基于激光刻蚀技术的孔隙介质渗透试验研究

P641.2; 渗透率在水资源管理、油气勘探与开采和地质灾害评估中具有重要的作用.而目前渗透率研究多通过间接的方式探究渗透率的影响因素,缺乏直观手段刻画多孔介质与渗透率的关系,渗透率与多孔介质内部孔隙结构的关系尚不清晰.自主研发了一个可控孔隙空间属性的试验系统,探究多孔介质渗透率与孔隙度、孔隙的水平或垂直分布、孔隙排列的规则性和椭圆孔隙长短轴比例的关系.结果表明,多孔介质渗透率与孔隙度呈正相关关系,且圆形颗粒多孔介质基本满足Kozeny-Carman方程;而不同颗粒圆度及排列方式会造成显著的渗透率各向异性,由于多孔介质颗粒横向排列导致流体经过更长的流动路径,与流动方向一致的横向排列渗透率明显高...

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Published in水文地质工程地质 Vol. 51; no. 5; pp. 14 - 21
Main Authors 张卓, 张准, 王哲, 郭会荣, 张菊, 吕万军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国地质大学(武汉)海洋学院,湖北 武汉 430074%中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430074 01.09.2024
Subjects
渗透率
Kozeny-Carman方程
Kozeny-Carman equation
多孔介质
permeability
变异性
pore structure
variability
porous media
孔隙结构
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ISSN1000-3665
DOI10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202311012

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Summary:P641.2; 渗透率在水资源管理、油气勘探与开采和地质灾害评估中具有重要的作用.而目前渗透率研究多通过间接的方式探究渗透率的影响因素,缺乏直观手段刻画多孔介质与渗透率的关系,渗透率与多孔介质内部孔隙结构的关系尚不清晰.自主研发了一个可控孔隙空间属性的试验系统,探究多孔介质渗透率与孔隙度、孔隙的水平或垂直分布、孔隙排列的规则性和椭圆孔隙长短轴比例的关系.结果表明,多孔介质渗透率与孔隙度呈正相关关系,且圆形颗粒多孔介质基本满足Kozeny-Carman方程;而不同颗粒圆度及排列方式会造成显著的渗透率各向异性,由于多孔介质颗粒横向排列导致流体经过更长的流动路径,与流动方向一致的横向排列渗透率明显高于纵向排列的渗透率;不规则排列的多孔介质渗透率要大于规则排列的多孔介质渗透率,这是因为颗粒的不规则排列会导致在多孔介质中出现一些大的孔隙,这些孔隙可以提供更大的通道,促进流体的渗透,另一种原因是不规则排列会增加多孔介质内的流动路径,使得流体能使用更多的路径通过多孔介质;长短轴长度之比为 1 的多孔介质渗透率最大.研究结果可为多孔介质渗透率演化及其孔隙空间属性关联性研究提供基础认识.
ISSN:1000-3665
DOI:10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202311012