变形条件下孔隙岩石CH4微细观渗流的Lattice Boltzmann模拟

摘要：

岩体开采变形对流体渗流性质的影响是煤瓦斯共采、油气资源开发、CO2地质封存及地下水资源保护等关注的重要问题.本文基于砂岩孔隙结构CT图像,发展了一种孔隙岩石CH4微细观渗流的LBM模拟方法及适合于大尺度孔隙模型的并行算法,运用此方法模拟分析了孔隙砂岩CH4微细观渗流性质及孔隙结构特征的影响,并与实验结果进行对比,验证了LBM方法的可靠性.利用LBM+FEM方法分析了应力作用下孔隙结构变形对CH4渗流的影响机制.结果表明:该方法可以直观定量地描述岩石微细观孔隙结构特征、渗流速度场空间分布、渗透率以及应力作用下孔隙结构变形对渗流速度场、有效孔隙度和渗透率的影响.不同孔隙度砂岩渗透率的LBM计算结果与实验值具有较好的一致性.

关键词：流体渗流、渗透率、孔隙岩石、Lattice Boltzmann方法、结构变形

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资助基金：国家杰出青年科学基金51125017、国家重点基础研究发展计划2010CB226804和国家自然科学基金51374213资助

在线出版日期：2014-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2127-2136