电场作用下裂缝介质单相渗流数值模拟

doi:10.3863/j.issn.1674-5086.2009.06.018

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2009, Vol. 31 ›› Issue (6): 85-88.DOI: 10.3863/j.issn.1674-5086.2009.06.018

电场作用下裂缝介质单相渗流数值模拟

刘金玉^1a王殿生^1a卢占国^1b 闫国亮^1a邢兆宇²

1.中国石油大学：a.物理科学与技术学院，b.石油工程学院，山东东营 257061；2. 中国石化管道储运分公司鲁宁输油处，山东邹城 273500

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2009-12-20 发布日期:2009-12-20

NUMERICAL SIMULATION OF SINGLE-PHASE FLOW THROUGH POROUS MEDIA IN FRACTURE MEDIA UNDER ELECTRIC FIELD

LIU Jin-yu^1aWANG Dian-sheng^1aLU Zhan-guo^1b YAN Guo-liang^1aXING Zhao-yu²

建立了电场作用下裂缝介质单相流体渗流的数学模型，设计了3个不同张开度的裂缝介质模型，采用有限元方法，通过数值模拟研究了电场强度、压力梯度及裂缝张开度对渗流速度的影响。结果表明：（1）在一定条件下电场能有效地提高裂缝介质的渗流速度，电场强度越大，裂缝介质中渗流速度越大，在张开度为5×10-5m的裂缝介质中，电场强度为450V/m时，渗流速度可提高8.2倍；（2）有、无电场作用时渗流速度之比随压力梯度增大呈指数衰减规律变化，压力梯度越小，电场对裂缝介质的渗流速度影响越大；（3）在张开度小、渗透率低的裂缝介质中，电场对渗流速度的影响大。

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2009-12-20 Published:2009-12-20

摘要/Abstract

摘要： 1.China University of Petroleum:a.School of Physics Science and Technology,b.College of Petroleum Engineering,Dongying Shandong 257061,China；2.Luning Transmit Oil Section,Pipeline Storage & Transportation Company,SINOPEC,Zoucheng Shandong 273500,China)JOURNAL OF SOUTHWEST PETROLEUM UNIVERSITY(SCIENCE & TECHNOLOGY EDITION)，VOL.31，NO.6,85-88,2009（ISSN 1674-5086，in Chinese

关键词: 裂缝介质, 电场, 渗流, 数值模拟, 有限元

Abstract: The single-phase flow through porous media in fracture media under electric field is studied with numerical simulation.A mathematical model describing the flow of single-phase fluid in fracture media under electric field is established based on the equivalent continuum model and the electroosmosis theory,the finite element method for solving the mathematical equations is introduced,three kinds of fracture media models with different fracture apertures are designed,and the effect of electric-field strength,pressure gradient and fracture aperture on flow velocity in fracture media is analyzed respectively in terms of the numerical results.The flow rate can be increased effectively under electric-field,for example,the velocity can be increased by 8.2 times in the fracture media whose aperture is 5×10-5m when electric-field strength is 450v/m,and the ratio of flow velocity under different electrical fields and zero electrical field decays exponentially with pressure gradient increasing.The results indicate that influence of electric field on flow through porous media is more significant with the decreasing in the pressure gradient and the fracture aperture.

Key words: fracture media, electric-field, flow through porous media, numerical simulation, finite element

中图分类号:

TE344

刘金玉a 王殿生a 卢占国b 闫国亮a 邢兆宇. 电场作用下裂缝介质单相渗流数值模拟[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2009, 31(6): 85-88.

LIU Jin-yua WANG Dian-shenga LU Zhan-guob YAN Guo-lianga XING Zhao-yu. NUMERICAL SIMULATION OF SINGLE-PHASE FLOW THROUGH POROUS MEDIA IN FRACTURE MEDIA UNDER ELECTRIC FIELD[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2009, 31(6): 85-88.

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