致密破碎多孔介质渗透率测量方法

基于均匀各向同性多孔介质、达西渗流和理想气体假设,考虑Klinkenberg效应建立了针对具有纳米尺度孔径的低渗透率多孔介质中的渗流模型。针对致密球形破碎样品的压力脉冲实验,建立了相应的边界条件,同时利用有限差分方法获得其实验腔的压力变化曲线的数值解。通过对渗流方程进行量纲1化,引入了与孔隙率、渗透率和滑移参数有关的量纲1参数Z、Z^*和b_K。通过改变参数Z、Z^*和b_K研究了样品边界处压力的变化规律,给出了一种数据处理方法,对于致密球形破碎多孔介质的压力脉冲实验,通过对实验测量的样品边界处压力曲线的分析,结合偏微分方程正问题的数值解,可以确定样品的孔隙率、渗透率和滑移参数,从而更为简便地分析压力脉冲衰减曲线实验数据,得到致密多孔介质样品渗透率。     

一种碳酸盐岩油藏试井模型研究

针对碳酸盐岩的多孔储层试井解释,建立了三重介质非牛顿-牛顿流体复合油藏渗流模型,得到了Laplace空间的解析解,并通过Stehfest数值反演算法,利用Matlab绘制了各种参数影响下的无因次压力及压力导数的典型曲线,最后分析了各个参数在典型曲线上的压力响应特征.     

悬浮微粒在被加热多孔介质内的沉积与运移特性

通过建立沿管壁恒热流加热的渗流实验系统,实验研究了悬浮颗粒在饱和多孔介质内以及入口界面处的沉积和运移特性。着重研究了有无加热条件,以及不同加热温差,相同多孔介质和进口悬浮液浓度情况下,实验段入口界面处与内部的颗粒沉积量变化,以及沿程不同位置处的压力变化。并对实验过程中的渗流稳定性及各测点温度和多孔介质段渗透系数进行了分析。结果表明:相对渗透率k_t/k₀在不同温差下有明显不同;多孔介质与进口流体界面处的沉积量随温差的增大而增加,沉积结构的稳定性降低;多孔介质段颗粒沉积强度随温差的增大而增大,实验结果可为今后的理论分析提供验证依据。     

非弯折织物渗透率的数值预测

采用多孔介质模型替代纤维束区域的方法,数值计算预制件单胞模型的渗透率。平行和垂直方向纤维束分别用平行和垂直多孔介质区域替代,多孔介质阻力系数由最小二乘法拟合得出。首先验证了四方排列平行及垂直方向纤维单胞模型流场计算方法的可靠性;其次验证了纤维单胞多孔介质模型的可靠性;然后通过预制件单胞模型的研究,发现考虑束内渗透率的误差远小于不考虑束内的误差,说明考虑束内流动对准确模拟渗透率是有必要的;最后研究了预制件结构参数对渗透率和孔隙率的影响。纤维束宽度增大,预制件渗透率减小,孔隙率减小。纤维束高度增大,预制件渗透率增大,孔隙率不变。纤维束间距增大,预制件渗透率增大,孔隙率增大。     

煤样瓦斯渗流的数值分析

建立了多孔介质渗流模型,利用Fluent软件对不同压力下瓦斯流动过程进行了数值分析。研究表明,数值模拟结果在较低压力(P1.2MPa)下与实验数据吻合较好;瓦斯在煤样中的轴向速度均匀,流速随轴向压力的降低而逐渐增大。瓦斯在高、低渗透率煤样中流速的比例与其渗透率的比例接近。较低压力下,高、低渗透率煤样中瓦斯的质量流率之比基本不变。     

高温金属熔液在旋转多孔介质内的渗流传热过程

针对转动坐标系中铝熔液在SiC多孔介质内的流动传热现象 ,考虑离心力对渗流传热过程的影响 ,采用局部非热平衡假设建立多孔介质渗流传热数理模型 ,研究不同工况下流体的流速、压力损失及铝熔液和多孔介质的温度变化 .计算结果表明 :在渗透区域 ,液固两相存在温差 ,且液固温差随渗透界面的移动而减小 ;在非渗透区域 ,固体的温度曲线基本不变 .离心转速或孔隙率的增加都使渗透前沿区域液固两相温差增大 .孔隙率对流场和压力损失有较大影响.     

覆尘滤袋综合渗透率的分形求解

基于分形理论计算滤袋及滤饼构成的综合渗透率,描述其渗流特性。结合滤饼扫描电镜实验与图像处理技术分析滤饼孔隙结构;利用改进的毛细管模型近似模拟滤饼孔隙通道,根据流体动力学原理得到了滤饼渗透率的分形表达式,并由达西定律计算得覆尘滤袋综合渗透率,并用其对袋式除尘器流场压力分布进行数值模拟。结果表明,滤饼孔隙结构具有自相似特点。覆尘滤袋综合渗透率为(1.615~4.784)×10?12 m2,模拟所得的滤袋内外压差与实验结果的相对误差小于26%。覆尘滤袋综合渗透率计算方法合理,可较好地描述复合多孔介质的渗流特性。     

孔隙分布对多孔介质内流动和传热的影响

采用Sierpinski地毯分形技术建立多孔介质内流动和传热模型,通过改变固体基质位置研究了孔隙分布结构对多孔介质内流动特性和热效率的影响,3种孔隙分布为每分形一次固体基质分布在中心位置(A)、分布在中上方(B)和分布在右上方(C),当流体稳定流过多孔介质时,不同的孔隙分布表现出不同流动和传热特性. 结果表明,孔隙分布是影响多孔介质传输特性和传热效率的重要因素,无量纲渗透率k*C>k*B>k*A,多孔介质孔隙率大于0.8时更明显;流体流过不同孔隙分布的多孔介质时,相同孔隙率时与流体接触的固体基质面积A>B>C,传热效果A最佳、C最差. 孔隙分布影响了无量纲局部熵产率,在3种孔隙分布下用Be表示的热传导引起的熵产率占主导.     

多孔介质孔隙率对气液两相流场的影响

基于Ansys/Fluent软件对速分球曝气生物滤池内一组速分球的气液两相流动进行三维数值模拟,模拟采用双流体的Mixture模型和多孔介质的渗流模型。模拟获得速分球生物滤池系统中速分球内基质的不同孔隙率对速分流场的影响,以及渗流对基质内部流场的影响。根据模拟结果对比分析基于渗流理论的不同孔隙率的多孔介质对气液两相速分流场速度场的影响,以确定最适合微生物生长的基质孔隙率。研究表明,速分球基质孔隙率为0.6时,最适合生物膜的生长。     

水平导管内颗粒料层中的热渗透现象研究

本文针对水平导管内填充颗粒料层中的高温气体渗流现象,采用局部非平衡假设建立了多孔介质渗流传热物理数学模型并进行了数值计算。研究了不同情况下导管内填充多孔介质中的流速、气固温度和压力分布。计算结果表明,高温气体对导管内颗粒料层的热渗透作用主要是在渗流入口端区域,增大入口渗流速度以及减少给料量,导致气固温度沿轴向下降速度减慢,热渗透深度扩大,热渗透作用区域内的物料温度水平提高。在热渗透作用区域,孔隙率对流场和压力损失有很大的影响。研究结果对于移动颗粒反应器和输送机的设计与运行具有一定的参考作用。     

移动颗粒床中高温气体渗流传热数值计算

针对移动颗粒床中物料层内的高温气体渗流传热现象 ,考虑渗流与传热的相互作用 ,采用局部非热平衡假设建立了多孔介质渗流传热物理数学模型并进行了数值计算 .研究了不同情况下床内填充多孔介质中的流速、气固温度和床层压力损失 .计算结果表明 ,高温热气对移动床颗粒料层的热渗透主要发生在渗流入口端区域 ,增大入口渗流速度以及减小床层物料下移速度将导致物料温度沿床高慢速下降 ,热渗透深度扩大 ,热渗透作用区域内的物料温度水平提高 .在热渗透作用区域 ,孔隙率对流场和压力损失有很大的影响 .研究结果对于移动颗粒床反应器的设计与运行具有一定的参考作用     

天然气水合物热水分解前缘一维质量传递数学模型

将天然气水合物体看作一流场,运用Darcy线性渗流规则建立了水合物热水分解前缘的一维三相质量传递数学模型,对其进行数值求解和线性化处理并给出了迭代计算过程。结合一维分解模型算例得出了水合物分解过程规律:水合物储层渗透率随着距离增加而降低至未分解区域渗透率12.5×10?9m2,随着分解时间增加渗透率增大到多孔介质渗透率55×10?9m2。储层水合物饱和度随着距离增加而增加至初始饱和度45%,随着分解时间增加而降低。含水饱和度随着距离增加而降低至束缚水饱和度17%,随着时间增加而增大。水合物储层压力随着距离增加而增加,但由于边界作用低于初始压力3.0MPa,随着时间增加压力降低,下降幅度减慢。     

特低渗透油藏变渗透率油藏数值模拟分析

本文主要结合了流体在渗透率较低的多孔介质中渗流的主要特征对油藏储层中的渗透率变化规律进行了分析,通过建立油藏储层的变渗透率数学模型,通过数值模拟显示:在进行特低渗透率油藏的生产开采的过程中,仅仅在井筒以及人工裂缝的一小部分区域才会发生拟线性渗流,油藏储层中大部分区域内主要的发生的是变渗透渗流,可见在特地渗透油藏中变渗透渗流占据主导地位。     

天然气藏非线性不稳定渗流的解析解

根据真实气体在多孔介质中的渗流特性,建立了天然气非线性不稳定渗流偏微分方程.以无限大气藏单井渗流为例,恰当引入拟压力函数,使非线性气体渗流方程线性化,并通过拉普拉斯变换及复杂的拉氏逆变换得出了天然气不稳定渗流问题的解析解.该解析解可以很好的反应气藏稳产或变产时井底压力变化与各参数之间的关系.     

低渗透油气藏启动压力的分析方法与应用

从低渗透油藏地质特征入手,探讨低渗透储层非达西渗流机理,从多孔介质的孔隙结构、孔隙介质与渗流流体之间的相互作用等方面阐述了低速非达西渗流产生机理的不同观点,探讨了孔隙大小、孔隙喉道的几何结构、比表面积与渗透率的关系及其对启动压力的影响。确定启动压力的简便方法。最后阐述降低启动压力梯度的措施。     

天然气水合物沉积层渗流特性的模拟

天然气水合物开采过程中水合物饱和度的变化会引起储层渗透率的相应变化,对开采过程造成影响。为研究天然气水合物对多孔介质渗流特性的影响,本文基于孔隙网络模型模拟研究了水合物生成于壁面与中心两种方式下,多孔介质渗流特性变化,并与相关模型进行比较。结果表明,水合物生成于中心时绝对渗透率小于生成于壁面时;水合物饱和度相同时多孔介质孔径越大,渗透率越大;水合物生成于中心时两相相对渗透率等渗点小于生成于壁面时;当水合物饱和度变化时两相相对渗透率几乎不变。说明了储层渗透率与水合物饱和度之间有相对应的关系。     

喷射电沉积块体多孔镍的研究

采用喷射电沉积方法制备块体多孔镍.分别选择不同的扫描方式、电流密度进行试验,分析了各试验参数对块体多孔镍形貌的影响规律,并应用图形处理软件ImageJ对多孔镍的孔隙率和相对密度进行分析,获得最佳试验参数.结果表明:采用扫描速率中间部位慢于边界部位、在块体各点均暂停的扫描方式,有利于多孔镍沉积均匀平整.随着电流密度的增加,镍沉积层明显变得致密,孔径减小,而孔隙率增大.     

R裂缝性油藏注气提高采收率实验数值模拟研究

R潜山油藏注气提高采收率驱替试验主要是对比和确定水驱和建储气库时注天然气两种不同开发方式下的驱油效率和驱油效果。利用Eclipse黑油模型软件对室内驱油试验进行了数值模拟研究,取得了良好的拟合效果。数值模拟研究的主要目的是根据实验数据,对相对渗透率曲线和毛管压力曲线等参数进行修正,从而为井组和全油藏数值模拟研究提供符合实际的基本渗流特征数据。     

复合驱中乳状液调剖性能实验研究

针对复合驱过程中乳状液对采收率的影响问题,设计了水、乳状液和聚合物驱油的实验方案,采用填砂管驱替模型模拟了水和乳状液在不同渗透率级差的多孔介质中的渗流特征,对比研究了乳状液和聚合物在合注分采并联管中对低渗管分流率增加的幅度,随后对实验结果进行了分析。研究结果表明,多孔介质渗透率级差强时,乳状液调剖效果较好;与相同视粘度的聚合物相比,乳状液渗流特征及调剖特性具有明显优势;在纵向渗透率级差较强的油藏中通过乳状液调剖,能进一步发挥协同作用,提升聚合物的采收率。     

流体横掠多孔介质流动稳定特性研究

采用谱方法对流体横掠多孔介质层的流动稳定特性进行了研究。分析了雷诺数变化时特征值的运动轨迹和对应的特征值速度扰动分布,并进一步研究了临界雷诺数与渗透率之间的关系。结果表明:在渗透率较大时增大雷诺数会使特征值图谱中出现新的特征值,且新增加特征值对应的速度扰动分别发生在自由流体与多孔介质区界面处以及多孔介质区内,并且在较小渗透率下,临界雷诺数的数值变化较为明显,通道内流体的流动稳定性更好。