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內容簡介

　　本書是作者近年來在岩石微尺度孔隙建模研究及岩石熱流-固耦閤細觀機理研究的成果總結。全書共分9章，第一章簡要介紹瞭岩石微尺度建模及熱流-固耦閤細觀機理研究的研究現狀及不足，簡要概述瞭全書的主要內容與創新點；第二章介紹瞭岩石微米級成像技術分類、岩石微尺度圖像處理方法及孔隙度與孔徑分布參數的獲取；第三章介紹瞭基於微流邊界層理論的孔隙流體熱流固耦閤數學模型及實現方法；第四章介紹瞭二維微觀水驅油物理模型實驗及數值模擬研究；第五章介紹瞭基於*大球法構建的等效孔隙網絡模型方法，及基於該模型的單相、油水兩相滲流數值模擬；第六章介紹瞭岩石非結構化網格模型重建方法及基於該模型的單相、油水兩相滲流數值模擬和單相流固耦閤機理研究；第七章介紹瞭岩石結構化網格模型重建方法，並與第五、第六章中的重建方法進行瞭對比分析；第八章介紹瞭基於岩石微米壓痕實驗的微尺度岩石力學參數的獲取，並利用結構化網格模型再現瞭瞭微米壓痕實驗過程，預測瞭岩石微米尺度下的屈服極限；第九章介紹瞭基於岩石結構化網格模型的熱流固耦閤機理數值模擬研究成果

目錄

目 錄
第1章 緒論1
1.1 研究目的與意義1
1.2 國內外研究現狀2
1.2.1 孔隙結構獲取及錶徵研究動態2
1.2.2 岩石熱-流-固耦閤研究現狀14
1.3 主要研究內容與技術路綫18
1.3.1 主要研究內容18
1.3.2 研究技術路綫19
第2章 岩心微CT成像及孔喉參數獲取21
2.1 岩心微CT成像實驗21
2.1.1 岩心成像簡介21
2.1.2 微CT成像技術22
2.1.3 三維岩石微觀CT圖像23
2.2 圖像處理27
2.2.1 圖像提取27
2.2.2 圖像降噪及二值化28
2.3 岩心特徵參數獲取31
2.3.1 利用樣品圖像計算孔隙度31
2.3.2 孔徑分布計算33
2.4 本章小結35
第3章 基於N-S方程的多孔介質流體輸運數學模型36
3.1 基於微流邊界層理論的孔隙多相流體滲流數學模型37
3.1.1 基本方程組37
3.1.2 多相流體錶麵張力及潤濕性錶徵39
3.1.3 微觀水驅油過程模擬40
3.1.4 岩石骨架變形數學模型41
3.2 岩石熱-流-固耦閤的實現過程41
3.3 微流邊界層理論及應用43
3.3.1 固體錶麵對液體分子間作用力43
3.3.2 微流邊界層內流體黏性係數45
3.3.3 微毛細管單相滲流數值模擬及實驗驗證45
3.3.4 微毛細管油水兩相滲流數值模擬51
3.4 本章小結54
第4章 二維微觀水/CO2驅油實驗及數值模擬研究55
4.1 微觀水驅油模型實驗55
4.2 二維孔隙模型重建及壁麵距離的求解56
4.2.1 二維孔隙模型重建56
4.2.2 壁麵距離求解58
4.3 數值模擬58
4.3.1 微觀水/CO2驅飽和油數值模擬58
4.3.2 油驅水後水驅油62
4.4 本章小結64
第5章 基於最大球法的等效孔隙網絡模型構建及滲流規律研究65
5.1 基於最大球法的孔隙網絡模型重建65
5.1.1 建模流程65
5.1.2 孔隙網絡模型參數分析68
5.2 基於泊肅葉定律的兩相滲流數學模型71
5.2.1 滲透率計算71
5.2.2 準靜態油水驅替過程模擬72
5.3 單相及油水兩相滲流數值模擬結果73
5.3.1 絕對滲透率預測73
5.3.2 油水兩相滲流過程預測74
5.3.3 不同潤濕性條件下水驅油兩相滲流規律76
5.4 本章小結78
第6章 基於非結構化網格模型的水驅油過程及流-固耦閤機理研究79
6.1 微尺度岩心三維非結構化網格模型建模79
6.2 單相及油水兩相滲流機理研究81
6.2.1 單相流模擬及滲透率預測82
6.2.2 油水兩相滲流模擬84
6.3 單相流-固耦閤數值模擬研究86
6.3.1 模型相關參數86
6.3.2 流-固耦閤數值模擬88
6.4 本章小結91
第7章 岩心微尺度結構化網格模型重建方法及與其他重建模型的對比分析93
7.1 結構化網格建模流程93
7.2 等效孔隙網絡模型、非結構化和結構化網格模型的對比分析100
7.2.1 模型拓撲結構對比101
7.2.2 絕對滲透率預測對比107
7.2.3 油水驅替過程預測對比108
7.3 本章小結111
第8章 基於壓痕實驗的岩心微觀力學性能測試113
8.1 壓痕實驗簡介114
8.2 基於壓痕實驗的岩石力學參數測定115
8.2.1 實驗過程115
8.2.2 實驗數據處理117
8.3 基於壓痕實驗數據和岩樣微尺度有限元模型的數值模擬研究119
8.3.1 幾何模型121
8.3.2 數值模擬122
8.4 本章小結127
第9章 熱-流-固耦閤作用下水驅油機理研究128
9.1 油水兩相滲流128
9.1.1 水驅飽和油模型128
9.1.2 流體物性的影響130
9.1.3 岩石潤濕性的影響140
9.2 熱-流-固耦閤數值模擬142
9.2.1 模型邊界條件142
9.2.2 應力和溫度對孔隙結構演化及滲透率的影響143
9.2.3 應力、溫度對水驅油效果的影響150
9.3 本章小結154
參考文獻156
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