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摘要
孔隙介质中多相渗流的驱替效率对二氧化碳封存效率和石油采收率具有决定性影响,是实际工程调控中的一个关键指标.湿润性是影响多相渗流驱替模式及其效率的一个重要因素.本文通过微流体模型-显微镜-高速相机可视化实验平台,对基于真实砂岩孔隙结构的微流体模型进行湿润性修饰,开展了5种流量和2种湿润性的两相驱替可视化实验,研究了湿润性对砂岩孔隙结构中两相渗流驱替模式及其效率的重要影响.实验结果表明:随着流速的增大,两相渗流驱替模式由毛细指流向稳定流发生转变;在低流速条件下,由于毛细力的主导效应,亲水性介质中指进的宽度和被驱替流体团簇的数目均小于疏水性介质,而被驱替流体团簇的最大半径、平均半径和方差均大于疏水性介质.实验结果还证实了亲水性介质中由于单支优势通道和"绕流"现象的发生,驱替效率显著小于疏水性介质.最后,通过考虑接触角效应对毛细管数进行修正,建立了考虑湿润性影响的驱替效率和毛细管数之间的统一关系式,为不同湿润性条件下驱替效率的预测提供了一种潜在方法.
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单位武汉大学; 水资源与水电工程科学国家重点实验室
