在油藏生產(chǎn)井以及天然氣裂縫中,流體滲流速度較大,滲流方程中體現(xiàn)為高滲透率的形式;此時,流動的慣性效應不可忽略,線性Darcy定律不再適用。此外,低滲透氣藏實施水力壓裂改造措施后才具備生產(chǎn)能力,對于水力壓裂裂縫井產(chǎn)能研究的問題中,也必須考慮氣體的滲流非線性效應。為描述高滲多孔介質(zhì)的中單相滲流方程的非線性現(xiàn)象,Forchheimer于1901年通過實驗提出了描述多孔介質(zhì)中一維高速流動的經(jīng)典滲流方程Forchheimer方程,即在線性Darcy定律的基礎上增加速度的2次方修正項;自從Forchheimer方程提出以來,Forchheimer方程廣泛應用于石油,化工和環(huán)境等領域。然而,關于Forchheimer方程的理論解釋始終存在著爭議,一般研究認為,Forchheimer方程為達西定律考慮慣性效應的非線性修正方程,實驗結果表明非線性部分與滲流速度的2次方項呈正比,但是Forchheimer方程的具體理論推導尚未清晰。然而,由空間均化方法對Navier-Stokes方程的攝動展開結果表明,對于各向同性多孔介質(zhì)結構,滲流方程的首階非線性修正項為雷諾數(shù)的3次方,同時,數(shù)值計算結果也驗證了 3次方... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１滲流過程中Ｆａｎｎｉｎｇ摩擦系數(shù)對雷諾數(shù)關系曲線??上述分析認為Ｄａｒｃｙ定律的適用范圍上限為５，然而對于不同結構的多孔介??

ｒ。為平均體積單元Ｖ的特征半徑，實際上大多數(shù)問題此條件都可滿??足。??圖１－２宏觀系統(tǒng)結構??ｍｒｎ??圖１－３流固系統(tǒng)結構??圖１－３所示流固系統(tǒng)結構中，流固交面和進出口面分別用＇ＣＴ，表示。??一般情況下，對于流固交面的邊界條件可采用邊界無滑移條件，即??ｖ＾?＝?０，?ｏｎ?Ａｐａ?（１．２５）??Ｓ．?Ｐａｓｑｕｉｅｒ等認為對于流體為氣相或表面粗糙的多孔介質(zhì)高速流動問題，采??用有效滑移邊界條件能大大簡化計算量以及并保證計算準確性ｔ４６』。??各相的物理量平均定義有兩種：??１．相平均定義??Ｍ＝Ｘｙｌｙｖ?（１－２６）??９??

的結果進行了對比。??３．３規(guī)則排列正方形陣列模型??考慮二維空間中周期性分布的多孔介質(zhì)結構，其一個周期單元如圖３－１所示??為正方形區(qū)域，單元邊長為／。圖３－１中邊長為＾的正方形灰色區(qū)域為固體相，??其處于研宄單元正方形的中心。在本文研宄算例中ｄ取為／／２，此時孔隙度??￡?＝?０．７５?；?士和Ａ分別表示宏觀壓力梯度方向和平均速度方向與ｘ軸的夾角。??３１??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮慣性效應的滲流方程及相關阻力標度律[J]. 劉軍文,劉志帆,王曉宏,劉志峰.  力學季刊. 2018(04)

博士論文
[1]稠油熱采數(shù)值模擬自適應網(wǎng)格法計算軟件開發(fā)研究及實例應用[D]. 賈江濤.中國科學技術大學 2014



本文編號：3465331