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基于岩土介质三维孔隙结构的两相流模型
被引量：
13
1
作者
张鹏伟
胡黎明
+1 位作者
Jay N Meegoda
Michael A Celia
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期37-45,共9页
地下储层中岩土介质一般具有较低的孔隙连通性,宏观流动模拟一般忽略微观尺度的孔隙连通性,通过渗透率、弯曲度等参数反映储层的整体特性。但岩土介质的多孔性及孔隙间复杂的连通性,使得宏观描述流体在岩土介质中流动不能反映其内在流...
地下储层中岩土介质一般具有较低的孔隙连通性,宏观流动模拟一般忽略微观尺度的孔隙连通性,通过渗透率、弯曲度等参数反映储层的整体特性。但岩土介质的多孔性及孔隙间复杂的连通性,使得宏观描述流体在岩土介质中流动不能反映其内在流动特征。孔隙结构模型的建立可以反映岩土介质中孔隙的几何形态及空间连通性,为解释流体在复杂多孔介质中的流动特性提供有效手段。通过考虑岩土介质孔隙尺寸分布、孔隙孔喉空间相关性、孔隙连通性等特征参数,建立了反映不同岩土介质连通性、各向异性特征的等效孔隙网络模型。等效孔隙网络模型通过水力特征参数等效的方式反映岩土介质三维微观孔隙结构,通过渗透率计算验证了模型的有效性。此外,基于建立的孔隙结构模型,开发了孔隙尺度动态两相流计算模型,模型可以反映孔隙内弯液面的动态运动过程,直观反映多孔介质中的优势渗流,可以为不同孔隙尺度岩土介质提供表观渗透率、击穿曲线、相对渗透率曲线等宏观计算参数。将孔隙尺度两相流模型应用于页岩气开采中水力阻滞特性研究,结果表明:页岩基质的残余饱和度约为30%,随着平均配位数的增加,残余饱和度显著降低。
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关键词
两相流
等效孔隙网络模型
相对渗透率
页岩气
优势渗流
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职称材料
多孔介质孔隙结构模型及其在渗流分析中的应用
被引量：
6
2
作者
胡黎明
林丹彤
+4 位作者
张鹏伟
张兴昊
郭豪豪
Jay N Meegoda
董晓强
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2022年第3期360-370,共11页
对目前常用的孔隙结构模型进行了总结,将目前常用的模型分为孔隙重构模型、孔隙网络模型、等效孔隙网络模型3个类别,对上述3种模型的概念、建立方法以及在渗流分析方面的应用进行了介绍。从孔隙重构模型到孔隙网络模型再到等效孔隙网络...
对目前常用的孔隙结构模型进行了总结,将目前常用的模型分为孔隙重构模型、孔隙网络模型、等效孔隙网络模型3个类别,对上述3种模型的概念、建立方法以及在渗流分析方面的应用进行了介绍。从孔隙重构模型到孔隙网络模型再到等效孔隙网络模型,其对多孔介质孔隙结构的描述由真实性向等效性发展,而其计算效率则显著提高。基于孔隙结构模型已有研究针对渗流过程展开了大量的计算分析工作,研究表明孔隙结构模型能够较好反映多孔介质孔隙结构对渗流过程的影响,揭示渗流和物质输移过程孔隙尺度物理机理,在环境岩土工程及能源岩土工程等多个领域具有广泛的应用前景。未来孔隙结构模型研究将集中于基于孔隙结构模型建立宏微观行为的联系、基于孔隙结构统计参数建立更具普适意义的模型等方面。
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关键词
多孔介质
孔隙
结构
模型
等效孔隙网络模型
渗流
溶质运移
胶体运移
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职称材料
鄂尔多斯盆地低阶煤孔隙空间拓扑结构定量表征
被引量：
1
3
作者
车禹恒
《煤炭工程》
北大核心
2021年第3期129-134,共6页
通过X-rayμCT三维重构的煤微观孔隙结构极其复杂,等效孔隙网络模型能从拓扑学的角度简化其空间网络结构。为了使用该方法定量表征煤微观孔隙空间结构,对鄂尔多斯盆地低阶煤进行X-rayμCT扫描,重建煤孔隙微观空间结构模型,构建PNM空间...
通过X-rayμCT三维重构的煤微观孔隙结构极其复杂,等效孔隙网络模型能从拓扑学的角度简化其空间网络结构。为了使用该方法定量表征煤微观孔隙空间结构,对鄂尔多斯盆地低阶煤进行X-rayμCT扫描,重建煤孔隙微观空间结构模型,构建PNM空间拓扑结构,分析其孔隙和喉道的结构特征。结果表明:羊场湾褐煤内部发育有体积较大的微裂隙,斜沟气煤内部微裂隙较少,但孔隙数量多、体积大、均质性高。羊场湾褐煤体积大于0.25μm^(3)的孔隙占23%,半径0.1~0.7μm的孔隙占比超过90%,配位数均值7,喉道等效半径和长度均值分别为0.13μm和1.69μm。而斜沟气煤孔隙体积主要分布在0~0.06μm^(3),等效半径主要分布在0.11~0.26μm,配位数均值4,喉道等效半径和长度均值分别为0.09μm和0.63μm。羊场湾褐煤孔隙体积更大,连通性更强,且喉道更宽、更长,是其渗透性能强的本质原因。
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关键词
低阶煤
煤微观
孔隙
等效孔隙网络模型
拓扑结构
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职称材料
题名
基于岩土介质三维孔隙结构的两相流模型
被引量：
13
1
作者
张鹏伟
胡黎明
Jay N Meegoda
Michael A Celia
机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
北京交通大学
新泽西理工学院
普林斯顿大学
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期37-45,共9页
基金
清华大学自主科研计划项目（THZ-2016-02）
中央高校基本科研业务费专项资金项目（2019RC054）
文摘
地下储层中岩土介质一般具有较低的孔隙连通性,宏观流动模拟一般忽略微观尺度的孔隙连通性,通过渗透率、弯曲度等参数反映储层的整体特性。但岩土介质的多孔性及孔隙间复杂的连通性,使得宏观描述流体在岩土介质中流动不能反映其内在流动特征。孔隙结构模型的建立可以反映岩土介质中孔隙的几何形态及空间连通性,为解释流体在复杂多孔介质中的流动特性提供有效手段。通过考虑岩土介质孔隙尺寸分布、孔隙孔喉空间相关性、孔隙连通性等特征参数,建立了反映不同岩土介质连通性、各向异性特征的等效孔隙网络模型。等效孔隙网络模型通过水力特征参数等效的方式反映岩土介质三维微观孔隙结构,通过渗透率计算验证了模型的有效性。此外,基于建立的孔隙结构模型,开发了孔隙尺度动态两相流计算模型,模型可以反映孔隙内弯液面的动态运动过程,直观反映多孔介质中的优势渗流,可以为不同孔隙尺度岩土介质提供表观渗透率、击穿曲线、相对渗透率曲线等宏观计算参数。将孔隙尺度两相流模型应用于页岩气开采中水力阻滞特性研究,结果表明:页岩基质的残余饱和度约为30%,随着平均配位数的增加,残余饱和度显著降低。
关键词
两相流
等效孔隙网络模型
相对渗透率
页岩气
优势渗流
Keywords
two-phase flow
equivalent pore-network model
relative permeability
shale gas
preferential flow
分类号
TU43 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
多孔介质孔隙结构模型及其在渗流分析中的应用
被引量：
6
2
作者
胡黎明
林丹彤
张鹏伟
张兴昊
郭豪豪
Jay N Meegoda
董晓强
机构
清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
北京交通大学土木建筑工程学院
新泽西理工学院土木与环境工程系
太原理工大学土木工程学院
出处
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2022年第3期360-370,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2020YFC1806502)
国家自然科学基金资助项目(51979144)
北京市自然科学基金青年项目(8224092)。
文摘
对目前常用的孔隙结构模型进行了总结,将目前常用的模型分为孔隙重构模型、孔隙网络模型、等效孔隙网络模型3个类别,对上述3种模型的概念、建立方法以及在渗流分析方面的应用进行了介绍。从孔隙重构模型到孔隙网络模型再到等效孔隙网络模型,其对多孔介质孔隙结构的描述由真实性向等效性发展,而其计算效率则显著提高。基于孔隙结构模型已有研究针对渗流过程展开了大量的计算分析工作,研究表明孔隙结构模型能够较好反映多孔介质孔隙结构对渗流过程的影响,揭示渗流和物质输移过程孔隙尺度物理机理,在环境岩土工程及能源岩土工程等多个领域具有广泛的应用前景。未来孔隙结构模型研究将集中于基于孔隙结构模型建立宏微观行为的联系、基于孔隙结构统计参数建立更具普适意义的模型等方面。
关键词
多孔介质
孔隙
结构
模型
等效孔隙网络模型
渗流
溶质运移
胶体运移
Keywords
porous media
pore structure model
equivalent pore network model
seepage
solute tronsport
colloid transport
分类号
X523 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
鄂尔多斯盆地低阶煤孔隙空间拓扑结构定量表征
被引量：
1
3
作者
车禹恒
机构
中煤科工集团重庆研究院有限公司
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室
出处
《煤炭工程》
北大核心
2021年第3期129-134,共6页
基金
国家“十三五”国家重点研发计划(2018YFC0808305)。
文摘
通过X-rayμCT三维重构的煤微观孔隙结构极其复杂,等效孔隙网络模型能从拓扑学的角度简化其空间网络结构。为了使用该方法定量表征煤微观孔隙空间结构,对鄂尔多斯盆地低阶煤进行X-rayμCT扫描,重建煤孔隙微观空间结构模型,构建PNM空间拓扑结构,分析其孔隙和喉道的结构特征。结果表明:羊场湾褐煤内部发育有体积较大的微裂隙,斜沟气煤内部微裂隙较少,但孔隙数量多、体积大、均质性高。羊场湾褐煤体积大于0.25μm^(3)的孔隙占23%,半径0.1~0.7μm的孔隙占比超过90%,配位数均值7,喉道等效半径和长度均值分别为0.13μm和1.69μm。而斜沟气煤孔隙体积主要分布在0~0.06μm^(3),等效半径主要分布在0.11~0.26μm,配位数均值4,喉道等效半径和长度均值分别为0.09μm和0.63μm。羊场湾褐煤孔隙体积更大,连通性更强,且喉道更宽、更长,是其渗透性能强的本质原因。
关键词
低阶煤
煤微观
孔隙
等效孔隙网络模型
拓扑结构
Keywords
low-rank coal
coal micro-pores
pore network model
topology
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于岩土介质三维孔隙结构的两相流模型
张鹏伟
胡黎明
Jay N Meegoda
Michael A Celia
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
多孔介质孔隙结构模型及其在渗流分析中的应用
胡黎明
林丹彤
张鹏伟
张兴昊
郭豪豪
Jay N Meegoda
董晓强
《太原理工大学学报》
CAS
北大核心
2022
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
鄂尔多斯盆地低阶煤孔隙空间拓扑结构定量表征
车禹恒
《煤炭工程》
北大核心
2021
1
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职称材料
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