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摘要
本文提出了一种考虑了流体可压缩性与非牛顿流体剪切流变性的非稳态孔隙网络模型，用以研究非混相驱替中的毛管指进、黏性指进和两者之间的过渡区这三种不同的驱替模式.通过在孔隙网络模型中饱和非牛顿流体，研究不同注入毛管数和不同黏度比情况下的注水驱替模式.结果表明，非稳态孔隙网络模型可以模拟再现三种不同的流体驱替模式，并提出特征前缘流量用于区分三种驱替模式.毛管指进的入口压力的相对波动较大且手指的无序生长会抑制前缘的移动速度，因此特征前缘流量变化较小.黏性指进会抑制指进横向生长和向入口方向的流动，入口压力在突破时快速降低.在过渡区，驱替流体倾向于占据由更大半径孔喉组成的少量路径，并以更大的特征流量向出口处快速突破，导致更细的手指与较低的驱替效率.本文还对比了被驱替相为牛顿流体时的情况.结果表明，剪切流变性会减弱被驱替相黏性阻力的影响，从而使得过渡区的范围更宽.本研究有助于更好地研究复杂流体间黏性力与毛管力对驱替模式的影响，对于提高油气采收率和二氧化碳地质封存效率具有现实意义.
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单位西南石油大学; 油气藏地质及开发工程国家重点实验室
