多孔介质微观输运特性研究
发布时间：2022-10-30 11:18
多孔介质（如天然岩石和人造材料）的微观孔隙结构非常复杂、具有极强的微观非均质性特征,从实验室测量得到的输运特性（如电导率、渗透率和热导率）受到各种结构因素的加权影响。岩石的宏观传输特性从根本上取决于其微观结构的特征,造成流体或电流在其内部流动异常复杂,单一的孔隙模型不能很好的模拟不同类型沉积岩石的输运特性,造成预测模型的精度不高。如何对多孔介质输运性质进行参数表征以及不同尺度/岩性/饱和状态的实验数据拟合及系数关联,提取具有普适性的特征因子,是定量预测与评价岩石特性的重要内容。本文首先总结了现有多孔介质微结构输运特性的理论和表征方法,为进一步研究流体输运特性、电传导特性和热传导特性奠定基础。逾渗理论、有效介质理论和分形理论是常用的表征多孔介质输运性质的理论方法。基于这些多孔介质分析理论,可将多孔介质结构衍生为有效介质模型、孔隙网络模型、迂曲度模型、分形模型和逾渗网络模型,这些模型几乎涵盖了整个多孔介质输运特性表征模型。本文分析了这些理论/模型的适用性,发现逾渗理论可以较好地适用于微观结构下低孔低渗多孔介质的输运特性表征,有效介质理论适用于宏观介质下各结构对输运特性影响的加权平均,而分形...
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简历
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 多孔介质概述
1.2.1 多孔介质的定义
1.2.2 多孔介质的物性参数
1.3 多孔介质微观输运特性研究现状
1.4 多孔介质微观输运特性研究中存在的问题
1.5 本文研究的主要内容
第二章 多孔介质物性模型理论基础
2.1 引言
2.2 逾渗理论
2.2.1 逾渗理论的基本参数
2.2.2 逾渗网络模型
2.3 有效介质理论
2.4 分形理论
2.5 小结
第三章 多孔介质流体微观流动特性研究
3.1 引言
3.2 毛细管束渗透率模型
3.3 Kozeny-Carman渗透率改进模型
3.4 渗吸过程中的KC常数模型
3.4.1 理论基础
3.4.2 分析与讨论
3.5 小结
第四章 多孔介质微观电性研究
4.1 引言
4.2 边界混合模型
4.3 孔隙网络模型
4.4 理论解析模型
4.4.1 毛细管束模型
4.4.2 分形模型
4.4.3 逾渗和关键路径分析模型
4.4.4 有效介质理论模型
4.4.5 迂曲度-分形模型
4.5 分析与讨论
4.6 小结
第五章 纳米流体热传导特性研究
5.1 引言
5.2 纳米流体热导率分形模型
5.3 纳米流体的热对流传递
5.3.1 热对流传导模型
5.3.2 分形MonteCarlo技术
5.3.3 热对流交换模型测试
5.4 纳米颗粒的分形凝聚
5.5 纳米流体颗粒凝聚分形模型
5.6 分析与讨论
5.7 小结
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 本文研究的主要创新点
6.3 展望
主要符号表
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]阿尔奇公式的适用性分析及其拓展[J]. 张洁,罗健,夏瑜,胡文亮,张国栋,何玉春,杨克兵. 地球物理学报. 2018 (01)
[2]土石混合体宏观力学性能研究的细观等效分析方法[J]. 杜修力,张佩,金浏. 工程力学. 2017(10)
[3]纳米地质学:地学领域革命性挑战[J]. 琚宜文,孙岩,万泉,卢双舫,何宏平,吴建光,张文静,王国昌,黄骋. 矿物岩石地球化学通报. 2016(01)
[4]含随机裂纹网络孔隙材料渗透率的逾渗模型研究[J]. 李乐,李克非. 物理学报. 2015(13)
[5]孔隙裂隙双重介质的三维逾渗数值模拟研究[J]. 吕兆兴,冯增朝,赵阳升,谭礼平. 岩土力学. 2007(S1)
[6]多孔介质输运性质的分形分析研究进展[J]. 郁伯铭. 力学进展. 2003(03)
[7]多孔介质孔隙模型及其应用——毛细管束模型[J]. 王达健,陈书荣,张雄飞,谢刚. 计算机与应用化学. 2001(Z1)
博士论文
[1]含随机裂纹网络孔隙材料的渗透性研究[D]. 李乐.清华大学 2015
[2]基于分形理论的低渗油藏若干输运特性研究[D]. 蔡建超.华中科技大学 2010
[3]基于逾渗网络模型和升尺度方法的储层岩石电性研究[D]. 王克文.中国石油大学 2007
本文编号：3698789
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简历
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 多孔介质概述
1.2.1 多孔介质的定义
1.2.2 多孔介质的物性参数
1.3 多孔介质微观输运特性研究现状
1.4 多孔介质微观输运特性研究中存在的问题
1.5 本文研究的主要内容
第二章 多孔介质物性模型理论基础
2.1 引言
2.2 逾渗理论
2.2.1 逾渗理论的基本参数
2.2.2 逾渗网络模型
2.3 有效介质理论
2.4 分形理论
2.5 小结
第三章 多孔介质流体微观流动特性研究
3.1 引言
3.2 毛细管束渗透率模型
3.3 Kozeny-Carman渗透率改进模型
3.4 渗吸过程中的KC常数模型
3.4.1 理论基础
3.4.2 分析与讨论
3.5 小结
第四章 多孔介质微观电性研究
4.1 引言
4.2 边界混合模型
4.3 孔隙网络模型
4.4 理论解析模型
4.4.1 毛细管束模型
4.4.2 分形模型
4.4.3 逾渗和关键路径分析模型
4.4.4 有效介质理论模型
4.4.5 迂曲度-分形模型
4.5 分析与讨论
4.6 小结
第五章 纳米流体热传导特性研究
5.1 引言
5.2 纳米流体热导率分形模型
5.3 纳米流体的热对流传递
5.3.1 热对流传导模型
5.3.2 分形MonteCarlo技术
5.3.3 热对流交换模型测试
5.4 纳米颗粒的分形凝聚
5.5 纳米流体颗粒凝聚分形模型
5.6 分析与讨论
5.7 小结
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 本文研究的主要创新点
6.3 展望
主要符号表
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]阿尔奇公式的适用性分析及其拓展[J]. 张洁,罗健,夏瑜,胡文亮,张国栋,何玉春,杨克兵. 地球物理学报. 2018 (01)
[2]土石混合体宏观力学性能研究的细观等效分析方法[J]. 杜修力,张佩,金浏. 工程力学. 2017(10)
[3]纳米地质学:地学领域革命性挑战[J]. 琚宜文,孙岩,万泉,卢双舫,何宏平,吴建光,张文静,王国昌,黄骋. 矿物岩石地球化学通报. 2016(01)
[4]含随机裂纹网络孔隙材料渗透率的逾渗模型研究[J]. 李乐,李克非. 物理学报. 2015(13)
[5]孔隙裂隙双重介质的三维逾渗数值模拟研究[J]. 吕兆兴,冯增朝,赵阳升,谭礼平. 岩土力学. 2007(S1)
[6]多孔介质输运性质的分形分析研究进展[J]. 郁伯铭. 力学进展. 2003(03)
[7]多孔介质孔隙模型及其应用——毛细管束模型[J]. 王达健,陈书荣,张雄飞,谢刚. 计算机与应用化学. 2001(Z1)
博士论文
[1]含随机裂纹网络孔隙材料的渗透性研究[D]. 李乐.清华大学 2015
[2]基于分形理论的低渗油藏若干输运特性研究[D]. 蔡建超.华中科技大学 2010
[3]基于逾渗网络模型和升尺度方法的储层岩石电性研究[D]. 王克文.中国石油大学 2007
本文编号：3698789
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3698789.html
