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收缩微流道中高分子溶液流动行为的数值模拟与实验

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高分子材料科学与工程 2022年第12期38卷 71-77,84页

作者：王林林王伟青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室山东青岛266042

利用实验与数值模拟相结合的方法,研究了质量分数为0.3%的聚氧化乙烯(PEO)水溶液在4:1收缩微流道中的流动行为。进行数值模拟时,借助有限元分析软件Polyflow,采用指数型Phan-Thien-Tanner(PTT)本构模型,分别对PEO水溶液在Weissenberg数... 详细信息

利用实验与数值模拟相结合的方法,研究了质量分数为0.3%的聚氧化乙烯(PEO)水溶液在4:1收缩微流道中的流动行为。进行数值模拟时,借助有限元分析软件Polyflow,采用指数型Phan-Thien-Tanner(PTT)本构模型,分别对PEO水溶液在Weissenberg数分别为5.9,7.2,8.1和9.8时和在4:1直角收缩微流道、4:1圆弧过渡收缩微流道中的流变行为进行了模拟分析。结果显示,实验结果与数值模拟结果的吻合较好,表明PTT本构模型能够很好地预测PEO水溶液在4:1收缩微流道中的流变行为。此外,还讨论了Weissenberg数和流道的几何形状对微流动行为的影响,随着Weissenberg数的增大,PEO水溶液的流速、压力和应力也随之增大,而圆弧过渡收缩口可以有效地避免涡流流动,提高挤出流场的稳定性。

关键词：聚氧化乙烯水溶液收缩微流道微流控实验本构模型数值模拟

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多孔介质中角膜-液桥流对毛管压力曲线的影响

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土木与环境工程学报(中英文) 2023年

作者：王冠雄胡冉兰天陈益峰武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室水工岩石力学教育部重点实验室

毛管压力曲线是模拟孔隙介质非饱和渗流或水-气多相渗流过程的重要本构关系。当湿润相饱和度趋近于残余饱和度时，固相颗粒之间形成的角膜和液桥流动是通过角膜和液桥的流动是驱排过程的主要方式，而对角膜和液桥如何控制毛管压力曲线... 详细信息

毛管压力曲线是模拟孔隙介质非饱和渗流或水-气多相渗流过程的重要本构关系。当湿润相饱和度趋近于残余饱和度时，固相颗粒之间形成的角膜和液桥流动是通过角膜和液桥的流动是驱排过程的主要方式，而对角膜和液桥如何控制毛管压力曲线的理解还不充分。搭建微流控可视化实验平台，在6组不同孔隙结构和粗糙度的微流体中开展准静态排水实验，通过实验观察到角膜-液桥流，并量化这一现象对毛管压力曲线的影响。结果表明：角膜-液桥流主要出现在饱和度较低的情况下，会导致湿润相的残余饱和度降低0.21～0.32；角膜-液桥流的出现与孔隙介质的湿润性密切相关，粗糙的固相表面会降低湿润相的接触角，使角膜-液桥流更容易出现；角膜-液桥的影响与液桥的数量正相关，随着孔隙率和非均质性的减小，角膜-液桥流的作用变得显著。

关键词：多孔介质毛管压力曲线微流控实验角膜液桥

微观尺度下碳酸盐岩油藏裂缝干扰影响因素研究

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复杂油气藏 2020年第4期13卷 46-50页

作者：马淑芬李亮李俊键张潇陈文滨吴浩伍亚军中国石化西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011 中国石油大学(北京)油气资源与工程国家重点实验室北京102249

碳酸盐岩油藏裂缝发育复杂,非均质性较强,复杂裂缝之间存在的相互干扰对开发效果有重要影响,但目前对于裂缝干扰的机理和影响因素研究较少。结合微流控实验和有限元数值模拟,研究了级差裂缝之间的干扰过程,并根据实验现象提出了量化评... 详细信息

碳酸盐岩油藏裂缝发育复杂,非均质性较强,复杂裂缝之间存在的相互干扰对开发效果有重要影响,但目前对于裂缝干扰的机理和影响因素研究较少。结合微流控实验和有限元数值模拟,研究了级差裂缝之间的干扰过程,并根据实验现象提出了量化评价指标"相对干扰系数RIF";基于Navier-Stokes方程建立了裂缝数值模型,研究了原油黏度、裂缝渗透率级差、裂缝长度对裂缝相对干扰系数RIF的影响规律。实验结果表明,裂缝间相对干扰系数RIF随流体黏度和渗透率级差的增大而增加,随裂缝长度的增加而减小,且都满足乘幂关系,其中渗透率级差的影响最明显。研究有助于认识复杂裂缝介质中的油水渗流规律,为进一步研究碳酸盐岩缝洞型油藏的出水规律提供指导。

关键词：裂缝干扰微流控实验有限元数值模拟影响因素

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改性纳米颗粒对孔隙介质中泡沫稳定机理研究

辽宁化工 2023年第12期52卷 1790-1794页

作者：何宗礼马国庆吉凯曹启江汉油田石油工程技术研究院湖北武汉430035 天水电气传动研究所集团有限公司甘肃天水741020 长庆油田第六采油厂陕西榆林718600 江汉油田坪北经理部陕西延安717408

泡沫驱油是一种提高采收率的方法,但泡沫是种不稳定体系,其稳定性限制了在油田的应用。孔隙介质中泡沫生成的机制是产生能分隔气体的液膜,而气体流度是由液膜的密度决定的。泡沫在孔隙介质中的运移是持续破灭和重生的过程,微流控实验中... 详细信息

泡沫驱油是一种提高采收率的方法,但泡沫是种不稳定体系,其稳定性限制了在油田的应用。孔隙介质中泡沫生成的机制是产生能分隔气体的液膜,而气体流度是由液膜的密度决定的。泡沫在孔隙介质中的运移是持续破灭和重生的过程,微流控实验中通过相邻气泡之间的夹断作用或气泡与孔隙壁之间的夹断作用可以生成体积较小的泡沫,为孔隙介质中泡沫的生成提供了参考依据。为了得到强泡沫,在起泡体系中加入双面神纳米颗粒,通过测试起泡体系的表面扩张模量和表面张力,利用微流控实验建立表面扩张模量和泡沫稳定性之间的关系,进而研究气液界面性质对孔隙介质中泡沫生成行为和稳定行为的影响机制,从而建立调控气液界面性质的方法。

关键词：双面神纳米颗粒泡沫稳定性气液界面性质微流控实验

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