發(fā)布時間：2020-04-02 05:24

【摘要】：多孔介質(zhì)中微細顆粒的流動過程涉及到油氣田生產(chǎn)開發(fā)的各個方面。儲集石油的沉積巖多孔介質(zhì)中豐富的粘土礦物、砂巖及石英等微細顆粒的存在會影響原油在地層多孔介質(zhì)裂隙通道內(nèi)運移的速度和路徑,顆粒的沉積也會影響巖石孔隙的孔隙率和滲透率。由于多孔介質(zhì)的形態(tài)多種多樣,很難得到標準化的實驗結(jié)論。因此,本文采用數(shù)值模擬的方法對多孔介質(zhì)中微細顆粒的流動沉積過程進行研究。本文主要應(yīng)用CFD-DEM方法結(jié)合顆粒動理學(xué)理論對三維各向異性多孔介質(zhì)內(nèi)的顆粒流動特性進行數(shù)值模擬研究,并采用Euler方法研究孔隙內(nèi)流體的流動特性,顆粒相的運動過程由Lagrange方法求解。顆粒動理學(xué)用來描述顆粒間的相互作用,流體-顆粒間的相間采用Huilin-Gidaspow模型求解,主要研究了多孔介質(zhì)孔隙率、橢球狀固定顆粒長徑比、運移顆粒粒徑、流體粘度及流速等參數(shù)對顆粒運移沉積的影響,為孔隙內(nèi)液固兩相流的發(fā)展及油藏的開發(fā)提供理論支持。數(shù)值模擬結(jié)果表明,在低孔隙率時,顆粒受到堵塞并停留在多孔介質(zhì)內(nèi)部�？紫堵实脑龃笱娱L了顆粒運動軌跡,顆粒不斷作往復(fù)運動并流出微通道。同時顆粒的停留時間先減小后增大,顆粒擬溫度的變化趨勢與此相同。大孔隙率下顆粒間接觸力、顆粒瞬時軸/徑向速度波動減少,且軸向速度大于徑向速度。流體注入速度隨通道軸向方向逐漸降低。扁長的橢球狀固定顆�？紫督Y(jié)構(gòu)會延長微顆粒的停留時間,使得顆粒滯留率增大;同時顆粒波動頻率加快,顆粒瞬時速度、接觸力和顆粒擬溫度均減小。而增大顆粒粒徑,顆粒在運動過程中會發(fā)生明顯的沉積現(xiàn)象,顆粒停留時間和滯留率增大。顆粒脈動速度強度減弱,顆粒接觸力、瞬時軸/徑向速度和顆粒擬溫度減小。隨著液體粘度的增加,顆粒軸向速度和顆粒擬溫度降低,而平均停留時間和接觸力隨之增大。顆粒擬溫度和接觸力隨著液相速度的增加而增大,而顆粒停留時間和滯留率減少。
【圖文】：

圖1.1數(shù)值模擬流程圖早是由 Cundall 等人提出來的，顆粒的運述。按照處理顆粒碰撞方法的不同，D種模型下顆粒碰撞示意圖如圖 1.2 所示，行敘述。間的碰撞屬于二元瞬時碰撞，碰撞過程中碰撞中顆粒間的作用力主要考慮使得顆粒的影響。一般來說，硬球模型主要應(yīng)用于。Tsuji 等[37]建立了稀疏氣固兩相流的硬考慮顆粒與壁面間的碰撞。Tanaka 等[38]模下顆粒碰撞也會對顆粒的擴散產(chǎn)生影響。研究中，并建立了二維氣固流化床流動球模型對流化床內(nèi)氣固流動行為進行了模

all 和 Strack 提出的概念相似。在本文中僅考慮顆粒、流體與顆粒間曳力、浮力壓力梯度力及液橋力等示�；谂ｎD第二定律，任意時刻顆粒 i 平動的控1( )Ni p ijdm V P mdt id lj cjvg f f f 分別為顆粒 i 的速度和質(zhì)量，Vp為顆粒體積，pV P 流體曳力、液橋力和顆粒碰撞接觸力。顆粒重力和碰撞相關(guān)的其它力作用于碰撞接觸點。這些相互碰因此顆粒轉(zhuǎn)動的控制方程為：1Nijddt p pijI T 轉(zhuǎn)動慣量，i 為顆粒轉(zhuǎn)動速度，，pijT 是碰撞時顆粒公式如下：225i i m RpI
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE319;O241.8

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本文編號：2611520