【摘要】：原油在地下儲(chǔ)層內(nèi)的流動(dòng)十分復(fù)雜,地下儲(chǔ)層以多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)為主,其中包含了大量臺(tái)階式結(jié)構(gòu)。因此,本文選取后臺(tái)階流動(dòng)為研究對(duì)象,研究原油單相及原油砂粒液固兩相的后臺(tái)階流動(dòng)特性。本文采用格子玻爾茲曼方法(LBM)對(duì)后臺(tái)階流動(dòng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬,采用單松弛BGK模型對(duì)單相和多相后臺(tái)階流動(dòng)進(jìn)行求解,采用LBM-LES模型研究高雷諾數(shù)下的湍流流動(dòng)。原油單相模擬結(jié)果表明:原油后臺(tái)階流動(dòng)的明顯特征為流動(dòng)穩(wěn)定后在臺(tái)階后部形成與臺(tái)階尺寸相近的旋渦結(jié)構(gòu)。旋渦內(nèi)部的流體與剪切分離層外部的流體之間存在較大的速度梯度,旋渦內(nèi)部流體之間也存在一定的速度梯度。此外,流體的X方向、Y方向速度及速度值的分布都具有一定規(guī)律。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)ER等因素變化時(shí)會(huì)對(duì)后臺(tái)階流動(dòng)特性造成影響。原油砂粒液固兩相模擬結(jié)果表明:液相在液固兩相后臺(tái)階流動(dòng)過程中表現(xiàn)出的特性同單相時(shí)相近,固相與液相則有明顯區(qū)別。流動(dòng)穩(wěn)定后,固相在臺(tái)階后有回流行為但不會(huì)形成旋渦,且少量砂粒最終沉積在臺(tái)階后方。沉積砂粒數(shù)量隨時(shí)間推進(jìn)而增加,最終趨于穩(wěn)定。沉積砂粒分布規(guī)律為越靠近臺(tái)階后壁面和通道底部,砂粒越少。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)砂粒粒徑越大、雷諾數(shù)越高、臺(tái)階高度越高,砂粒越不易沉積在臺(tái)階后方。液相粘度較低時(shí),沉積砂粒數(shù)量隨粘度增加而減小;液相粘度較高時(shí)規(guī)律相反。
【圖文】：

第三章 液體單相后臺(tái)階流動(dòng)特性研究第三章 液體單相后臺(tái)階流動(dòng)特性研究本章主要應(yīng)用格子玻爾茲曼方法對(duì)單相流體流經(jīng)后臺(tái)階的情況進(jìn)行三維數(shù)值。主要研究了單相單臺(tái)階時(shí)流體流動(dòng)隨時(shí)間的演進(jìn)情況；流體的后臺(tái)階流動(dòng)特內(nèi)流體的速度分布；ER、臺(tái)階高度、雷諾數(shù)（包括高雷諾數(shù)的情況）等因素流動(dòng)特性的影響；單相多臺(tái)階時(shí)流體后臺(tái)階流動(dòng)特性的變化，包括多層臺(tái)階、多臺(tái)階等情況；臺(tái)階后加障礙物時(shí)流體后臺(tái)階流動(dòng)特性的變化。 液體單相后臺(tái)階流動(dòng)特性.1 后臺(tái)階流動(dòng)隨時(shí)間的演進(jìn)情況

圖 3.3 不同時(shí)刻旋渦區(qū)域流線分布圖 3.2 表示不同時(shí)刻流體在通道內(nèi)的速度矢量分布，時(shí)間分別為 2.0s、4.0s、6.0s、9.3s、10.0s。圖 3.3 表示不同時(shí)刻臺(tái)階后部流體的流線分布。從圖 3.2、圖 3.3 中可以看
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE822

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2704060