数字岩心孔隙结构的分形表征及渗透率预测

基于多孔介质孔隙结构的分形理论,对9种数字岩心样品的孔隙相和固体相结构进行了分形表征.计算结果表明固体相的分形维数通常要大于孔隙相的分形维数,其分形标度区间的宽度要小于孔隙相的标度区间宽度.这表明数字岩心是一种近似两相分形多孔介质.在此基础上,对9种数字岩心样品的孔隙度、体积分数和渗透率进行了预测.预测结果表明数字岩心孔隙结构的分形理论在描述介质的孔隙度和渗透率方面是有效的.而且在近似两相分形介质中,对固相的分形描述似乎更加有效.当用分形理论对数字岩心样品的渗透率进行预测时,其准确地确定最大孔隙尺寸至关重要.最后,通过对比发现,在预测渗透率方面,采用的FT方法要比目前国际上通用的PNEM方法更加准确,也更加具有普适性和计算成本更低.     

冶金多孔介质结构的分形现象

采用计盒维数方法对典型冶金多孔介质－焦炭及焦矿床层的结构进行了分形研究,结果表明所研究的多也南结构存在分形现象,其分形计盒维数为１．６６－１．８１,焦炭多孔介质 计盒维数随焦炭孔隙率的降低而增加。     

纳微米级孔隙气体流动数学模型及应用

对纳微米级孔隙多孔介质内的气体流动进行了研究.利用克努森数划分流态,绘制了流态图版,阐明了不同区域的流动特征.基于Beskok-Karniadakis模型,对渗透率校正系数进行了改进,引入多项式修正系数,将Beskok-Karniadakis模型简化为二项式方程,并利用最小二乘法分段拟合得出多项式修正系数的取值.模型对比显示,简化后的模型具有较高的精确度.应用此模型推导出了纳微米级孔隙气体流量的计算公式.进行了室内微观渗流模拟实验,得到气体平面单向渗流规律,与由纳微米级孔隙气体流量公式计算所得渗流特征进行对比,结果显示本模型与实验数据拟合较好.采用本模型进行编程计算,对其影响因素进行分析,发现气体流量随压力平方差增加而增大,且增加趋势越来越快,并随多孔介质渗透率和克努森扩散系数的增加而增大.      

印刷工艺制备毛细芯的孔隙结构与性能

以平均粒径为55～112μm的电解树枝状铜粉为原料、用尿素作为造孔剂,添加有机成分黏结剂、溶剂等有机物制备成浆料,采用印刷工艺制备毛细芯生坯,然后脱脂烧结制备厚度为(0.2±0.02) mm的毛细芯,研究铜粉粒径、尿素的加入和浆料有机成分对毛细芯孔隙结构和毛细性能的影响。结果表明,造孔剂尿素的加入可提高毛细芯结构的孔隙率、平均孔径和渗透率,降低毛细力和分形维数。随铜粉粒径从112μm减小到55μm,毛细芯的孔隙率、平均孔径、孔隙的平均面积和平均周长、分形维数等孔结构参数、以及毛细芯的渗透率和毛细特性参数均下降,分形维数由1.39下降至1.20,但毛细力上升。分形维数与渗透率相关,随渗透率下降,分形维数逐渐减小;毛细特性参数与渗透率成正比,与毛细力成反比。用112μm铜粉制备的毛细芯性能最优,其渗透率(K)为2.02×10^-10 m²,毛细力(ΔP_c)为1.29 kPa,毛细特性参数(ΔP_c·K)达到2.61×10^-7 N。     

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.      

多孔陶瓷过滤制品渗透率的研究

渗透率是多孔陶瓷过滤制品的一个重要性能,直接关系到制品的结构和使用性能.以不同形状不同材料多孔陶瓷过滤试样为例,研究了其渗透率的评定方法,讨论了渗透率与厚度的关系,提出了在评定渗透率时应注意的问题.     

多孔预制件对TiC/Ni_3Al复合材料孔隙率的影响

采用无压熔渗法制备了TiC含量较高的TiC/Ni3Al复合材料,分析了不同TiC质量分数对多孔预制件孔隙率的影响,利用无压浸渗多孔体理论分析了多孔预制件孔隙结构对复合材料孔隙率的影响.结果表明:通过增加TiC质量分数可以调节多孔预制件的孔隙结构,使预制件的孔隙率增加;多孔预制件孔隙结构的变化可以调节复合材料的孔隙率.多孔预制件的孔隙率越高、孔隙尺寸越大,则金属间化合物熔体浸渗畅通,复合材料的孔隙率越小.     

基于分形理论的二元复合材料电导率模型及其在钼基金属陶瓷中应用北大核心

二元复合材料导电性能与微观结构密切相关,其组成相的形态分布具有分形特征。基于分形理论和通用有效介质(GEM)方程,建立二元复合材料的电导率模型,确定复合材料导电性能与组成相固有电导率、分形维数之间的定性关系,并应用于Mo-ZrO_(2)、Mo-SiO_(2)和Mo-Al_(2)O_(3)等3种钼基金属陶瓷电导率计算。结果表明:GEM方程中结构因子t与高导电相分形维数和迂曲度分形维数满足一定的函数关系,分形维数D_(f)随着体积分数的增加而逐渐增大,迂曲度分形维数D_(T)随着体积分数的增加而逐渐减小。3种钼基金属陶瓷的电导率模型计算结果与实验结果吻合程度较好。     

多孔泡沫铝的传热性能

根据多孔铝导热原理,利用泡沫铝导热系数测量装置,测定了一定尺寸、孔径孔隙率泡沫铝试样导热系数.研究发现:孔隙率是影响多孔铝导热性能的主要结构因素.随着孔隙率的增大,多孔铝的导热系数下降;孔径也对多孔铝的导热系数有着不容忽视的影响,在孔隙率不变的条件下,孔径增大导热系数增大.     

碳酸盐岩酸蚀蚓孔等效渗透率影响因素研究

在碳酸盐岩储层在开发过程中,随着一段时间的生产,外来流体的侵入以及地层中的微粒会使得近井筒地带的储层受到污染从而渗透率下降,因此需要引入增产措施来改善地层渗透性。针对碳酸盐岩储层基质酸化形成的酸蚀蚓孔特点,基于基质酸化机理和分形理论,借助编制的VB软件,运用“点到圆”二分叉树状分形网络渗流模型,分析了二分叉网络长度分布分形维数、二分叉网络半径分布分形维数、二分叉网络分叉级数以及二分叉网络分叉角对蚓孔区无量纲等效渗透率的影响。