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孔隙是多孔介质内渗流的发生场所,与介质渗透性存在必然的联系。珊瑚砂因其特殊的物质来源和形成过程,较陆源砂具有截然不同的孔隙特性。通过一系列微观研究手段,从本质上揭示了珊瑚砂特殊孔隙性质的原因。研究发现,从孔隙形状、孔喉尺寸和整体连通性3个角度描述孔隙性质较为合理。其中,孔隙形状用形状因子度量,孔喉尺寸包括孔隙半径和喉道半径,珊瑚砂多孔介质整体连通性利用配位数进行描述。而影响孔隙形状、孔喉尺寸和整体连通性的主导因素包括颗粒形状和颗粒表面粗糙度两方面。其中颗粒形状主要影响孔隙形状、喉道尺寸、孔喉尺寸离散性和介质内部连通性的均匀分布情况。颗粒表面粗糙度主要影响孔隙形状、孔隙形状离散性、孔隙尺寸和介质整体连通性。 相似文献
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为深入探讨深层高压低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征,开展了岩心样品的恒速压汞测试。结果表明,储层孔道大小及分布性质差异不大,孔隙半径呈正态分布,主峰分布在100～300μm;喉道半径是控制储层性质的主要因素,渗透率与喉道半径的相关性好于其与孔隙半径的相关性。储层有效喉道半径、有效孔隙半径、有效喉道体积、有效孔隙体积、有效孔喉半径比等孔喉特征参数与物性参数具有较好的相关关系。高渗透率岩样的有效孔喉半径比较低,且有效孔喉半径比分布频率较高。渗透性越好,孔喉半径比越低,且其分布越集中。分析认为,恒速压汞的孔喉特征参数中排驱压力(pT)、中值压力(pc50)、最大进汞饱和度(SHgmax)小于常规压汞的,最大连通孔喉半径(Rmax)、中值半径(r50)大于常规压汞的。相对于常规压汞,恒速压汞获得的孔喉特征参数更准确。 相似文献
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苏里格西区苏48区块盒8段储层微观孔隙结构及对渗流能力的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了清晰地认识苏里格气田苏48区块盒8段储层的微观孔隙结构特征,研究其对渗流能力的影响,在铸体薄片、扫描电镜观察分析基础上选取相应样品进行了高压压汞、核磁共振及相渗实验的测试分析。结果表明:盒8段储层包括4类孔隙结构,每类储层对应的储集空间都有一定的差异,且储渗性能逐一变差;此外,孔喉特征参数与可动流体饱和度及束缚水饱和度有较强的相关关系,说明微观孔隙结构对储层的渗流能力有一定的控制作用;岩心样品b和c均属于Ⅲ类,岩心样品c孔喉比(318.4)小于岩心样品b(332),岩心样品b喉道半径(0.5μm)小于c(0.79μm),岩心样品b孔喉体积比(0.25)小于c(0.6),岩心样品b可动流体饱和度(15.6%)小于c(23.69%),说明当孔隙半径及孔喉分选相近时,喉道是影响可动流体饱和度的关键要素。 相似文献
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充满流体的多孔地质介质的基本状态,与干燥多孔介质的基本状态是明显不同的。干燥介质的大部分变形是非弹性的且与时间无关。可是,孔隙流体的存在以下面两种方式影响介质的特性。当加荷速率低时,由孔隙流体流动引起的排水导致一个固有时间的依赖性。在地面沉降或固结时看到了这个现象。当加荷速率高时(如地震),在介质的特性中,流体流动即排出的水是微不足道的,但孔隙压力的增大成为重要的。目前的分析是在无排水扰动的情况下推导的。 相似文献
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砂砾岩储层中的低渗—特低渗砂岩对储层整体油气运聚、成藏起到了重要影响。利用恒速压汞技术探讨石臼坨凸起陡坡带东三段扇三角洲砂砾岩储层中不同渗透率级别的低渗—特低渗砂岩储层微观孔喉分布特征及不同尺度孔喉的物性贡献。研究表明:(1)低渗—特低渗砂岩和常规砂岩相比具有孔隙大小中等,喉道半径偏小,孔喉比异常大的特点。渗透率受孔喉半径变化影响更明显,大半径喉道数量和分布是影响储层渗流能力的关键因素;(2)低渗—特低渗砂岩孔隙主控进汞区是控制流体流动最有效最主要的空间,渗透率越高,孔隙主控区的喉道半径范围越大。孔喉过渡进汞区进汞贡献主要来自孔隙和喉道联合进汞,随着喉道半径减小,细喉道逐渐成为流体储集和流动的主要空间;喉道主控区渗透率贡献也很低,微细喉道及微喉道是进汞主体空间,孔隙贡献基本为0,该阶段流体流动能力受喉道半径变化影响较大。随着渗透率增加,低渗—特低渗砂岩渗流能力的决定性喉道半径值从1~2μm增大到3~4μm。基于恒速压汞技术的低渗—特低渗砂岩微观孔喉定量表征填补了渤海海域相关研究的空白,从而有助于实现该类储层全面准确的储层评价。 相似文献
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利用高压压汞、恒速压汞、核磁共振、扫描电镜、X射线衍射等资料,对姬塬地区长6段不同成岩相储层开展可动流体赋存特征及其影响因素分析。结果表明：(1)研究区三类有效成岩相储层,绿泥石膜胶结—残余粒间孔相、长石溶蚀相及高岭石胶结相,微观孔喉差异明显,主要体现在喉道上;(2)从T2谱分析可知,绿泥石膜胶结—残余粒间孔相孔喉半径均匀,连通性好,可动流体饱和度最高,长石溶蚀相次之,可动流体饱和度中等,高岭石胶结相孔隙类型单一且小,可动流体饱和度最低;(3)孔喉半径、主流喉道半径、孔喉半径比及有效孔喉体积是引起不同成岩相储层可动流体赋存特征差异的主控因素,渗透率的大小是影响其饱和度大小的重要因素之一,高岭石和伊利石含量的增多对其可动流体赋存具有破坏作用。 相似文献
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基于压汞实验研究低渗储层孔隙结构及其对渗透率的影响——以鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7储层为例 总被引：6，自引：0，他引：6
压汞是研究孔隙结构的有效岩石物理学方法,毛管压力曲线能为我们提供多孔介质孔隙结构的大量信息。本文对鄂尔多斯盆地西南部三叠系延长组长7低渗储层的20个样品进行了压汞测试。主要从毛管压力曲线形态特征、孔喉分布特征、孔隙结构分形特征三个方面对储层的微观孔隙结构进行了深入研究。在此基础上,运用逐步回归法分析了孔喉参数对储层渗透率的影响。结果表明最大渗透率贡献半径对储层渗透率的影响最为显著,分选系数、孔喉均值和歪度也是影响储层渗透率的重要因素。并且发现,对于同一岩样,由双曲线顶点确定的半径值总是接近于但略小于对渗透率贡献最大的半径值。最后,讨论了运用逐步回归法优选出的四个孔喉参数对储层渗透率的影响,并对其它可能影响渗透率的因素作了有益探讨。 相似文献
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采用变胶结指数m和饱和度指数n的阿尔奇公式仍是目前定量评价低阻油层饱和度的主要方法之一。然而,由于不同地区低阻油层的成因不同,从而使得低阻油层m和n的影响因素随地区不同而发生变化。因此,针对不同地区低阻油层,有必要研究其阿尔奇公式m和n的影响因素及变化规律。依据古龙南地区葡萄花低电阻率油层划分标准以及考虑岩性、物性、电性变化,选取了低阻油层岩样,设计了岩样岩石物理实验。基于岩石物理实验数据,绘制m和n与物性参数、孔隙结构参数、黏土附加导电能力参数的交会图。经分析可知：低阻油层的m和n值小于常规油层的m和n值,并随孔渗综合指数、中值半径、平均半径、半径均值的增大而增大。低阻油层的m值随泥质体积分数、阳离子交换容量、微孔隙体积与可动流体体积之比的增大而减小,随核磁共振测量的T2几何平均值的增加而增大;n值随孔隙度、孔隙度和泥质体积分数比值的增加而增大。低阻油层的m值与T2几何平均值、微孔隙体积与可动流体体积之比关系较好,n值与孔渗综合指数、平均半径、最大半径、半径均值的相关性非常好。研究表明,低阻油层的m值受孔隙结构和泥的影响较大,而n受孔隙结构影响较大。可用T2几何平均值或微孔隙体积与可动流体体积之比确定低阻油层的m值,可用孔渗综合指数、平均半径、最大半径、半径均值确定低阻油层的n值。 相似文献
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迂曲度是刻画多孔介质中输运过程的重要参数,对致密储集层,由于流动的非线性,流动规律和常规储集层有巨大差异,迂曲度与常规储集层亦不同。本文利用孔隙网络模型,研究了由流动非线性所带来的迂曲度改变。提出2个无量纲数:1以岩心的水动力迂曲度为基础定义无量纲迂曲度Γ,用以刻画非线性效应带来的迂曲度改变;2定义流量加权平均的孔喉半径为特征孔喉半径,并以此定义无量纲压力梯度Ρ,用以刻画压力梯度状态。本文研究了Γ随Ρ的变化规律表明,Ρ-Γ曲线具有确定的形态,且不随岩心孔隙网络的任何参数发生变化。即对于任何岩石,由流动的非线性所带来的迂曲度的改变是确定的。本文给出了Ρ-Γ曲线的拟合公式,可方便计算给定压力梯度下的迂曲度改变。 相似文献
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Foaming injected gas is a useful and promising technique for achieving mobility control in porous media. The foam flow is influenced by the foam ability, stability, bubble size and the grain size of the porous media. In this study, the effects of two surfactants, their concentrations, foam quality (gas content) and the additive on the foam ability and stability are evaluated. The results show that the better ability and stability of foam can be obtained through regulating the parameters mentioned above. The permeability test indicates that the foam possesses a lower flow rate than the surfactant solution. Not only that, the conductivity discrepancy among three sands is also reduced when foam is present. The primary mechanism for foam flow in different type of unconsolidated sand is Jamin effect which depends on the foam ability and stability. Experimental determination of the foam distribution and morphology in heterogeneous pores, via two-dimension sand plate by means of stereoscopic microscope is carried out to explain the effect of foam size–bubble size relationship on Jamin effect. The results show that when the bubbles are adequately stable, the flow behavior (transfiguration and fracture) of foam is determined by the relationship between the foam size and the pore size. The resistances arising from transfiguration and fracture lead to different foam conductivity in three sands. The more decrease of discrepancy between medium and fine sand is caused by the fact that transfiguration is able to generate more resistance than fracture. 相似文献
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孔隙网络模型是研究多孔介质和其中颗粒的关键。现有的构建孔隙网络模型的算法有许多,但人们开始越来越多地研究基于图像的算法。将讨论一种基于中轴线的孔隙网络构建算法,并且对原有算法中孔隙中心表示方法不合理及缺少中轴线上各点坐标的问题提出改进,改进后的算法提出了孔隙中心的另一种表示方法,并且中轴线上任一点的坐标都被标出。在构建孔隙网络模型后利用该模型计算孔隙体积和喉径,并且针对过度分割的问题提出基于欧氏距离及基于分水岭算法的两种融合算法对孔隙和孔喉进行融合。 相似文献
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非常规油气资源的孔隙结构及其连通性非常复杂,其孔隙尺度从毫米到纳米跨越多个量级.多孔介质中气体的输运过程不仅依赖于介质的多尺度微观结构特征,还依赖于气体的相关属性.气体在多尺度多孔介质中的输运过程包括无滑流、滑脱流和过渡流,涉及分子扩散和努森扩散等多种机制,因此很难用唯一的连续介质理论来描述气体的输运特征.大量的数据表明真实多孔介质中的内部孔隙具有分形标度特征,因此采用分形几何表征多尺度多孔介质的孔隙结构,引入孔隙分形维数和迂曲度分形维数定量表征多孔介质的微结构和弯曲流道,建立多尺度多孔介质气体输运过程的细观模型;推导了多尺度多孔介质中气体的有效渗透率和有效扩散系数,并讨论了多尺度多孔介质微结构参数和气体属性对于气体等效输运特性的定量影响.该研究不仅可以丰富渗流理论,且有利于深入理解非常规油气藏的产出机制. 相似文献
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孔隙水在冻结过程中产生的冰结晶压力导致了多孔材料的冻胀及破坏。本文通过理论分析分别给出了不同形状晶体的结晶压力计算模型,并分析了经典结晶压力计算公式的使用条件。建立了降温过程中孔隙冰晶生长模型,实现冰晶生长过程中的孔隙变形计算,分析了晶核密度、孔径大小、荷载和冰晶体积对孔隙冻胀变形的影响机制。结果表明：起始孔隙直径和长宽比的增大对结晶变形抑制作用的机理在于减少了冰晶体积中膨胀结晶的比例。荷载对孔隙变形的抑制机制在于,荷载的增大迫使冰晶更多地横向生长（长宽比增大）,导致膨胀结晶所占比例减小。孔隙中的晶体生长有完全填充模式和部分填充模式,在部分填充模式下,晶核密度、荷载和孔径的增大都会导致晶体在孔隙中的填充率增大,从而对孔隙结晶变形产生影响。本模型揭示了单个孔隙中冻胀变形机制,为解决多孔介质的冻胀变形与破坏问题提供了新的思路。 相似文献
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When fluid flows in porous media under subsurface conditions, significant deformation can occur. Such deformation is dependent on structural and phase characteristics. In this paper, we investigate the effect of multiphase flow on the deformation of porous media at the pore scale by implementing a strongly coupled partitioned solver discretized with finite volume (FV) technique. Specifically, the role of capillary forces on grain deformation in porous media is investigated. The fluid and solid subdomains are meshed using unstructured independent grids. The model is applied for solving multiphase coupled equations and is capable of capturing pore scale physics during primary drainage by solving the Navier-Stokes equation and advecting fluid indicator function using volume of fluid (VOF) while the fluid is interacting with a nonlinear elastic solid matrix. The convergence of the coupled solver is accelerated by Aitken underrelaxation. We also reproduce geomechanical stress conditions, at the pore scale, by applying uniaxial stress on the solid while simultaneously solving the multiphase fluid-solid interaction problem to investigate the effect of external stress on fluid occupancy, velocity-field distribution, and relative permeability. We observe that the solid matrix exhibits elasto-capillary behavior during the drainage sequence. Relative permeability endpoints are shifted on the basis of the external stress exerted. 相似文献
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Two approaches of generating pore networks of porous media are presented to capture the pore fabric. The first methodology extracted pore structure from a computer simulated packing of spheres. The modified Delaunay tessellation was used to describe the porous media, and modified Nelder–Mead method in conjunction with three pore‐merging algorithms was used to generate the pore size and coordination number distributions of the randomly packed spheres. The Biconical Abscissa Asymmetric CONcentric bond was used to describe the connection between two adjacent voids. This algorithm was validated by predicting pore structure of a cubic array of spheres of equal radius with known pore sizes, throat sizes and coordination number distributions. The predicted distributions of pore structure agreed well with the measured. Then, the algorithm was used to predict pore structure and permeability of randomly packed spherical particles, and predicted permeability values were compared with published experimental data. The results showed that the predicted permeability values were in good agreement with those measured, confirming the proposed algorithm can capture the main flow paths of packed beds. The second methodology generated an equivalent pore network of porous media, of which the centers of voids were located in a regular lattice with constant pore center distance. However, this network allowed for matching both main geometrical and topological characteristics of the porous media. A comparison of the two approaches suggested that the second approach can also be used as a predictive tool to quantitatively study the microscopic properties of flow through porous media. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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含天然气水合物沉积物分解过程的有限元模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
温度和压力的变化会引起含天然气水合物沉积物的分解,其过程伴随着相态转换、孔隙水压力和气压力耗散、热传导、骨架变形等过程的相互耦合作用。基于多孔介质理论建立了描述含天然气水合物沉积物分解过程的数学模型,考虑了水合物分解产生的水、气流动、水合物相变和分解动力学过程、热传导、骨架变形等过程的耦合作用。基于有限元法,建立了模拟水合物分解过程的数值模型,并编制了计算机分析程序。通过对降压法和升温法开采过程的数值模拟,揭示了在水合物分解过程中沉积物储层的变形、压力、温度等因素的变化规律。结果表明：降压法和升温法都会导致储层变形以及产生超孔隙压力,但两种方法作用效果不同;同时,水合物分解过程包含渗流及热传导作用。 相似文献
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冰点下水合物在多孔介质的生成是一个复杂的多相转化过程,为了研究冰点下多孔介质中水合物生成过程的水相转化率、气体消耗量与稳定压力等生成特性,在定容条件下,进行不同孔径与粒径的多孔介质中甲烷水合物在冰点下的生成实验。所使用的多孔介质平均孔径为1295 nm、1796 nm和3320 nm。研究结果表明：水合物生成结束时水的转化率随着初始生成压力的增大而增大,随着温度的升高而降低,随着孔径的增大而增大;在相同的孔径下,多孔介质粒径的增大降低了水合物的生成速率但对最终气体消耗量没有影响;在相同的温度下,随着初始生成压力的增大,实验最终压力、气体消耗量与最终水的转化率均随之升高;温度越高,不同的生成初始生成压力下体系的最终稳定压力与水的转化率相差越大;在多孔介质的毛细管作用力与结合水的共同作用下,冰点下水合物生成的水的转化率会大大地降低。在本实验条件下,水相转化为水合物的比例最高为32.39%。 相似文献
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Maziar Veyskarami Amir Hossein Hassani Mohammad Hossein Ghazanfari 《Computational Geosciences》2018,22(1):329-346
The network modeling approach is applied to provide a new insight into the onset of non-Darcy flow through porous media. The analytical solutions of one-dimensional Navier-Stokes equation in sinusoidal and conical converging/diverging throats are used to calculate the pressure drop/flow rate responses in the capillaries of the network. The analysis of flow in a single pore revealed that there are two different regions for the flow coefficient ratio as a function of the aspect ratio. It is found that the critical Reynolds number strongly depends on the pore geometrical properties including throat length, average aspect ratio, and average coordination number of the porous media, and an estimation of such properties is required to achieve more reliable predictions. New criteria for the onset of non-Darcy flow are also proposed to overcome the lack of geometrical data. Although the average aspect ratio is the main parameter which controls the inertia effects, the effect of tortuosity on the onset of non-Darcy flow increases when the coordination number of media decreases. In addition, the higher non-Darcy coefficient does not essentially accelerate the onset of inertial flow. The results of this work can help to better understand how the onset of inertial flow may be controlled/changed by the pore architecture of porous media. 相似文献