渗流力学的近况和展望

渗流力学研究流体在多孔介质的运动规律.渗流是指流体在多孔介质内的流动;孔隙介质、裂缝-孔隙介质以及各种类型的毛细管体系等均属多孔介质.渗流力学是流体力学与多孔介质理论和表面物理化学等学科交叉渗透产生的一个独立的学科领域,是多种工程技术的理论基础.     

天然气水合物开发多物理场特征及耦合渗流研究进展与建议

天然气水合物作为一种非常规的清洁能源,在全球分布广、资源量大.自20世纪90年代以来,加拿大、美国、日本、中国已经先后进行了陆域及海域的水合物试采,但发现出砂、单井日产气量低、稳产时间短等问题,试采产量远不能满足商业化开发的需求,其中核心问题是对水合物开发过程中的相变、多相多组分多场耦合渗流特征的认识不够明晰.本文根据天然气水合物开发过程中涉及的渗流场、温度场、化学场、力学场等多场耦合特征,重点综述水合物生成/分解对各物理场主要特征参数的影响,包括水合物储层的孔隙度、水合物饱和度、渗透率、相对渗透率等基础物性参数及其动态演变,天然气水合物的导热系数、比热容、热扩散系数以及水合物生成/分解热等热力学参数,天然气水合物生成、分解动力学特征,纯水合物以及含水合物沉积物的力学性质等,最后阐述了天然气水合物开发渗流中的多场耦合关系及相互作用,提出了今后水合物开发多物理场特征及耦合渗流的科学研究、技术开发的有关建议.     

关于计算渗流力学问题

渗流力学能够较好地解决油、气、水田开发工程中提出的复杂而困难的力学问题,是与引用和研究新的数值方法分不开的。早在50年代初,G.H.Bruce,D.W.Peaceman,H.H.Rachford,Jr。就用有限差分方法在计算机上(IBM卡片程序计算机)求得了理想气体非线性非定常渗流的数值解。1959年,J.Douglas,D.W.Peaceman,H.H.Rachford,Jr。研究了水、油二相多维渗流非线性微分方程组的数值计算方法。1966年,Zienkiewicz把有限元方法用于二维定常渗流计算。1968年,Javendal,Witherspoon进一步用有限元方法解非定常渗流问题。渗流力学发展到现代,可以毫不夸张的说,离开了数值模拟将很难有新的突破和重大进展。由于计算渗流力学内容很丰富,限于水平,我们只就几个方面的较有代表性的问题作些不完全的综述。      

天然气水合物开发多物理场特征及耦合渗流研究进展与建议

天然气水合物作为一种非常规的清洁能源, 在全球分布广、资源量大. 自20世纪90年代以来, 加拿大、美国、日本、中国已经先后进行了陆域及海域的水合物试采, 但发现出砂、单井日产气量低、稳产时间短等问题, 试采产量远不能满足商业化开发的需求, 其中核心问题是对水合物开发过程中的相变、多相多组分多场耦合渗流特征的认识不够明晰. 本文根据天然气水合物开发过程中涉及的渗流场、温度场、化学场、力学场等多场耦合特征, 重点综述水合物生成/分解对各物理场主要特征参数的影响, 包括水合物储层的孔隙度、水合物饱和度、渗透率、相对渗透率等基础物性参数及其动态演变, 天然气水合物的导热系数、比热容、热扩散系数以及水合物生成/分解热等热力学参数, 天然气水合物生成、分解动力学特征, 纯水合物以及含水合物沉积物的力学性质等, 最后阐述了天然气水合物开发渗流中的多场耦合关系及相互作用, 提出了今后水合物开发多物理场特征及耦合渗流的科学研究、技术开发的有关建议.      

渗流过程的混合物理论

本文把渗流过程考虑为混合物的非平衡输运过程,用现代连续统物理混合物理论的基本观点和方法研究流体在多孔介质中的运动。文中考虑了物质不可混溶和组分间质量交换的影响,提出毛管压力方程和有效应力关系作为封闭关系,系统地阐述了多相渗流、双重介质渗流、非Darcy流动等基本的渗流问题,得到了与经典渗流理论一致的结果,给出了考虑诸热力学耦合因素和非线性因素时渗透定律的一般形式。     

高等渗流力学书评

孔祥言编著的《高等渗流力学》由中国科学技术大学出版社于 １９９９年出版（Ｋｏｎｇ ＸＹ,Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｏｆ　Ｆｌｕｉｄｓ　ｉｎ　Ｐｏｒｏｕｓ　Ｍｅｄｉａ（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）, ＵＳＴＣ Ｐｒｅｓｓ, Ｈｅｆｅｉ Ｃｈｉｎａ; １９９９）．该书是著者为中国科学院所属相关所系以及某些石油院所培养研究生的需要,作为学位必修课程的教材而编写的,具有较强的基础性、系统性和完整性．同时本书也带有专著的性质,包含了著者十多年研究的某些成果,具有鲜明的现代特色,注重介绍该理论的最新发展及其在…     

非均质油田开发过程的水动力学计算方法

文献[1—5]会讨论过以数理统计理论为基础的非均质油田开发过程的水动力学计算问题. 本文对这类问题建议了两种计算方法,他们比较正确地同时考虑了地层非均质性及水驱油非活塞性的双重影响;计算给果与生产实际更为接近;方法简单,计算工作量较小.     

生物脏器多孔介质的物理特征

生物渗流是生物力学的组成部分,也是渗流力学的组成部分。本文简述作者在肾、肺、肝三种脏器的血管体系多孔介质物理特征——孔隙率研究的部分结果。1.实验研究方法本文所说的孔隙率是指某种生物脏器内的某种多孔介质系统的孔道空间总体积与该脏器的外表总体积之比值,以小数或百分数表之。为测定生物脏器多孔介质的孔隙率,只须测定该多孔介质的孔道空间总体积和该脏器的外表总体积。     

渗流力学的新发展

渗流力学是研究流体在多孔介质内运动规律的科学。自1856年法国工程师达西提出线性渗流定律以来,渗流力学一直在向前发展,但最近10多年来的发展更为迅速,其主要动向是:渗流力学应用范围比以前更广;渗流力学理论以较快的速度不断深化;渗流力学研究手段不断实现现代化。本文主要对几项新型渗流——非等温渗流,物理化学渗流,非牛顿流体渗流,生物流体渗流,细观渗流的发展作了综述。      

非牛顿流体两相渗流问题的摄动解

本文用奇异摄动法结合正则摄动法求解了考虑毛管力因素时多孔介质中弱非牛顿流体的两相驱替问题,得到了分流函数和湿相饱和度的渐近解析解。所得结果同数值解和经典的牛顿流体两相渗流结果进行了比较,并着重讨论了非牛顿因素的影响。