变形条件下孔隙岩石CH4微细观渗流的Lattice Boltzmann模拟

• 作者: 王金波 谢和平 鞠杨 高峰
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 流体渗流 渗透率 孔隙岩石 Lattice Boltzmann方法 结构变形
• 年，卷（期）: 2014,（22）
• 所属期刊栏目: 论文/能源科学
• 页码范围: 2127-2136
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11434-014-0465-5

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.