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摘要
由于强烈的非均质性,自然裂隙渗透率的量化是学科领域具有挑战性的问题。先前的研究表明,单裂隙渗透率仅取决于单裂隙的几何属性。然而最近的研究表明,随着流体的流速或惯性效应的增大,单裂隙的渗透率会发生变化但其机理尚未明确。因此本研究基于有限元模拟软件Comsol Multiphsics探究了惯性效应对2D粗糙单裂隙渗透率的影响及其机理。研究结果表明:Forchheimer方程可以很好的描述粗糙单裂隙中不同惯性效应下的流体流动;随着惯性效应的增加单裂隙渗透率会随之减小,其机理是裂隙粗糙表面导致的低速区的产生和发展阻碍了流体在流道中的传输,最终导致了渗透率的降低;在低流速区中形成的涡流是水力开度波动的主要原因。最后提出了一个同时考虑单裂隙几何属性和流体惯性效应的渗透率预测模型。
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单位合肥工业大学; 安徽煤田地质局勘查研究院
