非均质多孔介质中剪切稀释流的非混相驱替研究

作     者：王盟浩 熊友明 刘理明 彭庚 张政 WANG Menghao;XIONG Youming;LIU Liming;PENG Geng;ZHANG Zheng

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发国家重点实验室四川成都610500 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2019年第38卷第S2期

页      面：3783-3789页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主　　题：土力学 非均质多孔介质 非混相驱替 剪切稀释流 格子Boltzmann方法 

摘      要：地下流体在一定温度压力条件下,会呈现剪切稀释性。剪切稀释性影响流体黏度场,从而改变流体被驱替时的特征。使用植入幂律流变模型的格子Boltzmann两相流模型,编写计算程序,模拟牛顿流体在非均质多孔介质中驱替剪切稀释流的过程。使用非牛顿泊肃叶流验证了数值模型,并从界面推进、驱替效率、速度场、黏度场等方面研究非均质多孔介质中被驱替液的剪切稀释性对驱替过程的影响。模拟结果显示:被驱替液剪切稀释性的增强造成驱替界面推进的加快和驱替效率的提升,使驱替液更能深入驱替非均质多孔介质中残余的被驱替液。该现象的机制为:被驱替液剪切稀释性的增强造成了指进路径上的黏度降低,而非指进区域的黏度升高;驱替过程由指进路径上高流动区域的黏度所主导,因此增强被驱替液剪切稀释性的效果类似于降低黏度,从而提升驱替效率。研究揭示了流体剪切稀释性对多孔介质中驱替过程的影响,对涉及地下非牛顿流体驱替过程的产业具有指导性。