微圆管中流体的微观流动机制-论文.pdf

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1、科技导报2014，32(27)WWW．kjdb．org微圆管中流体的微观流动机制朱维耀，田英爱，于明旭，韩宏彦，张雷龄北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083摘要针对低渗透油藏储层孔隙喉道小的特点，采用管径为20、15、10、5um的微圆管，以去离子水和煤油为流动介质，研究微圆管中流体的微观流动规律，分析去离子水和煤油的实验流速、有效边界层厚度与压力梯度的关系，考察壁面润湿性和流体黏度对微流动规律的影响。研究表明，微管中流体流速与压力梯度基本成线性关系，随着微管管径的减小，流体流动的非线性程度增强，且驱动压力越大，微管有效边界

2、层厚度越小，参与流动的流体更多，有效流体边界层厚度占微管管径的比例也随之降低；微管壁面由亲水性变为疏水性后，流体流速均高于改性前，微管管径越大，作用效果越显著；改变流体黏度时，出现明显的启动压力梯度特征，实验流体黏度从2．40mPa·s增至10．20mPa·s时，对应的启动压力梯度由1．26MPa／rn增加到6．83MPa／m。关键词低渗透；微圆管；微流动；启动压力梯度中图分类号0357．3文献标志码Adoi10．3981issn．1000-7857．2014．27．003MechanismofMicroscopicFluidFlow

3、inMicrotubesZHUWeiyao，TIANYingai，YUMingxu，HANHongyan，ZHANGXuelingCivilandEnvironmentalEngineeringSchool，UniversityofScienceandTechnology，Beijing100083，ChinaAbsttamLowpermeabilityreservoirusuallyhassmallporethroat．Basedonthischaracteristic，themechanismofmicroscopicfluidf

4、lowinmicrotubeswasstudiedusingone—dimensionalmicrotubeswithinnerdiametersof5，10，15，20mwithdeionizedwaterandkeroseneastheflowmedia．TheIlelationshipsamongflowrate，boundarylayerthicknessandpressuregradientarerevealed．Microtubulesurfacewettabilitywaschangedfromhydrophilicto

5、hydrophobicwithmixturesofdimethyldichlorosilane，kerosene，andsiliconeareindifferentproportionstoformfourdifferentsimulatedoilviscositiestostudythelawgoverningthefluidflow．Theresuhsshowthatthefluidflowratehadalinearrelati0nshipwithpressuregradient，butnonlinearityoffluidfl

6、owgraduallyincreasedwithdecreaseofthemicrotubulediameter．Also，thehigherthedrivingpressure，thesmallertheeffectiveboundarylayerthickness，andtheratioofeffectivefluidboundarylayerthicknesstomicrotubulediameterdecreasedwithpressuregradient．Thefluidvelocitywashigherthanthatbe

7、foremodificationofthemicrotubulewallfromhydrophilictohydrophobic，andthelargerthesizeofmicrotubules，themoresignificanttheeffect．Thepressuregradientincreasedsignificantlyfrom1．26MPMmto6．83MPa／mwhentheviscosityoftheflowmediawaschangedfrom2．40mPa·sto10．20mPa·s．Koywordslowpe

8、rmeability；microtubes；microflow；pressuregradient掌握流体在微尺度效应下的微观流动规律，是实现高效从微观动力学角度解释微通道中流体的流动现象。孙尚武开采的基础。研究流体在低渗