基于孔隙-喉道双通道模型的油水两相流动形态分析

发布时间：2020-12-25 07:30

　　在孔隙网络模型和并联双通道模型基础上,提出一种新的孔隙-喉道双通道模型,研究油水两相流体的驱替流动,采用格子Boltzmann方法的颜色梯度模型进行模拟,重点研究不同注入速度条件下和不同宽度比的模型中,非润湿相在喉道中的流动形态变化,并对一系列不同宽度比的模型进行模拟。结果表明:存在段塞流驱替的流动形态;随着注入速度的减慢,非润湿相经过双通道时存在双喉道驱替流动、段塞驱替和单喉道驱替3种流动形态变化;随着宽度比的增大,单喉道驱替的分布区间增大,段塞流和双喉道驱替出现的区间减小;多孔介质的非均质性越强,流体越容易发生卡断,驱替效果越差。 

【文章来源】：中国石油大学学报(自然科学版). 2020年05期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同宽度比PTDM模型

本次只针对驱替过程(非润湿相驱替润湿相)开展研究,在驱替过程中,毛管数Ca首先设置为0.05,模拟过程中观察非润湿相流体到达出口孔隙时,两相流体分布情况以及流动达到稳定时的两相流体分布情况,结果见图2、3。通过对比可发现,宽喉道内的流动速度较快,当流体沿着宽喉道到达出口孔隙,窄喉道流体尚未到达出口,这是由于在驱替过程中毛管力是阻力,宽喉道中毛管力较小;而且对于宽度比较大的模型,窄喉道出现了非连续相,这在以往的并联双通道模型研究中尚未出现。另外,当流体从宽喉道到达出口时,宽度比越大,小喉道内流体侵入长度越短,由于喉道越宽,阻力越小,两条喉道内的速度差异越大。如图3所示,宽度比为2.5的模型中,在稳态时窄喉道内形成了非连续相,这是由于当流体从宽喉道到达出口端的孔隙时,毛管阻力突然减小,大喉道内的流速突然增大,两个喉道内不能同时处于平衡状态,流体瞬间全部流入大喉道,从而在小喉道入口发生中断,当减小注入速度,宽度比较小的模型也会发生类似现象,为此降低注入速度进行验证。图3 Ca=0.05时流体达到稳定状态两相分布

图2 Ca=0.05时流体到达右端孔隙时两相流体分布对于宽度比为1.5的孔隙-喉道双通道模型,减慢注入速度,Ca减小到0.03进行模拟。图4为窄喉道流体发生断裂时和流动达到稳定时的两相流体分布。可以看出,当速度由快变慢时,非润湿相流体开始从两个喉道通过,逐渐在小通道内变成段塞流。通过对比图4和图2中宽度比为2.5的情况发现,窄喉道中流体发生断裂时,宽度比小的窄喉道中段塞柱的长度要大于宽度比大的窄喉道中的段塞柱,当流动达到稳定时,段塞柱长度会大幅减小。


本文编号：2937217