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摘要
相对渗透率是表征岩石介质两相流动特征的重要力学参数，如何快速有效地获取相对渗透率是当前研究的热点问题。采用分形方法将岩石孔隙等效为尺寸不规则的毛细管，基于动量平衡原理建立气-水两相流动的平衡关系式，开发了一种预测相对渗透率的分形解析模型。然后，基于孔径尺度和流动路径的迂曲度特征，研究了岩石的孔隙结构对两相流体渗流特性的影响。该模型得出的相对渗透率曲线与相关试验数据吻合程度高，验证了模型的合理性。研究结果表明：该模型相比于其他相对渗透率模型具有更好的准确性。岩石的渗流特性与流体性质和孔隙结构有关，表征孔径尺度的分形维数Df和迂曲度分形维数DT越小，两相流的渗透率越大，而DT的值增大会降低水相的相对渗透率，增大气相的相对渗透率。该模型无需使用任何经验常数计算相对渗透率，避免了数据处理的繁琐过程，可有效应用于页岩气开采等工程领域。
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单位土木工程与建筑学院; 山东科技大学; 山东省土木工程防灾减灾重点实验室
