煤儲層中的割理網(wǎng)絡作為流體運移的主要通道,深刻影響煤層氣的運移與產(chǎn)出,因此,割理網(wǎng)絡輸運屬性定量評估對于儲層產(chǎn)能預測和煤層氣開采具有重要的意義。大量證據(jù)表明煤儲層自然裂隙具有分形特征,使用分形理論來表征其復雜幾何形貌是一種行之有效的研究手段。基于以上認識,本文聚焦于割理網(wǎng)絡模型的表征及其傳質(zhì)過程的孔隙尺度模擬。在割理網(wǎng)絡表征及其滲流擴散行為方面主要開展了如下四個方面的研究:（1）單割理自仿射幾何定量表征及新Weierstrass-Mandelbrot函數(shù)的發(fā)展Weierstrass-Mandelbrot（W-M）隨機分形函數(shù)常用來表征自然裂隙端面幾何形貌,據(jù)新近分形拓撲理論,H（Hurst指數(shù)）與_fD（分形維數(shù)）之間并非_fD≈d-H（d為歐幾里得維數(shù)）的關系,而是_fD=d（1+H）,于是修正了W-M函數(shù)及其結(jié)構(gòu)函數(shù)。（2）煤儲層割理網(wǎng)絡的構(gòu)建利用修正的W-M函數(shù),結(jié)合自然裂隙端面幾何自仿射屬性和煤儲層割理空間構(gòu)型及分布,實現(xiàn)了割理網(wǎng)絡自仿射屬性表征,發(fā)展了一種自仿射粗糙割理網(wǎng)絡構(gòu)建方法。（3）孔隙尺度下割理網(wǎng)絡流體運移過... 

【文章來源】：河南理工大學河南省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同分形維數(shù)的Weierstrass-Mandelbrot函數(shù)及其自仿射分形特征

于簡單的單裂隙系統(tǒng)，端割理的引入產(chǎn)生了更加復雜的滲流特征，也成為探究割理網(wǎng)絡中流體滲流特征的重點所在。為更加直觀的展現(xiàn)和分析割理網(wǎng)絡中流體運移，圖 4-3 列舉出實驗中具有代表性的流場，由上到下分別展示了H 為 0.9、0.8 和 0.7 且面割理開度為 100lu 時，端割理開度分別為 20lu、50lu 和 100lu 的流場分布圖。圖中表明H 越小，端面越粗糙，流速越小。圖 4-4 為 H = 0.8，保證孔隙度相同情況下不同網(wǎng)絡構(gòu)型組合時割理網(wǎng)絡流場分布圖�？v向端割理數(shù)量增加，橫向面割理變化，圖中表明了與宏觀流方向一致的面割理具有主控性，而端割理的影響較小。圖 4-3 割理網(wǎng)絡流場圖Fig.4-3 The flow field of cleat networks引入端割理后的割理網(wǎng)絡滲透率呈現(xiàn)整體上升趨勢

圖 4-5 則展示了這種現(xiàn)象的存在，橫坐標為面割理開度f δ ，縱坐標為不同H 且端割理開度固定為 100lu 和 20lu 時模擬滲透率的比值rk 。結(jié)果表明在面割理開度增大條件下真正受端割理影響的滲透率即比值rk 在不斷變化，并且展現(xiàn)出一定的規(guī)律性。這一結(jié)果既反映了在割理網(wǎng)絡演化過程中端割理影響作用的削弱，又體現(xiàn)出該過程中面割理主導作用的進一步增強。


本文編號：2908181