吉林大学学报(地球科学版) ›› 2025, Vol. 55 ›› Issue (3): 893-905.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230299
王福刚1,2,管小桐1,2,何庆成3,程辉1,2,杨国华1,2,程中乐1,2,王耀辉1,2
Wang Fugang1,2, Guan Xiaotong1,2, He Qingcheng3, Cheng Hui1,2, Yang Guohua1,2, Cheng Zhongle1,2, Wang Yaohui1,2#br#
摘要: 边界层流体及其黏度变化对低渗介质中流体的流动具有重要影响。现有低速非达西流模型通常忽略流体黏度的变化,或简单地将流体黏度处理为一个与孔隙半径有关的函数;而边界层流体黏度通常与接触角有关。本文基于毛细管束模型和分形理论,考虑接触角对边界层流体黏度的影响,构建了一种新的低速非达西渗流模型,通过实验对模型进行了可靠性验证,并对模型中的关键参数进行了敏感性分析。结果表明:接触角对边界层流体黏度有显著影响,进而影响着流体的流动行为。考虑边界层流体黏度变化后,渗流速度下降,本文实验中,考虑流体黏度变化与不考虑流体黏度变化的情况相比,渗流速度的下降率可达57.1%。渗流速度随孔隙分布分形维数Df的增大而下降,随接触角的增大而增大。本文中,在同一压力梯度下,当Df从1.2增至1.8,每增加0.2,渗流速度分别减小18.4%、23.3%、29.1%;当接触角从0°增至80°,每增加20°,渗流速度分别增长10.9%、12.3%、14.0%、16.3%。随压力梯度增大,边界层流体参与流动,有效渗流断面和流体有效黏度增大,流体黏度增大对其流动产生阻滞效应,但作用程度小于渗流断面增大对流速的增益效应,因此,总体上呈现出渗流速度随压力梯度增大而增大。
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