岩石微尺度模型重建及其 热-流-固耦合细观机理研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 研究目的与意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 孔隙结构获取及表征研究动态 2

1.2.2 岩石热-流-固耦合研究现状 14

1.3 主要研究内容与技术路线 18

1.3.1 主要研究内容 18

1.3.2 研究技术路线 19

第2章 岩心微CT成像及孔喉参数获取 21

2.1 岩心微CT成像实验 21

2.1.1 岩心成像简介 21

2.1.2 微CT成像技术 22

2.1.3 三维岩石微观CT图像 23

2.2 图像处理 27

2.2.1 图像提取 27

2.2.2 图像降噪及二值化 28

2.3 岩心特征参数获取 31

2.3.1 利用样品图像计算孔隙度 31

2.3.2 孔径分布计算 33

2.4 本章小结 35

第3章 基于N-S方程的多孔介质流体输运数学模型 36

3.1 基于微流边界层理论的孔隙多相流体渗流数学模型 37

3.1.1 基本方程组 37

3.1.2 多相流体表面张力及润湿性表征 39

3.1.3 微观水驱油过程模拟 40

3.1.4 岩石骨架变形数学模型 41

3.2 岩石热-流-固耦合的实现过程 41

3.3 微流边界层理论及应用 43

3.3.1 固体表面对液体分子间作用力 43

3.3.2 微流边界层内流体黏性系数 45

3.3.3 微毛细管单相渗流数值模拟及实验验证 45

3.3.4 微毛细管油水两相渗流数值模拟 51

3.4 本章小结 54

第4章 二维微观水/CO2驱油实验及数值模拟研究 55

4.1 微观水驱油模型实验 55

4.2 二维孔隙模型重建及壁面距离的求解 56

4.2.1 二维孔隙模型重建 56

4.2.2 壁面距离求解 58

4.3 数值模拟 58

4.3.1 微观水/CO2驱饱和油数值模拟 58

4.3.2 油驱水后水驱油 62

4.4 本章小结 64

第5章 基于最大球法的等效孔隙网络模型构建及渗流规律研究 65

5.1 基于最大球法的孔隙网络模型重建 65

5.1.1 建模流程 65

5.1.2 孔隙网络模型参数分析 68

5.2 基于泊肃叶定律的两相渗流数学模型 71

5.2.1 渗透率计算 71

5.2.2 准静态油水驱替过程模拟 72

5.3 单相及油水两相渗流数值模拟结果 73

5.3.1 绝对渗透率预测 73

5.3.2 油水两相渗流过程预测 74

5.3.3 不同润湿性条件下水驱油两相渗流规律 76

5.4 本章小结 78

第6章 基于非结构化网格模型的水驱油过程及流-固耦合机理研究 79

6.1 微尺度岩心三维非结构化网格模型建模 79

6.2 单相及油水两相渗流机理研究 81

6.2.1 单相流模拟及渗透率预测 82

6.2.2 油水两相渗流模拟 84

6.3 单相流-固耦合数值模拟研究 86

6.3.1 模型相关参数 86

6.3.2 流-固耦合数值模拟 88

6.4 本章小结 91

第7章 岩心微尺度结构化网格模型重建方法及与其他重建模型的对比分析 93

7.1 结构化网格建模流程 93

7.2 等效孔隙网络模型、非结构化和结构化网格模型的对比分析 100

7.2.1 模型拓扑结构对比 101

7.2.2 绝对渗透率预测对比 107

7.2.3 油水驱替过程预测对比 108

7.3 本章小结 111

第8章 基于压痕实验的岩心微观力学性能测试 113

8.1 压痕实验简介 114

8.2 基于压痕实验的岩石力学参数测定 115

8.2.1 实验过程 115

8.2.2 实验数据处理 117

8.3 基于压痕实验数据和岩样微尺度有限元模型的数值模拟研究 119

8.3.1 几何模型 121

8.3.2 数值模拟 122

8.4 本章小结 127

第9章 热-流-固耦合作用下水驱油机理研究 128

9.1 油水两相渗流 128

9.1.1 水驱饱和油模型 128

9.1.2 流体物性的影响 130

9.1.3 岩石润湿性的影响 140

9.2 热-流-固耦合数值模拟 142

9.2.1 模型边界条件 142

9.2.2 应力和温度对孔隙结构演化及渗透率的影响 143

9.2.3 应力、温度对水驱油效果的影响 150

9.3 本章小结 154

参考文献 156