基于格子Boltzmann方法的页岩非均质介质油水两相流模拟与机理分析 .pdfVIP

基于格子Boltzmann方法的页岩非均质介质油水

两相流模拟与机理析

目录

基于格子Boltzmann方法的页岩非均质介质油水两相流模拟与机理析（1）

1.研究背景3

1.1油气资源勘探3

1.2地质力学模型5

2.格子Boltzmann方法简介6

2.1方法概述7

2.2数学基础9

3.非均质介质特性11

3.1材料性质12

3.2存在问题14

4.模型建立14

4.1物理过程描述16

4.2数值方程19

5.油水两相流模型21

5.1模型简化22

5.2参数设定23

6.模拟结果析24

6.1流动特征25

6.2相对渗透率29

7,结果讨论30

7.1对比析31

7.2实际应用32

8.局限性和未来展望33

8.1缺陷和不足34

8.2发展前景38

基于格子Boltzmann方法的页岩非均质介质油水两相流模拟与机理析（2）

一、文档简述39

1.研究背景及意义40

1.1页岩油气开采现状41

1.2非均质介质中油水两相流研究的重要性42

1.3格子Boltzmann方法的应用前景43

2,研究目的与主要内容46

2.1研究目的47

2.2研究内容48

二、页岩非均质介质基本特性研究49

1.页岩地质特征概述50

1.1页岩的矿物组成及结构特征51

1.2页岩的非均质性与孔隙结构53

2.非均质介质物理性质表征55

2.1孔隙度与渗透率测定56

2.2孔隙结构与流体流动关系析58

三、格子Boltzmann方法理论基础60

四、油水两相流模拟实验设计62

1.模拟实验目的与流程设计65

1.1实验目的设定66

1.2实验流程规划与设计原则66

2.模拟条件设置与参数选取依据析67

基于格子Boltzmann方法的页岩非均质介质油水两相流模拟与机理

析(1)

1.研究背景

页岩非均质介质中的油水两相流动是一个复杂且重要的研究领域，其在油气资源开

发和环境保护中具有重要意义。传统的油藏驱动理论大多依赖于牛顿黏性流体模型，但

实际油藏中由于非均质性和非牛顿性质等因素的影响，这种模型往往难以准确描述油水

两相流动的行为。

近年来，格子Boltzmann方法作为一种新兴的数值模拟技术，在流体力学和传热学

等领域得到了广泛的应用。该方法能够有效地模拟多相流体在固体颗粒床层中的运动行

为，尤其适用于处理复杂非均质介质中的流体流动问题。然而现有的格子Boltzmann

方法在模拟油水两相流时，仍然存在一些挑战，如界面不连续处的处理不够精细以及计

算效率较低等。

因此本研究旨在结合格子Boltzmann方法和油水两相流的基本原理，提出一种改进

的方法来解决上述问题，并深入探讨这一方法在页岩非均质介质中的应用效果及其机理

析。通过对比传统方法和改进后的格子Boltzmann方法，本文将揭示其在模拟油水两

相流中的优势，并为进一步的研究奠定基础。

1.1油气资源勘探

油气资源勘探是石油和天然气开采活动的基础，其目标是发现、识别并评估地质构

造中的油气藏潜力。在现代勘探实践中，多学科交叉的研究方法被广泛应用，包括地震

学、地球化学、沉积学、构造力学以及数值模拟等。

通过对地表和地下数据的综合析，油气勘探团队能够构建出详细的地质模型，这

些模型通常涵盖多个尺度上的地质特征，如断层、褶皱、裂缝等。利用这些信息，研究

人员可以预测潜在的油气储集区，并通过钻探获取样本以进一步验证和优化勘探方案。

随着技术的进步，高辨率的地震数据处理和解释技术得到了快速发展，使得从原

始地质内容到详细的地层剖面内容的转变变得更加高效。此外先进的数值模拟工具也极

大地提升了对复杂油气藏特性的理解，帮助勘探者更准确地定位油气藏位置及预测其规

模和产率。

在油气资源勘探中，页岩非均质介质因其复杂的物理性质而成为研究热点。页岩是

一种富含有机质的岩石类型，在某些条件下能转