基于数字岩石物理的岩石导电机理与饱和度建模研究

【作者】 郭宇航； 潘保芝； 张丽华； 张鹏济； 王欣茹； 高云翔； 王婉莹； 左嘉怡；

【机构】 吉林大学；

【摘要】 孔隙尺度的多相流和流体分布对地球科学中的许多自然和工程过程都很重要。多孔介质中的流体流动和电流传导有某些相似之处。在岩石等天然复杂多孔介质中,流体入侵动力学受矿物分布、孔隙结构的影响,流体入侵还与矿物和孔隙耦合,对岩石的导电性产生复杂的影响。在这里,我们通过静态流体分布构建实验研究了异质岩石中的多相流。这有助于测量岩石在不同水饱和状态下的物理反应。在多相流体流动中,不同孔径范围的孔隙空间所含流体饱和状态并不均匀。这导致在部分饱和状态下,不同孔隙尺寸范围的电导率贡献率存在差异。我们还观察到,多相流体注入的顺序也会严重影响岩石物理响应。造成这些现象的原因非常复杂,与岩石成分、孔隙结构和润湿性有关。通过CT扫描获得的数字岩心,我们模拟了不同润湿条件、不同矿物和不同流体分布下的电特性,从而阐明了导电机制。我们提出了一个新的注水过程模型,以描述不同孔隙尺度和流体分布导致的导电率差异。我们的研究为复杂岩石中鲜为人知的多相流体动力学提供了一个新的视角,对地下水修复和地下二氧化碳封存具有重要意义。更多还原