分形毛细管束中溶质对流-扩散传质行为研究

1

作者 金毅 黄欢 +3 位作者 宋慧波 郑军领 董佳斌 董文浩 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期124-133,共10页

探明煤层气在煤储层中的运移规律对煤层气高效开发和产能评估至关重要。煤层气在储层通道中的运移隶属对流、扩散的耦合,受限于孔隙结构复杂形貌,而传统连续介质理论难以准确表征孔隙结构多尺度分形特征对对流-扩散耦合输运过程的控制... 探明煤层气在煤储层中的运移规律对煤层气高效开发和产能评估至关重要。煤层气在储层通道中的运移隶属对流、扩散的耦合,受限于孔隙结构复杂形貌,而传统连续介质理论难以准确表征孔隙结构多尺度分形特征对对流-扩散耦合输运过程的控制性作用。目的为了深入阐释复杂多尺度孔隙结构中煤层气对流-扩散耦合传质的内在机理。方法首先,依托分形拓扑理论构建分形毛细管束模型,以定量表征孔隙结构的几何异质性与拓扑连通性;其次,结合经典Taylor-Aris方程,推导耦合孔隙结构尺度不变特征的溶质对流-扩散数学传质方程;最后,借助格子Boltzmann方法模拟分形毛细管束中溶质的对流-扩散过程,并阐释了孔隙结构分形特征对溶质输运的影响机制。结果结果表明,对流-扩散数学传质方程可精准预测溶质有效扩散系数,具有较好的适配性;管道弯曲度分形维数、缩放间隙度、最大管径等孔隙结构特征参数制约着溶质对流-扩散行为。具体地,管道弯曲度分形维数反比于有效扩散系数,而缩放间隙度和最大管径与有效扩散系数呈良好正相关关系,并以控制流体流速的形式影响溶质对流-扩散过程。结论研究结果可为煤储层中煤层气复杂运移规律研究提供理论与方法参考,进而为煤层气产能精准预测及储层压裂改造方案的优化提供理论支撑与决策支持。 展开更多

关键词 对流-扩散 毛细管束 分形拓扑 有效扩散系数 格子BOLTZMANN方法

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储氢用玻璃毛细管的制备及耐压性能研究

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作者 张小龙 王铃鑫 +4 位作者 徐天聪 隋宁菠 王泽 陈俊友 陈钊 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期41-45,共5页

具备高质量储氢密度、高体积储氢密度和高耐压性能的储氢容器是推动储氢系统及氢能源移动装备迭代升级的核心要素。其中,玻璃毛细管储氢技术凭借其独特的质量与体积储氢密度优势,以及在安全性能上的突破性表现,成为便携式和移动式氢能... 具备高质量储氢密度、高体积储氢密度和高耐压性能的储氢容器是推动储氢系统及氢能源移动装备迭代升级的核心要素。其中,玻璃毛细管储氢技术凭借其独特的质量与体积储氢密度优势,以及在安全性能上的突破性表现,成为便携式和移动式氢能装备领域极具潜力的创新方向。本工作通过理论计算玻璃毛细管的储氢能力,获得玻璃毛细管的质量储氢密度和体积储氢密度与其内外直径比之间的关系。研究表明,玻璃毛细管的质量储氢密度和体积储氢密度随着内外径比的增大而增大;在70 MPa条件下,玻璃毛细管内外直径比为0.88时的样品质量储氢密度和体积储氢密度理论上分别可达到6.1wt%和30.5 g/L,其中质量储氢密度达到美国能源部(U.S. Department of Energy, DOE)提出的2025年目标(5.5wt%);通过氢氟酸溶液表面处理工艺,可有效抑制玻璃毛细管表面的缺陷,使玻璃毛细管耐压性能从处理前的30~51 MPa跃升至66~94 MPa。对比制备储氢用玻璃毛细管和玻璃毛细管阵列,并针对其储氢性能开展耐压性测试,表明外径400μm的玻璃毛细管耐压性能突破100 MPa,而集束成毛细管阵列后仍保持70 MPa以上的稳定耐压能力,为构建轻量化、高安全性的新型储氢系统提供了可行性技术基础。 展开更多

关键词 储氢 玻璃毛细管 管束 耐压性能

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考虑微观界面力学效应的低矿化度水驱渗流特征模型 被引量：2

3

作者 孙德旭 宋云鹏 吴飞鹏 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第6期71-79,共9页

为更好地描述低矿化度水驱的渗流特征,首先通过岩心驱替实验,验证了低矿化度水驱提高采收率的潜力。在此基础上,建立不同离子类型与矿物间微观界面作用的毛管束数学模型来模拟低矿化度水驱过程,通过岩心驱替实验进行模型验证,在相渗曲... 为更好地描述低矿化度水驱的渗流特征,首先通过岩心驱替实验,验证了低矿化度水驱提高采收率的潜力。在此基础上,建立不同离子类型与矿物间微观界面作用的毛管束数学模型来模拟低矿化度水驱过程,通过岩心驱替实验进行模型验证,在相渗曲线拟合成功后,使用模型分析特征管径、离子价态与浓度对渗流的影响。结果表明:随着特征管径的减小,界面作用对采出程度的影响增加,当特征管径从20μm减小到5μm时,采出程度从2.9%扩大到30.5%,当毛管阻力较大时,常规水驱提高采收率效果有限,孔隙中存在大量残余油;低矿化度水驱可有效提高采收率,且离子价态是影响低矿化度水驱效果的主控因素,使用Na+的低矿化度水驱采出程度提高7.85百分点,而Ca2+则为4.83百分点。建立的毛管束模型可模拟不同离子类型与矿物间的低矿化度水驱效果,为油田现场的低矿化度水驱开发提供更好的理论指导。 展开更多

关键词 低矿化度水驱 界面作用 驱替实验 毛管束模型 相渗曲线

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土壤水盐含量对冻土水力传导度模拟的影响

4

作者 郭干维 贺宇欣 谭霄 《节水灌溉》 北大核心 2024年第10期29-33,40,共6页

为了探究土壤水盐含量对冻土水力传导度模拟的影响,以内蒙古河套灌区土壤为研究对象,使用MesoMR23-060V-I核磁共振仪系统测定了5个初始土壤含盐量(0.1%、0.2%、0.5%、0.7%和1.0%)和3个初始质量含水率(20%、25%和30%),共15种组合下的土... 为了探究土壤水盐含量对冻土水力传导度模拟的影响,以内蒙古河套灌区土壤为研究对象,使用MesoMR23-060V-I核磁共振仪系统测定了5个初始土壤含盐量(0.1%、0.2%、0.5%、0.7%和1.0%)和3个初始质量含水率(20%、25%和30%),共15种组合下的土壤冻结曲线(SFCC)。基于SFCC,采用最新的毛管束模型(CBM)预测冻土水力传导度,并与目前广泛采用的冰阻抗模型(IIM)对比。结果表明:(1)土壤盐分能够显著增加冻结土壤未冻水含量,降低冰点和冻结曲线斜率,但三者均随初始土壤含水率的增加而增大。(2)幂函数模型能较好地描述土壤冻结特征曲线,拟合参数α和β随盐分增加而分别增大和减小,水分对拟合参数无显著影响。(3)无论是冰阻抗模型还是毛管束模型,盐分对冻土水力传导度的影响都明显大于水分。盐分分别通过影响临界温度和土壤冻结曲线参数影响IIM和CBM对冻土水力传导度的预测。相比于IIM,CBM在低温和高盐条件下预测精度更高。 展开更多

关键词 冻土水力传导度 土壤冻结曲线 含水率 含盐量 冰阻抗模型(IIM) 毛管束模型(CBM)

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单向纤维集束的树脂浸润影响因素 被引量：26

5

作者 张佐光 李敏 +1 位作者 孙志杰 陈亮 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期934-938,共5页

运用自行研制的浸润特性测试系统 ,研究了环氧树脂对单向纤维集束的浸润行为 ,分析了纤维体积含量、树脂温度、纤维种类及纤维表面浸润剂等因素对浸润的影响规律 .研究表明 ,增加纤维体积含量、升高树脂温度、去除纤维表面浸润剂均可加... 运用自行研制的浸润特性测试系统 ,研究了环氧树脂对单向纤维集束的浸润行为 ,分析了纤维体积含量、树脂温度、纤维种类及纤维表面浸润剂等因素对浸润的影响规律 .研究表明 ,增加纤维体积含量、升高树脂温度、去除纤维表面浸润剂均可加快环氧树脂对纤维集束的平均浸润速率 .研究结果对指导复合材料成型工艺的合理设计。 展开更多

关键词 复合材料 纤维束 环氧树脂 浸润 毛细作用

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土壤冻融过程中水流迁移特性及通量模拟 被引量：22

6

作者 吴谋松 王康 +1 位作者 谭霄 黄介生 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期543-550,共8页

为研究季节性冻土在冻融过程中水热盐的运移规律,在野外开展了一维及二维冻土水热盐运移试验,并通过Br离子示踪法及建立冻土水盐通量计算模型对土壤冻融过程中水盐的通量变化特性进行了计算分析。基于Hangen-Poiseuille孔隙通量方程,耦... 为研究季节性冻土在冻融过程中水热盐的运移规律,在野外开展了一维及二维冻土水热盐运移试验,并通过Br离子示踪法及建立冻土水盐通量计算模型对土壤冻融过程中水盐的通量变化特性进行了计算分析。基于Hangen-Poiseuille孔隙通量方程,耦合孔隙冰柱体对水力传导度的影响机理,提出了冻土水流通量模型。结果表明,冻结过程中,液态水在水势和温度梯度作用下在冻结锋处聚集,形成通量峰值,冻融过程中自地表和最大冻深位置分别向下和向上的融化过程中,一维与二维试验水流通量变化对比表明,冻融过程中水流通量受到中间层冻土和地下水顶托的影响。冻土通量模型能够有效地描述冻土中不同温度条件下水流通量特性,从微观的角度很好地解释了土壤冻结过程中冰水共存状态下土壤中水流通量变化规律。 展开更多

关键词 冻土 运移试验 通量模拟 毛管束模型

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低渗透油藏毛细作用评价方法研究 被引量：6

7

作者 耿向飞 罗健辉 +3 位作者 丁彬 王平美 彭宝亮 贺丽鹏 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期717-720,共4页

毛细作用贯穿低渗透油藏开发全过程,毛细作用改变能力直接影响提高采收率幅度。本文以低渗透油藏孔喉尺寸为依据,研发了一套以毛细管/管束、微计量、可视化评价为核心的毛细作用分析系统,将不同流体在多孔介质中内的运移状态等效为在不... 毛细作用贯穿低渗透油藏开发全过程,毛细作用改变能力直接影响提高采收率幅度。本文以低渗透油藏孔喉尺寸为依据,研发了一套以毛细管/管束、微计量、可视化评价为核心的毛细作用分析系统,将不同流体在多孔介质中内的运移状态等效为在不同尺寸毛细管/管束中的渗流,准确评价驱替液的启动压力梯度和毛细阻力,反映不同类型驱油剂的注入效果与微观扩大波及体积能力。实验选取了水、甜菜碱表面活性剂与纳米SiO_2驱油剂等5种典型驱油剂,通过注入不同直径(0.3~10μm)的毛细管,评价了不同驱油剂的启动压力梯度和毛细阻力。室内评价结果显示:在实验选用的亲水、疏水毛管条件下,纳米SiO_2驱油剂降低毛细阻力能力均优于水与常规甜菜碱表面活性剂;亲水改性纳米SiO_2对毛细阻力降低幅度最大,且毛细管越细(≤1μm),注入性改善优势越明显,说明该类纳米材料可以降低驱替介质可注入的"门槛"渗透率,从而扩大常规水驱波及不到的波及体积,有望进一步提高低/特低渗透储层注入效果。 展开更多

关键词 毛细管/管束 纳米化学剂 自渗吸 毛细阻力 低渗透

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低渗透储层原油边界层对渗流规律的影响 被引量：47

8

作者 李中锋 何顺利 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期57-59,77,i005,共5页

通过大量的室内实验, 探讨了原油边界层厚度与毛管半径、压力梯度、流体粘度和组分的关系。边界层反映了储层、流体物性条件(储层孔隙度、渗透率、流体粘度、组分) 和开发条件(压力梯度) 的综合影响, 认为边界层厚度随着毛管半径的增大... 通过大量的室内实验, 探讨了原油边界层厚度与毛管半径、压力梯度、流体粘度和组分的关系。边界层反映了储层、流体物性条件(储层孔隙度、渗透率、流体粘度、组分) 和开发条件(压力梯度) 的综合影响, 认为边界层厚度随着毛管半径的增大而减小; 在毛管半径相同的情况下, 边界层厚度随压力梯度的增大而减小, 最后达到一个临界值; 毛管半径一定时, 边界层厚度随粘度增加而增大; 极性组分含量越大, 吸附越明显, 边界层厚度越大; 边界层厚度越大, 非达西渗流特征越明显。最后通过毛管束模型给出了描述低渗透油藏单相流体非达西渗流特征的经验方程。 展开更多

关键词 毛管半径 压力梯度 边界层 低渗透 非达西流 毛管束模型

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高压气体在微圆管中的流动特性 被引量：6

9

作者 赵清民 岳湘安 +2 位作者 王斐 孙侃 张羽 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期129-133,共5页

在高压条件下,试验研究氮气在直径为14.9、10.1、5.03、2.05μm微圆管中的流动特性。结合毛管束模型,研究气体的高压微尺度流动特性对气体在低渗多孔介质中渗流特性的影响。结果表明:气体在14.9μm微圆管中的高压流动特性与经典流体力... 在高压条件下,试验研究氮气在直径为14.9、10.1、5.03、2.05μm微圆管中的流动特性。结合毛管束模型,研究气体的高压微尺度流动特性对气体在低渗多孔介质中渗流特性的影响。结果表明:气体在14.9μm微圆管中的高压流动特性与经典流体力学规律相符;随着管径的减小,气体的流动出现了明显的微尺度效应,表现为实测流量偏离经典流体力学理论预测流量,且管径越小,这种微尺度流动效应越显著;研究稀薄气体效应时提出的Kn数不能用来表征高压条件下气体的微尺度效应;气体在微小孔喉中的高压微尺度流动效应导致气体在低渗多孔介质中的渗流具有非达西渗流特征,表现为实际渗透率大于由经典H-P方程和达西公式计算的绝对渗透率。 展开更多

关键词 高压气体 微圆管 高压微尺度效应 毛管束模型 非达西渗流 流动特性

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低渗透储层流体非线性渗流机理及特征分析 被引量：15

10

作者 孙志刚 马炳杰 李奋 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期109-117,共9页

基于微尺度渗流效应,分析了低渗透油藏非线性渗流机理,根据力学平衡方程和压汞实验数据,建立了低渗透储层流体非线性渗流数学模型,分析了非线性渗流特征,并引入动态阻力梯度概念,实现对低渗储层非线性渗流的动态表征。结果表明,边界层... 基于微尺度渗流效应,分析了低渗透油藏非线性渗流机理,根据力学平衡方程和压汞实验数据,建立了低渗透储层流体非线性渗流数学模型,分析了非线性渗流特征,并引入动态阻力梯度概念,实现对低渗储层非线性渗流的动态表征。结果表明,边界层、流体屈服应力、边界流体-体相流体间的表面力对低渗透渗流形成的附加阻力,是非线性渗流的主要原因;非线性渗流特征在不同的驱替压力梯度下一直存在,在低驱替压力梯度下明显,高驱替压力梯度下弱化;采用动态阻力梯度代替启动压力梯度对非线性渗流进行表征更加合理;随着驱替压力梯度的增加,动态驱替梯度曲线特征为先从一个比较高初始值瞬间降落,之后逐渐增大;动态阻力梯度与驱替压力梯度的比值先增大后减小。 展开更多

关键词 低渗透油藏 非线性渗流 微尺度效应 毛细管束模型 动态阻力梯度

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基于水气二相流原理确定陶土头进气值、发泡点 被引量：3

11

作者 郑海亮 陈家军 +1 位作者 杨建 田亮 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期123-128,共6页

张力计为测定土壤水势的一种仪器,其陶土头的进气值与发泡点对其性能影响的报道较少,测定其进气值与发泡点的方法也未见报道。根据水气二相流原理,本文提出了确定其进气值与发泡点的方法并用试验进行了验证。试验结果表明:(1)进气值易... 张力计为测定土壤水势的一种仪器,其陶土头的进气值与发泡点对其性能影响的报道较少,测定其进气值与发泡点的方法也未见报道。根据水气二相流原理,本文提出了确定其进气值与发泡点的方法并用试验进行了验证。试验结果表明:(1)进气值易受饱和历史影响,测定具有不可重复性,而发泡点测试的重现性较好;(2)进气值与发泡值之间存在一定的相关性,可利用发泡值的1/4来估计张力计的适用范围,简化了测试过程;(3)吸附渗透水的概念模型和变径的毛细管模型可以解释陶土头的排水过程。 展开更多

关键词 进气值 发泡点 陶土头 二相流 毛细管束模型

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基于Level Set方法的微观窜流特征研究 被引量：3

12

作者 高亚军 姜汉桥 +2 位作者 李俊键 常元昊 陈文滨 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第4期48-54,共7页

达西定律渗流理论以对油水运移规律的研究仍停留在宏观尺度上,很多微观机理无法考虑,窜流形成时的微观孔道中油水运移特征未能体现清楚。本文建立二维微观孔隙模型,引入Level Set方法对油水两相界面进行追踪,采用有限元方法对两相数值... 达西定律渗流理论以对油水运移规律的研究仍停留在宏观尺度上,很多微观机理无法考虑,窜流形成时的微观孔道中油水运移特征未能体现清楚。本文建立二维微观孔隙模型,引入Level Set方法对油水两相界面进行追踪,采用有限元方法对两相数值模型进行求解。在玻璃刻蚀平面驱替实验的基础上,建立并联毛细管束模型。通过模拟不同驱替压差、润湿性以及界面张力等情况下的流动状态,结合二维孔隙数值模拟结果,给出了发生微观窜流的临界条件:在入口压力恒定时,水驱油速度逐渐变大;驱替压力增大时,大孔道中的两相流速增加比例更大;油水两相界面张力越大,壁面越亲油,越容易发生微观窜流。 展开更多

关键词 LEVEL SET方法 数值模拟 毛细管束模型 微观窜流

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基于毛管浸润技术的岩石孔隙率无损测试 被引量：3

13

作者 刘杰 黄飞 +1 位作者 杨渝南 杨绪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1137-1144,共8页

以岩石主要表征参数孔隙率变化作为岩石损伤分析的着力点,开发了一种无损的定量分析岩土损伤的毛管浸润技术。通过对孔隙土体的毛管浸润试验研究了浸润速率、浸润面积和浸润深度随孔隙率的变化规律,提出了毛细管束模型并对毛管浸润技术... 以岩石主要表征参数孔隙率变化作为岩石损伤分析的着力点,开发了一种无损的定量分析岩土损伤的毛管浸润技术。通过对孔隙土体的毛管浸润试验研究了浸润速率、浸润面积和浸润深度随孔隙率的变化规律,提出了毛细管束模型并对毛管浸润技术的机制进行了深入研究。相对于现有的有损且不可重复测量技术,毛管浸润技术操作简便,成本低廉,且对于特定的损伤岩体,可以通过试验建立滴定参数与力学参数的联系。基于毛管束模型中毛管浸润对孔隙体下部的作用,分别建立了毛管浸润的圆柱模型1、圆柱模型2和球状模型,由上部液柱下降高度(35)h以及表面浸润面半径a推算下部孔隙体中液体浸润深度L。根据实际孔隙土体的浸润参数对上述模型进行验证计算,指出球状浸润模型能够更好地模拟实际毛管浸润过程中液体的浸润深度情况。基于毛细管束模型,由浸润参数即浸润深度与浸润速率的关系,分别建立了3种模型的孔隙率计算公式。针对球缺模型的孔隙率n?进行验算,发现计算值与实测孔隙率的误差不超过10%,指出在求解一般精度要求下的孔隙率时,用该孔隙率公式计算的结果是合理有效的。 展开更多

关键词 毛管浸润技术 孔隙率:毛管束模型 柱状模型 球状模型

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基于管径指数分布的毛细管束模型 被引量：4

14

作者 琚晓冬 冯文娟 张玉军 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第6期820-825,共6页

岩土类孔隙介质的渗透性及其随外部物理化学环境的改变而变化的性质对于各类工程而言是非常重要的,然而至今多数描述上述性质的理论多是基于唯象学观点,无法从本质上解释此类材料的渗流本质特性及其随环境而改变的性质.在前人总结的孔... 岩土类孔隙介质的渗透性及其随外部物理化学环境的改变而变化的性质对于各类工程而言是非常重要的,然而至今多数描述上述性质的理论多是基于唯象学观点,无法从本质上解释此类材料的渗流本质特性及其随环境而改变的性质.在前人总结的孔隙数量随孔径大小呈指数分布的基础上,在不改变函数数学特性的前提下对其进行调整,使之严格符合数学分布函数的要求,并在此基础上建立了一个用于描述孔隙介质细观渗流特征的变孔径毛细管束模型.运用该模型从理论上探讨了水温对渗流的影响、达西定律上限、超限后流量计算及孔隙率对渗流影响等问题,最后通过实例计算了孔隙介质的渗透系数和临界水力梯度,并对相关结果进行了分析. 展开更多

关键词 孔隙介质 毛细管束模型 渗流 达西定律上限 临界水力梯度

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一种建立毛管束模型的新方法 被引量：5

15

作者 袁媛 孟英峰 唐汉林 《油气藏评价与开发》 CSCD 2018年第3期35-39,共5页

毛管束模型是表征多孔介质最常用的物理模型之一。经典的毛管束模型是一簇簇等径的直毛管,但该物理模型忽略了多孔介质的弯曲性。因此,以致密砂岩为研究对象,结合压汞资料,引入毛管束模型的修正因子——迂曲度,提出了一种建立毛管束模... 毛管束模型是表征多孔介质最常用的物理模型之一。经典的毛管束模型是一簇簇等径的直毛管,但该物理模型忽略了多孔介质的弯曲性。因此,以致密砂岩为研究对象,结合压汞资料,引入毛管束模型的修正因子——迂曲度,提出了一种建立毛管束模型的新方法。该方法考虑了毛管束模型的弯曲性,可以准确地计算出毛细管半径、不同毛细管的孔隙度、渗透率、不同半径毛细管的体积以及不同半径毛细管对整个毛管束模型的渗透率贡献,对于研究特定压差下储层工作液的渗吸、定量表征储层水侵损害具有重大的意义。 展开更多

关键词 物理模型 毛管束模型 毛管压力 迂曲度 孔隙度 渗透率

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低渗透储层中氮气的微尺度流动及其对渗流的影响 被引量：3

16

作者 王斐 岳湘安 +1 位作者 庞宏伟 王雯靓 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第1期57-59,120,共3页

从气体在低渗透储层微米量级孔喉中的微尺度流动规律研究入手,探讨低渗透储层中气体的非线性渗流机理.实验研究了气体(N2)在内径为2.05～10.10μm微管中的流动规律.结果表明:气体在微管中的流动具有明显的微尺度效应,表现为实测流量大... 从气体在低渗透储层微米量级孔喉中的微尺度流动规律研究入手,探讨低渗透储层中气体的非线性渗流机理.实验研究了气体(N2)在内径为2.05～10.10μm微管中的流动规律.结果表明:气体在微管中的流动具有明显的微尺度效应,表现为实测流量大于经典流体力学理论预测流量;管径越小,流动压力越小,微尺度流动效应越强,实测流量与预测流量的偏离越显著.根据微管实验数据,结合毛管束模型,研究了气体微尺度流动效应对渗流的影响.结果表明:考虑孔喉中气体的微尺度流动效应后,低渗透多孔介质中气体的渗流具有非线性特征,表现为视渗透率随流动压力的减小而增加;多孔介质平均孔喉直径越小,视渗透率随压力的变化越明显. 展开更多

关键词 低渗透储层 气体渗流 非线性渗流 微尺度流动 毛管束模型

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低渗透岩心速敏实验合理注入流量 被引量：5

17

作者 张春华 刘卫东 +1 位作者 苟斐斐 罗莉涛 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2016年第5期618-624,共7页

为确定低渗透岩心速度敏感性实验的合理注入流量,基于喉道半径及其分布建立新的不等径毛细管数学模型,并应用有限差分方法对模型求解.模拟过程中,选取3块低渗透率岩心,模拟微粒释放、表面沉积和微粒堵塞等3种因素对岩心渗透率的影响;选... 为确定低渗透岩心速度敏感性实验的合理注入流量,基于喉道半径及其分布建立新的不等径毛细管数学模型,并应用有限差分方法对模型求解.模拟过程中,选取3块低渗透率岩心,模拟微粒释放、表面沉积和微粒堵塞等3种因素对岩心渗透率的影响;选取7块低渗透率岩心,模拟注入流量设置对岩心临界流量判断的影响.模拟结果表明,微粒释放和微粒沉积是低渗透岩心渗透率伤害的主要原因;渗透率越低,渗透率伤害越显著,桥堵和卡堵对渗透率伤害越大;当岩心渗透率为（0.1~1）×10-3μm2,执行标准中注入流量时,临界流量判断结果偏大,建议在0.1 m L/min前添加1或2个流量点. 展开更多

关键词 等径毛细管 速敏 临界流量 低渗透 注入流量

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毛细管束在细粒土排水中的应用 被引量：2

18

作者 李家春 宋宗昌 +2 位作者 贺克飞 侯少梁 王利婷 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第4期1633-1638,共6页

针对传统的土体内部排水设施存在的一些问题,设计了一种利用毛细管束排水的新型排水设施。首先通过毛细水上升高度试验,选择了毛细张力较大的0.5 mm四氟管作为试验所用的毛细管。然后将其以正六边形的方式组合成毛细管束,通过毛细管束... 针对传统的土体内部排水设施存在的一些问题,设计了一种利用毛细管束排水的新型排水设施。首先通过毛细水上升高度试验,选择了毛细张力较大的0.5 mm四氟管作为试验所用的毛细管。然后将其以正六边形的方式组合成毛细管束,通过毛细管束水力特性研究试验,得出了毛细管束的水力特性方程。最后选用长度为8 cm的19根四氟管组合成毛细管束,并利用PVC管设计出毛细管束排水管,在细粒土的中进行排水试验,试验结果显示利用毛细管束排水管可以有效地提高排水效率,并且可以估算出毛细管束排水管的理论排水量。表明毛细管束排水管进行细粒土排水是切实可行的。 展开更多

关键词 新型排水设施 四氟管 毛细管束 排水试验

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基于毛管束模型的启动压力梯度分析与计算 被引量：4

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作者 邱志鹏 杨胜来 +6 位作者 任双双 刘京 陈仁保 徐斌 李滢 马铨峥 韩伟 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第17期127-132,共6页

针对低渗岩心渗流规律研究和室内实验测定中准确计算启动压力梯度的方法,提出启动渗透率的概念,认识到启动压力梯度和启动渗透率在渗流过程中是变化的,对冀东油田低渗透岩心通过稳态"流量-压差"法进行驱替实验,建立了用于分... 针对低渗岩心渗流规律研究和室内实验测定中准确计算启动压力梯度的方法,提出启动渗透率的概念,认识到启动压力梯度和启动渗透率在渗流过程中是变化的,对冀东油田低渗透岩心通过稳态"流量-压差"法进行驱替实验,建立了用于分析启动压力梯度变化规律的毛细管束模型。对实验结果处理和分析,研究结果表明启动压力梯度和启动渗透率随流量的增加而增加;并且增加的幅度逐渐减小。由启动压力梯度和流量的关系计算出了不同实验岩心的最小启动压力梯度、拟启动压力梯度及对应的启动渗透率,得到启动压力梯度与岩心渗透率呈幂函数关系的经验公式;并将一维实验结果应用于平面径向流中,指出启动压力梯度随距离增加而减小,并得到启动压力占总驱替压差的比例。 展开更多

关键词 低渗透 启动压力梯度 启动渗透率 毛管束模型

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受载煤自发渗吸过程水分运移规律及其影响机理 被引量：2

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作者 岳基伟 王兆丰 +2 位作者 董家昕 王春光 申晓静 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4069-4082,共14页

煤层注水所引入水分的渗透过程迫使煤层内原有裂隙相互沟通或形成新的裂隙网,为水在煤层内的流动提供网络通道。自发渗吸过程水与瓦斯发生相互作用,渗吸过程是一个有效的润湿过程,润湿效果与水分运移距离紧密相关。为揭示受载煤自发渗... 煤层注水所引入水分的渗透过程迫使煤层内原有裂隙相互沟通或形成新的裂隙网,为水在煤层内的流动提供网络通道。自发渗吸过程水与瓦斯发生相互作用,渗吸过程是一个有效的润湿过程,润湿效果与水分运移距离紧密相关。为揭示受载煤自发渗吸过程水分运移的影响机理,采用自主研发的“受载煤自发渗吸过程水分运移距离测试系统”,开展了受载煤自发渗吸实验。研究结果表明:水分侵入煤体后,水分与煤成为一个体系,煤样的电阻率发生突变、快变及渐变;等压渗吸过程中,受载应力越大,多分支毛细管束模型中的竖向毛细管平均孔径越小,水分运移距离越大;等压渗吸过程中,同一受载应力条件下,含瓦斯煤自发渗吸过程中水分的运移距离大于不含瓦斯煤自发渗吸过程中水分的运移距离;一端开放的毛细管、两端开放且从两端同时渗吸的毛细管在渗吸过程中均存在封堵效应;一端开放的毛细管渗吸过程中,毛细管周围的气体压力越大,封堵效应越明显;等压渗吸过程中,吸附平衡压力越小,多分支毛细管束模型中的水平毛细管吸水长度越长,多分支毛细管束模型中的竖向毛细管水分运移速率越慢,水分对微小孔的润湿效果越好。 展开更多

关键词 煤层注水 自发渗吸过程 多分支毛细管束 封堵效应 润湿

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