考虑微观孔隙几何的砂岩自发渗吸理论模型

作者：董川龙; 滕腾^*; 李志虎; 张文涛

来源：矿业科学学报, 2021, 6(04): 418-428.

DOI：10.19606/j.cnki.jmst.2021.04.006

• 孔隙几何
• 吸水模型
• 分形几何
• 自发渗吸

为研究砂岩微观孔隙结构几何对其吸水特性的影响机理,应用Hagen-Poiseuille方程、Laplace-Young方程、分形几何理论,考虑孔隙的截面形态、大小分布和通道迂曲3种几何特性,建立了平均几何与分形几何表征的毛细管吸水模型,并对模型的适用性、有效性进行了验证。对比已有模型,分析了各几何参数影响孔隙结构吸水特征的敏感性。研究结果表明:(1)吸水性特征参量与孔隙几何、迂曲度、孔隙率、最大孔隙尺寸有关,孔隙几何形状越不规整、连通孔隙通道越迂曲、孔隙结构非均质性与各向异性越强,孔隙结构吸水性相对较弱;(2)平均几何表征的模型中等效平均孔隙直径的物理意义不明确,代入空间平均孔隙尺寸的计算结果大于实测值,而分形几何表征的模型各参数物理意义明确,得到与实测值相近的结果;(3)对于三维孔隙连通性以及孔吼特征性较弱的孔隙结构,模型适用性较强,相比程序复杂的IFU(Pia)模型、BEA模型,能得到相近甚至更精确的理论预测结果。

• 单位
  山西大同大学; 中国矿业大学（北京）