共查询到18条相似文献，搜索用时 687 毫秒
1.
在进行裂隙岩体非饱和渗流研究中,选用合理的裂隙岩体毛管压力-饱和度关系曲线非常关键。基于裂隙岩体非饱和渗流特点,简述当前国内外非饱和裂隙岩体毛管压力-饱和度关系曲线模型的研究状况。总结出非饱和裂隙渗透具有毛细管流、薄膜流、优先流、裂隙-基质相互作用和沟槽流特点;分析了建立单裂隙岩体非饱和渗流毛管压力-饱和度关系曲线模型的主要方法,包括物模试验法、数值计算法和数学推导法,并归纳这些方法的计算结果;最后,结合渗流特点,对各种曲线模型结果进行比较,进一步分析得出：(1) 目前的曲线关系均建立在毛管理论基础之上,几乎没有反映渗流其他特点的关系曲线;(2) 运用数值计算法和数学推导建立曲线模型较为简便;(2) 在排水曲线初始时段,Brooks-Corey(BC)模型模拟得到的结果比van Genuchten(VG)模型要好些,而在末尾时段VG模型要好些。 相似文献
2.
3.
非饱和土土-水特征曲线预估方法研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在Wei等[1]基于多相孔隙介质非平衡渗流理论提出的多孔介质热动力学混合物理论模型的基础上,建立了一个能描述不考虑土骨架变形的非饱和土土-水特征曲线动态模型。依据非饱和土土-水特征曲线动态模型,推导出不考虑土骨架变形的气-水两相非饱和土的饱和度演化方程。利用饱和度演化方程并结合多步流动瞬态试验的成果,通过数值反演,提出了一种能利用多步流动瞬态试验数据快速确定非饱和土土-水特征曲线的方法。通过对低液限粉土及低液限黏土的多步流动瞬态试验研究发现,饱和度演化方程能较好地模拟非饱和土在小基质吸力步长变化下饱和度的变化规律。此外,通过对多步流动瞬态试验试样饱和度的模拟确定的非饱和土土-水特征曲线与联合测试系统测得的土-水特征曲线的结果较为一致。 相似文献
4.
沉积物与流体流动的性质是影响水合物形成和聚集的两个重要因素,为研究水合物在沉积地层中的赋存机制必须探明高压环境下含水合物沉积物在非饱和渗流条件下的相互影响关系。以逸度差为水合物反应驱动力,反应动力学常数为Arrhenius类型,建立了包括非饱和流体流动-沉积物特征-水合物形成动力学耦合的二维模型,从理论上研究了多孔介质内流体与沉积物参数如含水率、去饱和系数、水力分布和水合物饱和度等在孔隙内的相互影响规律。结果表明,在设定的条件下,随着反应的进行孔隙水压力随时间逐渐大,在相同条件下水合物饱和度与温度增加导致孔隙水压力变大,其中水合物饱和度的影响较小,而沉积物基质吸力、去饱和系数与本征动力学常数则与孔隙水压力成反向变化,其中本征动力学常数的影响较大。 相似文献
5.
微观土颗粒及孔隙分布的非均匀性及由此引起的瓶颈效应是造成非饱和土土-水特征曲线(SWCC)滞后效应的主要原因。引入分形理论,考虑非饱和土孔径及渗流路径的微观分形特性,提出了一个用于描述水在非饱和土中渗流的毛细管模型。模型中将非饱和土孔隙简化为一系列具有不同孔径大小的毛细弯管,其孔径大小及弯曲程度假定服从分形规律。在此基础上,推导得了非饱和土的吸湿与脱湿过程的饱和度S_e~-水头高度h来描述土-水特征曲线滞后效应的特征方程以及饱和度S_e~-相对水力传导系数Kr特征方程。与室内观测结果及已有研究的对比表明,该模型相比以往方法,可更好地模拟非饱和土土-水特征曲线的滞后效应。对非饱和土吸湿与脱湿过程滞后效应的本质进行了对比分析,揭示了滞后效应产生的根本原因在于土体中流通孔隙大小的非均匀性。 相似文献
6.
黄土非饱和渗流试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
黄土介质特有的垂直节理和大孔隙发育性质，使黄土和非饱和渗流过程具有与均匀土壤的非饱和水分运动不同的特征。通过黄土非饱和渗流试验研究，对黄土垂直节理，大孔隙的实地观察和用土壤水动力学理论分析，证明黄土介质中的垂直节理，大孔隙在不同不量下对水分入渗所起的作用，对干旱地区黄土，由于降水量小，土壤含水量少，垂直节理，大孔隙在水分渗过程中实际起长低渗透性的作用，即阻水作用。 相似文献
7.
8.
通过对榆树林油田压汞资料的分析，发现该油田的微观孔隙结构参数大部分与中高渗透油层的特征相似，其相对分选系数和结构系数随着渗透率的降低而增大，结构特征参数和孔喉平均半径随着渗透率的降低而减小。在毛管压力曲线上，其排驱压力高，孔喉细小。由于油层的低孔、低渗特性，油、水在孔隙介质中流动，呈现了非线性渗流特征，而且随着孔隙半径和渗透率降低，非线性渗流特征越来越明显。油水两相共同渗流时，束缚水饱和度、残余油饱和度以及共渗点饱和度均较高，而两相渗流范围较小，残余油下水相渗透率较低，最终驱油效率不高。 相似文献
9.
10.
裂隙是油气储层主要的储集空间及流体渗流通道,影响油气的运移规律,是油气勘探开发的重要指标。以冀中坳陷任丘油田任10井为例,运用数值模拟方法研究了裂隙开展宽度和裂隙面粗糙度对岩石渗流特性的影响规律。研究结果表明,(1)裂隙开展宽度较小时,孔隙内流体压力仅在入口处小范围内呈扇形分布,裂隙中压力分布曲线呈正切函数型,流体流速在裂隙和孔隙中都较小;随着裂缝开展宽度的增加,孔隙内流体压力逐渐增大,裂隙中压力分布曲线逐渐向直线型转变,流体流速在入口处先减小后稳定,在裂隙中先增加后稳定;(2)裂隙面粗糙度对裂隙岩石渗流特性的影响与裂隙开展宽度有关,在裂隙开展宽度较大时,裂隙面粗糙度对流体压力的分布影响较大;随着裂隙面粗糙度增大,孔隙内流速逐渐增大,而裂隙中流速逐渐减小;(3)随着裂隙开展宽度的增大,影响裂隙流体流动的主控因素逐渐由裂隙开展宽度转变为裂隙面粗糙度。 相似文献
11.
两相系统毛细压力-饱和度(h~S)关系曲线的确定是多孔介质多相流动研究的基础。采用简易试验装置对理想和实际介质中水-气和油-水两相系统中的h~S关系曲线进行了测定。试验结果表明,对于相同两相系统,多孔介质孔隙度愈小,同一毛细压力对应的饱和度相应愈大;对于不同两相系统,理想介质的关系曲线在一定毛细压力以下平缓,较大毛细压力时陡直,实际介质关系曲线走势相对较陡。分析结果表明,水-气和油-水两相系统的实测数据符合Parker等提出的基于van Genuchten(1980)关系式的折算理论;应用折算理论,可以在同一多孔介质某一两相系统h~S关系已知的情况下较好地估计同一孔隙度条件下其它两相系统的h~S关系曲线。 相似文献
12.
毛管压力是影响煤层气赋存和开发的重要参数,为建立能够有效表征高阶煤煤岩毛管压力曲线的数学模型,以高阶煤为研究对象,开展了高压压汞实验,系统评价了目前常用的典型毛管压力曲线数学模型的适应性,建立拟合程度更高的数学模型。结果表明,6块高阶煤煤样毛管压力曲线基本没有中间平缓段,整体表现为向左上方凸出的形态,与常规砂岩、低阶煤差异明显;BC模型、贺承祖模型和Li模型均不能很好地拟合高阶煤的毛管压力曲线;建立的新毛管压力曲线数学模型,能够很好地拟合高煤阶煤样毛管压力实验数据,拟合程度达到97%以上;在双对数坐标中,毛管压力和最小毛管压力的对数差与进汞饱和度与最小毛管压力的对数差呈线性关系,可利用该线性关系直接求取毛管压力模型的斜率a和幂指数b,求解步骤较为简单;在其他条件相同时,毛管压力与斜率a和幂指数b均成反比。 相似文献
13.
在Wheeler本构模型框架的基础上,提出了一个水力与力学耦合的本构模型。该模型中的土-水特征曲线采用毛细滞回内变量模型,能够更好地描述水力历史变化下毛细滞回现象对非饱和多孔介质变形的影响,同时也可描述非饱和多孔介质变形对渗流的影响。非饱和土的强度不仅与吸力有关,而且受到饱和度的影响。相同的吸力下,土样经过吸湿和脱湿路径的饱和度不同,因此,非饱和土的强度也不同。此模型以体积含水率的塑性变化和体变的塑性变化为硬化参数,不仅能描述基质吸力对非饱和土的强化作用,而且考虑了饱和度对强度及变形的影响。试验结果与模型预测基本吻合,证明该模型能够模拟非饱和土的主要特性。为了简化,此模型是在各向同性荷载下推得的,有待于推广到一般的应力状态 相似文献
14.
In this paper, we present a numerical model for simulating two-phase (oil–water and air–water) incompressible and immiscible flow in porous media. The mathematical model which is based on a fractional flow formulation is formed of two nonlinear partial differential equations: a mean pressure equation and a water saturation equation. These two equations can be solved in a sequential manner. Two numerical methods are used to discretize the equations of the two-phase flow model: mixed hybrid finite elements are used to treat the pressure equation, h-based Richards' equation and the diffusion term in the saturation equation, the advection term in the saturation equation is treated with the discontinuous finite elements. We propose a better way to calculate the nonlinear coefficients contained in our equations on each element of the discretized domain. In heterogeneous porous media, the saturation becomes discontinuous at the interface between two porous media. We show in this paper how to use the capillary pressure–saturation relationship in order to handle the saturation jump in the mixed hybrid finite element method. The two-phase flow simulator is verified against analytical solutions for some flow problems treated by other authors. 相似文献
15.
One of the driving forces in porous media flow is the capillary pressure. In standard models, it is given depending on the
saturation. However, recent experiments have shown disagreement between measurements and numerical solutions using such simple
models. Hence, we consider in this paper two extensions to standard capillary pressure relationships. Firstly, to correct
the nonphysical behavior, we use a recently established saturation-dependent retardation term. Secondly, in the case of heterogeneous
porous media, we apply a model with a capillary threshold pressure that controls the penetration process. Mathematically,
we rewrite this model as inequality constraint at the interfaces, which allows discontinuities in the saturation and pressure.
For the standard model, often finite-volume schemes resulting in a nonlinear system for the saturation are applied. To handle
the enhanced model at the interfaces correctly, we apply a mortar discretization method on nonmatching meshes. Introducing
the flux as a new variable allows us to solve the inequality constraint efficiently. This method can be applied to both the
standard and the enhanced capillary model. As nonlinear solver, we use an active set strategy combined with a Newton method.
Several numerical examples demonstrate the efficiency and flexibility of the new algorithm in 2D and 3D and show the influence
of the retardation term.
This work was supported in part by IRTG NUPUS. 相似文献
16.
Konstantin Brenner Mayya Groza Laurent Jeannin Roland Masson Jeanne Pellerin 《Computational Geosciences》2017,21(5-6):1075-1094
Fully implicit time-space discretizations applied to the two-phase Darcy flow problem leads to the systems of nonlinear equations, which are traditionally solved by some variant of Newton’s method. The efficiency of the resulting algorithms heavily depends on the choice of the primary unknowns since Newton’s method is not invariant with respect to a nonlinear change of variable. In this regard, the role of capillary pressure/saturation relation is paramount because the choice of primary unknowns is restricted by its shape. We propose an elegant mathematical framework for two-phase flow in heterogeneous porous media resulting in a family of formulations, which apply to general monotone capillary pressure/saturation relations and handle the saturation jumps at rocktype interfaces. The presented approach is applied to the hybrid dimensional model of two-phase water-gas Darcy flow in fractured porous media for which the fractures are modelled as interfaces of co-dimension one. The problem is discretized using an extension of vertex approximate gradient scheme. As for the phase pressure formulation, the discrete model requires only two unknowns by degree of freedom. 相似文献
17.
多孔介质中毛细吸力作为其重要物性参数,有着重要的工程应用背景。本文结合Gardner模型的土水特征曲线和Micro-CT(Micro computerized tomography)断层扫描仪获取的多孔介质的结构形态参数,根据吸力和饱和度的拟合关系,建立了一维非饱和毛细上升模型。同时,采用有限差分方法对多孔介质非饱和毛细水上升模型进行非稳态求解,获取不同时刻湿度场和毛细吸力的分布情况,并给出了一种量化多孔介质毛细上升过程的理论方法。为验证该方法的有效性,本文在室内以窄筛分洗砂作为研究对象,通过室内试验测定其毛细吸渗上升过程及稳定时的湿度分布。结果证实,模拟结果和实测结果整体上具有较高的吻合性。本文提出的多孔介质毛细上升的预测方法具有可行性,可用于预测砂土的毛细水上升高度和湿度场的分布状态。 相似文献
18.
相对渗透率和饱和度定量关系是多孔介质多相流动系统中重要的动力学参数关系。使用设计的试验装置及试验方法测定了一维砂柱中油水两相动态流动系统的相对渗透率及饱和度数据,由试验结果分析表明:所测得的相对渗透率与实际情况吻合较好;细砂的强亲水性对不同先湿条件下的油、水相相对渗透率及饱和度有较大影响,并造成了不同先湿条件下流体间驱替机制的差异;相饱和度是影响相对渗透率的主要因素,孔隙空间中两种流体的分布方式和流体的饱和历史也影响各相相对渗透率。对试验结果用VGM模型(Parker-Lenhard模型)进行拟合所得结果较好;在水先湿条件下,将van公式拟合毛细压力-饱和度数据所得拟合参数用于VGM模型预测相对渗透率-饱和度曲线,所得结果与VGM模型直接拟合所得结果有差异,但两者所得结果均较好。 相似文献