地震动促进油滴穿越孔隙吼道的微观机制及数值模拟

摘要

本文分析了地震动促进油滴穿越孔隙吼道的微观机制，数值计算结果显示的是在骨架脉冲震动作用下，长度为0.2m的油滴穿越曲率半径为lm，半径为0.003m的孔隙喉道的过程模拟。从震动脉冲波形及油滴位移时问图中可以看出，经过0.2秒的岩石骨架震动后，油滴沿着孔隙喉道方向运动;通过前面的力学机制分析，知道当油滴在穿越过程的前半段时毛细管力是作为阻力存在的，当油滴达到半穿越时，阻力减小到0，之后毛细管力会转变为油滴穿越的推动力。不难分析出，只要油滴能够借助外力的作用到达半穿越的位置，那么就可以顺利的穿越孔隙喉道，这一点从模拟结果中可以清楚的看到，当骨架峰值加速度为amax=19.935m/s2是，长度为0.2米的油滴运动至很接近半穿越位置，然后会在毛细管力作用下，反向运动直至退出孔隙而不能穿过喉道，但是当骨架峰值加速度为19.936m /s，时，油滴刚好可以穿过半穿越位置，在毛细管力的推动下完全穿过孔隙喉道，此条件下震致油滴穿越孔隙喉道的临界加速度应为19.935m /s2;在粘滞存在的情形下，粘滞阻力的影响并不明显，但是依然可以分辨出孔隙喉道半径越小，两条曲线的差距越大，这表明粘滞阻力的效果与孔隙喉道尺寸成反比，尺寸越小，越不能忽略粘滞阻力的作用。数值模拟出的过程与之前力学机制分析的结果是一致的。