岩石微尺度模型重建及其 热-流-固耦合细观机理研究【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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第1章 绪论1

1.1 研究目的与意义1

1.2 国内外研究现状2

1.2.1 孔隙结构获取及表征研究动态2

1.2.2 岩石热-流-固耦合研究现状14

1.3 主要研究内容与技术路线18

1.3.1 主要研究内容18

1.3.2 研究技术路线19

第2章 岩心微CT成像及孔喉参数获取21

2.1 岩心微CT成像实验21

2.1.1 岩心成像简介21

2.1.2 微CT成像技术22

2.1.3 三维岩石微观CT图像23

2.2 图像处理27

2.2.1 图像提取27

2.2.2 图像降噪及二值化28

2.3 岩心特征参数获取31

2.3.1 利用样品图像计算孔隙度31

2.3.2 孔径分布计算33

2.4 本章小结35

第3章 基于N-S方程的多孔介质流体输运数学模型36

3.1 基于微流边界层理论的孔隙多相流体渗流数学模型37

3.1.1 基本方程组37

3.1.2 多相流体表面张力及润湿性表征39

3.1.3 微观水驱油过程模拟40

3.1.4 岩石骨架变形数学模型41

3.2 岩石热-流-固耦合的实现过程41

3.3 微流边界层理论及应用43

3.3.1 固体表面对液体分子间作用力43

3.3.2 微流边界层内流体黏性系数45

3.3.3 微毛细管单相渗流数值模拟及实验验证45

3.3.4 微毛细管油水两相渗流数值模拟51

3.4 本章小结54

第4章 二维微观水/CO2驱油实验及数值模拟研究55

4.1 微观水驱油模型实验55

4.2 二维孔隙模型重建及壁面距离的求解56

4.2.1 二维孔隙模型重建56

4.2.2 壁面距离求解58

4.3 数值模拟58

4.3.1 微观水/CO2驱饱和油数值模拟58

4.3.2 油驱水后水驱油62

4.4 本章小结64

第5章 基于最大球法的等效孔隙网络模型构建及渗流规律研究65

5.1 基于最大球法的孔隙网络模型重建65

5.1.1 建模流程65

5.1.2 孔隙网络模型参数分析68

5.2 基于泊肃叶定律的两相渗流数学模型71

5.2.1 渗透率计算71

5.2.2 准静态油水驱替过程模拟72

5.3 单相及油水两相渗流数值模拟结果73

5.3.1 绝对渗透率预测73

5.3.2 油水两相渗流过程预测74

5.3.3 不同润湿性条件下水驱油两相渗流规律76

5.4 本章小结78

第6章 基于非结构化网格模型的水驱油过程及流-固耦合机理研究79

6.1 微尺度岩心三维非结构化网格模型建模79

6.2 单相及油水两相渗流机理研究81

6.2.1 单相流模拟及渗透率预测82

6.2.2 油水两相渗流模拟84

6.3 单相流-固耦合数值模拟研究86

6.3.1 模型相关参数86

6.3.2 流-固耦合数值模拟88

6.4 本章小结91

第7章 岩心微尺度结构化网格模型重建方法及与其他重建模型的对比分析93

7.1 结构化网格建模流程93

7.2 等效孔隙网络模型、非结构化和结构化网格模型的对比分析100

7.2.1 模型拓扑结构对比101

7.2.2 绝对渗透率预测对比107

7.2.3 油水驱替过程预测对比108

7.3 本章小结111

第8章 基于压痕实验的岩心微观力学性能测试113

8.1 压痕实验简介114

8.2 基于压痕实验的岩石力学参数测定115

8.2.1 实验过程115

8.2.2 实验数据处理117

8.3 基于压痕实验数据和岩样微尺度有限元模型的数值模拟研究119

8.3.1 几何模型121

8.3.2 数值模拟122

8.4 本章小结127

第9章 热-流-固耦合作用下水驱油机理研究128

9.1 油水两相渗流128

9.1.1 水驱饱和油模型128

9.1.2 流体物性的影响130

9.1.3 岩石润湿性的影响140

9.2 热-流-固耦合数值模拟142

9.2.1 模型边界条件142

9.2.2 应力和温度对孔隙结构演化及渗透率的影响143

9.2.3 应力、温度对水驱油效果的影响150

9.3 本章小结154

参考文献156