应用PDMS微流体模型研究孔隙结构对水驱及表面活性剂驱效率的影响

摘要

孔隙介质微模型是微观尺度上可视化多相流的重要工具.本文的主要目标是利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)和玻璃胶结而成的微流体孔隙模型,研究不同几何形状的孔隙对水驱以及聚合物驱的影响.设计了11种几何形状的孔隙介质.其中,8种为规律型,包括配住数为3,4,6的六边形、正方形和三角形结构;另外三种为基于Voronoi方法生成的随机孔隙模型.通过随机移除介质组成颗粒,生成大的孔洞以引入可控的非均质性.每个孔隙模型都包括3400～30000个组成颗粒,孔隙度约为19％,渗透率的范围是0.133～0.268m2.这些孔隙模型的性质和Berea砂岩的性质接近.水驱以及聚合物驱实验表明,采收率受孔隙几何形状的影响较大;具有非均质性和不均匀孔道的孔隙模型获得的采收率较低;具有较低的配位数的孔隙模型采收率较高;0.5％质量分数的乙氧基醇表面活性剂在各个孔隙介质中均提高了采收率,其中非均质性孔隙模型的提升较低.