二相液体渗流
书籍:中国大百科全书 力学
不溶混的两种液体在多孔介质中的驱替式流动。它是渗流力学研究的基本流动之一,是天然水驱开发油田和人工注水开发油田中常见的流动。
1942年S.E.巴克利和M.C.莱弗里特在忽略毛细管压力的情况下,导出二相液体(例如水、油)一维渗流的基本方程:
(1)
式中x为一维坐标;t为时间变量;S(x,t)为含水饱和度;v(t)为注水速度; 为地层孔隙度;f(S)为分流量函数,其形式与二相液体相渗透率曲线以及粘度比有关。他们用特征线法求得式(1)的解:
,(2)
式中W(t)为累积注水量;f(S)为分流量的导数。图中分别表示出分流量f及其导数f随含水饱和度S的变化曲线。
由于f(S)不是单调函数,按式(2)计算的饱和度分布将是多值的。这表明水驱油的前沿饱和度发生间断。前沿饱和度S和二相混流区内的平均饱和度可简便地用下述几何方法确定:从f(S)曲线上相应于束缚水饱和度S的点向该曲线引切线,切点的横坐标即为前沿饱和度,而此切线与直线 f(S)=1的交点的横坐标即为二相混流区内的平均饱和度(见图)。二相液体渗流驱替理论基本上阐明了水驱油过程特征,式(1)的解式(2)与实验结果十分符合。
参考书目 R.E. Collins, Flow of Fluids Through Porous Materials,The Petroleum Pub. Co.,Tulsa,1976.