传输和流动特性的研究变得越来越重要。
在众多多孔介质中,孔隙裂隙双重介质因其独特的结构特征和复杂的流体传输机制,一直是研究的热点。
孔隙裂隙双重介质逾渗理论,是描述这一介质中流体流动、渗透、扩散等过程的重要理论。
本文将重点介绍孔隙裂隙双重介质逾渗理论的研究进展及其应用。
二、孔隙裂隙双重介质逾渗理论概述孔隙裂隙双重介质逾渗理论是描述在多孔介质中,特别是具有孔隙和裂隙结构的介质中,流体如何通过这些复杂的网络结构进行传输的理论。
这一理论考虑了介质的物理性质(如孔隙大小、裂隙宽度等)、化学性质(如介质的化学成分、表面性质等)以及流体的性质(如粘度、密度等)对流体传输的影响。
三、孔隙裂隙双重介质逾渗理论的研究进展近年来,随着计算机科学和数值模拟技术的发展,孔隙裂隙双重介质逾渗理论的研究取得了重要进展。
研究学者们通过构建复杂的物理模型和数学模型,模拟了流体在孔隙和裂隙中的传输过程,深入探讨了逾渗现象的机理和影响因素。
此外,借助现代实验技术,如X射线显微镜、核磁共振等,研究人员能够更加精确地测量和分析介质的微观结构,进一步验证和完善了逾渗理论。
四、孔隙裂隙双重介质逾渗理论的应用研究孔隙裂隙双重介质逾渗理论在许多领域有着广泛的应用。
在地质工程领域,该理论被用于预测地下水的流动路径和地下水资源的分布,为地下水资源开发和保护提供了重要的理论依据。
在石油工程领域,该理论被用于研究油气在地下岩石中的传输和储集机制,对于提高油气开采效率具有重要意义。
此外,该理论还在环境科学、土壤科学等领域得到了广泛的应用。
五、案例分析以某地区地下水流动研究为例,研究人员利用孔隙裂隙双重介质逾渗理论,建立了该地区的地下水流动模型。
通过分析模型的模拟结果,研究人员发现该地区的地下水流动受到多种因素的影响,包括地形的变化、岩性的差异以及气候的变化等。
不同水淹速度下的渗吸实验研究魏铭江;唐海;吕栋梁;韦颖【摘要】水自发渗入基质岩块从而驱替出其中的油是天然裂缝性油藏提高采收率的重要机理.油藏岩心的室内实验测试发现因自然渗吸产生的渗吸采收率对评估油藏动态具有重要作用.当前大部分室内渗吸实验都是水淹程度不变的情况下进行的,而在实际油藏生产过程中,油水界面是不断上升的,导致之前所处油环境中的基质岩块被水所包围,引起自然渗吸过程中渗吸接触面的变化.文章基于水自发渗入饱和了模拟油的砂岩系统,对不同水淹速度下的自然渗吸进行了实验研究.研究发现水淹速度的快慢对早期渗吸驱油效率以及最终的渗吸采收率具有重要影响.水淹速度过快,早期的渗吸采油效率较高,最终采收率较低;水淹速度越慢,早期采油效率较低,但最终采收率较高.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2015(034)003【总页数】4页(P20-22,27)【关键词】裂缝性油藏;自然渗吸;采收率;浮力【作者】魏铭江;唐海;吕栋梁;韦颖【作者单位】西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500;西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500;西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500;西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE311在多孔介质中,润湿相流体依靠毛管压力作用自发进入岩石孔隙,将其中的非润湿相流体驱出的过程称为自然渗吸[1-3]。
而关于自然渗吸采收率的研究是过去几十年来多孔介质多相流研究之中的热门领域。
自然渗吸作用的影响因素很多,而主要的影响因素有岩石自身属性[4-7](如渗透率、孔隙度、润湿性等)、流体性质[8-11](油水粘度比、油水界面张力、pH值、矿化度等)以及温度、压力、岩心边界条件[12]等。
许多专家学者都曾针对不同的影响因素做了大量的研究,但针对动态边界条件下的自然渗吸研究还鲜有所闻,因此开展了不同水淹速度和水淹程度对渗吸影响规律的实验研究。