实验室黏土岩注气实验的数值模拟分析

摘要

基于连续介质混合体原理,导出多孔介质中液气二相流和骨架变形的耦合模型,在该模型中选取基质吸力、孔隙气压力和位移作为基本未知量.饱和度和基质吸力的关系通过van Genuchten模型进行计算,同时液相和气相的相对渗透系数也根据饱和度的变化进行修正.根据非饱和多孔介质的有效应力原理,在该模型中只考虑净应力变化对变形的作用,忽略基质吸力的影响.并且引入经验公式对固有渗透系数随应变过程的变化进行修正.利用开源有限元数值计算软件OpenGeoSys(OGS)建立有限元计算格式,并实现该模型的稳定运行.对两组实验室黏土岩注气实验进行仿真模拟,通过对计算结果的分析,揭示气体在不同压强及应力条件下在黏土岩中传输的机理.