多孔介質中複雜流動細觀機理與方法研究

《多孔介質中複雜流動細觀機理與方法研究》是依託中國科學技術大學，由盧德唐擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：多孔介質中複雜流動細觀機理與方法研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：盧德唐
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

多孔介質內部孔隙結構非常複雜，流體在其內部形成複雜滲流。經典流體動力學理論很難解釋其流動機理，建立完整細觀滲流理論乃當務之急。本課題利用國家同步輻射光得到岩石樣品、動物臟器、植物桿莖等多孔介質微結構三維數據，採用圖像識別、邊緣提取等圖形圖像處理技術進行三維重構；利用重構的三維結構研究多孔介質的微結構分形特徵等；利用不同溫度及壓力下的多孔介質微結構數據，獲得孔隙骨架形變特性；並採用格子波爾茲曼數值模擬方法以及分形幾何理論，探索多孔介質中的複雜流動細觀機理。本項目的開展將為石油天然氣的精細開發、提高石油開採率提供最直接的基礎理論成果，對核廢料處理、城市垃圾埋填、溫室氣體埋存、城市地面沉降、生物體內流體流動等具有重要的指導意義；對滲流學科基礎理論發展具有重大推動作用；同時促進圖形圖像處理、計算機圖形學、並行計算等學科的交叉發展。

結題摘要

多孔介質內部孔隙結構非常複雜，流體在其內部形成複雜滲流。經典流體動力學理論很難解釋其流動機理，建立完整細觀滲流理論乃當務之急。本課題利用國家同步輻射光得到岩石樣品、動物臟器、植物桿莖等多孔介質微結構三維數據，採用圖像識別、邊緣提取等圖形圖像處理技術進行三維重構；利用重構的三維結構研究多孔介質的微結構分形特徵等；利用不同溫度及壓力下的多孔介質微結構數據，獲得孔隙骨架形變特性；並採用分子動力學與格子波爾茲曼細觀數值模擬方法以及分形幾何理論，探索多孔介質中的複雜流動細觀機理。通過本項目的研究，提出了一套較完整地描述多孔介質非線性複雜滲流特性數字岩心實驗、參數理論分析模型及基於PEBI格線的數值計算方法，揭示了不同種類多孔介質巨觀流動方程所包含的細觀流動機理。結合項目組已有的油藏數值模擬軟體，形成了用於我國頁岩氣及緻密油氣開採的產能預測軟體和化學驅油的區塊數值模擬軟體。相關軟體已在大慶及新疆等油田得到了示範套用，有效地解決了我國頁岩氣開發中缺乏工具軟體的難題。 2010年至2013年，在國內外核心刊物或全國性和國際性學術會議上發表標註受本項目資助的學術論文80 余篇，其中，SCI 收錄46 篇，EI 收錄20 篇；在我國頁岩氣開採的關鍵時期《油氣井測試》雜誌特邀本課題組出版一集特刊2013 年；出版專著4 本；申請發明專利4項（其中1 項已授權），軟體著作權5 項，獲獎4 項；培養碩士28 名（已畢業18 名），博士20 名（已畢業8 名），博士後5 名，培養科技人員30 余名；為大慶、新疆等油田培訓軟體人員近百名，舉辦或協辦國內學術會議5 次，在國內外學術會議大會邀請報告11 人次，超額完成了項目任務書中的預期成果。