多孔介质渗透迂曲度理论推导与实验验证

作者：薛东杰; 赵艾博; 刘奎昌; 侯孟冬; 付艳艳; 辛翠; 徐颜卓

来源：矿业科学学报, 2021, 6(05): 615-622.

DOI：10.19606/j.cnki.jmst.2021.05.011

• 多孔介质
• 渗透
• 迂曲度
• 分维
• 分叉毛细管

多孔介质孔隙连通的定量表征与拓扑连通重构是揭示流体渗透规律的几何方法,而理论工作的滞后严重制约了新的几何建模方法产生。迂曲度是连接渗透率与几何结构的关键载体之一,其理论模型一直没有突破。结合Hagen-Poiseuille与Darcy公式,推导了毛细管迂曲度的普适表达式及颗粒构成孔道的迂曲度公式。针对低渗介质,结合毛细管压力公式,获得了含饱和度的迂曲度公式。引入迂曲度分维,获得基于实验解析的分形影响系数表达式。对于分叉毛细管孔道,建立分叉模型,分析了迂曲度特征,得到了基于能量优化准则的母孔、子孔几何关系。以低渗盐岩渗透为例,验证了迂曲度理论公式的适用性与可靠性,研究结果为多孔介质求解迂曲度提供了一种新的思路。

• 单位
  建筑工程学院; 中国矿业大学（北京）