煤中割理网络自仿射属性表征及渗流扩散行为LBM模拟
发布时间：2020-12-10 05:48
煤储层中的割理网络作为流体运移的主要通道,深刻影响煤层气的运移与产出,因此,割理网络输运属性定量评估对于储层产能预测和煤层气开采具有重要的意义。大量证据表明煤储层自然裂隙具有分形特征,使用分形理论来表征其复杂几何形貌是一种行之有效的研究手段。基于以上认识,本文聚焦于割理网络模型的表征及其传质过程的孔隙尺度模拟。在割理网络表征及其渗流扩散行为方面主要开展了如下四个方面的研究:（1）单割理自仿射几何定量表征及新Weierstrass-Mandelbrot函数的发展Weierstrass-Mandelbrot（W-M）随机分形函数常用来表征自然裂隙端面几何形貌,据新近分形拓扑理论,H（Hurst指数）与fD（分形维数）之间并非fD≈d-H（d为欧几里得维数）的关系,而是fD=d（1+H）,于是修正了W-M函数及其结构函数。（2）煤储层割理网络的构建利用修正的W-M函数,结合自然裂隙端面几何自仿射属性和煤储层割理空间构型及分布,实现了割理网络自仿射属性表征,发展了一种自仿射粗糙割理网络构建方法。（3）孔隙尺度下割理网络流体运移过...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同分形维数的Weierstrass-Mandelbrot函数及其自仿射分形特征
于简单的单裂隙系统，端割理的引入产生了更加复杂的渗流特征，也成为探究割理网络中流体渗流特征的重点所在。为更加直观的展现和分析割理网络中流体运移，图 4-3 列举出实验中具有代表性的流场，由上到下分别展示了H 为 0.9、0.8 和 0.7 且面割理开度为 100lu 时，端割理开度分别为 20lu、50lu 和 100lu 的流场分布图。图中表明H 越小，端面越粗糙，流速越小。图 4-4 为 H = 0.8，保证孔隙度相同情况下不同网络构型组合时割理网络流场分布图。纵向端割理数量增加，横向面割理变化，图中表明了与宏观流方向一致的面割理具有主控性，而端割理的影响较小。图 4-3 割理网络流场图Fig.4-3 The flow field of cleat networks引入端割理后的割理网络渗透率呈现整体上升趋势
图 4-5 则展示了这种现象的存在，横坐标为面割理开度f δ ，纵坐标为不同H 且端割理开度固定为 100lu 和 20lu 时模拟渗透率的比值rk 。结果表明在面割理开度增大条件下真正受端割理影响的渗透率即比值rk 在不断变化，并且展现出一定的规律性。这一结果既反映了在割理网络演化过程中端割理影响作用的削弱，又体现出该过程中面割理主导作用的进一步增强。
本文编号：2908181
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同分形维数的Weierstrass-Mandelbrot函数及其自仿射分形特征
于简单的单裂隙系统，端割理的引入产生了更加复杂的渗流特征，也成为探究割理网络中流体渗流特征的重点所在。为更加直观的展现和分析割理网络中流体运移，图 4-3 列举出实验中具有代表性的流场，由上到下分别展示了H 为 0.9、0.8 和 0.7 且面割理开度为 100lu 时，端割理开度分别为 20lu、50lu 和 100lu 的流场分布图。图中表明H 越小，端面越粗糙，流速越小。图 4-4 为 H = 0.8，保证孔隙度相同情况下不同网络构型组合时割理网络流场分布图。纵向端割理数量增加，横向面割理变化，图中表明了与宏观流方向一致的面割理具有主控性，而端割理的影响较小。图 4-3 割理网络流场图Fig.4-3 The flow field of cleat networks引入端割理后的割理网络渗透率呈现整体上升趋势
图 4-5 则展示了这种现象的存在，横坐标为面割理开度f δ ，纵坐标为不同H 且端割理开度固定为 100lu 和 20lu 时模拟渗透率的比值rk 。结果表明在面割理开度增大条件下真正受端割理影响的渗透率即比值rk 在不断变化，并且展现出一定的规律性。这一结果既反映了在割理网络演化过程中端割理影响作用的削弱，又体现出该过程中面割理主导作用的进一步增强。
本文编号：2908181
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