曲折裂隙中两相流的非达西行为

【作者】 王京平； 钱家忠； 马海春； 薛俊杰； 刘咏；

【机构】 合肥工业大学资源与环境工程学院； 合肥工业大学食品与生物工程学院；

【摘要】 裂隙介质中探究非达西流动行为对于深入理解自然裂隙含水层的流动控制机制具有关键意义,尤其是在地热储层建模方面显得尤为重要。尽管达西定律常被用于描述此类低流速流动,但对于涉及非达西效应的粗糙垂直裂隙中的两相流动的定量研究却相对匮乏。本研究针对不相溶的气-水系统,在满足高斯分布的裂隙几何形态中,求解了三维Navier-Stokes方程,并将其与Cahn-Hilliard模型相结合,以应对不同的边界条件。结果表明,在雷诺数介于998至26930之间时,存在显著的非达西流动行为,并证实了Forchheimer方程能够解释高水相比流量q_w时的达西偏离现象。揭示了水相饱和度S_w与q_w之间的非线性依赖关系,从而能够定义两个水驱替气的区域。这些研究成果为修正当前两相流体系统相对渗透率的估算方法提供了新的视角,使得非达西效应能够被纳入这些估算之中。更多还原