一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法，包括以下步骤：基于二维岩心CT切片图像，建立多孔介质模拟区域，进行数值网格离散；设定预交联凝胶颗粒的初始位置和原始形状，生成虚拟边界标记点；标记数值网格节点类型；根据预交联凝胶颗粒边界上数值网格节点的动量变化计算流体对各虚拟边界标记点的作用力；采用颗粒接触作用模型计算各虚拟边界标记点受到的接触作用力；根据预交联凝胶颗粒的当前形状和原始形状，计算各虚拟边界标记点受到的弯曲恢复力和拉伸恢复力；基于牛顿第二定律，计算各虚拟边界标记点的速度和位移，将各虚拟边界标记点相连即得到预交联凝胶颗粒的整体形状和位置。该方法能够处理复杂多孔介质、且流固耦合模拟精度高，可用于预交联凝胶等弹性颗粒悬浮液的微观渗流模拟研究。

A simulation method of porous medium crosslinked gel suspension micro flow

The invention discloses a method for simulation of porous medium crosslinked gel suspension micro flow, which comprises the following steps: two core CT images based on porous media was established by numerical simulation area, discrete grid; set pre gelled particles to the initial position and the original shape, the virtual boundary marker; marker numerical grid node type; computational fluid force on the virtual boundary markers according to the change of momentum numerical grid node pre crosslinking gel particles on the boundary; contact force calculation of the virtual boundary mark point by using the contact effect of particle model; according to the pre crosslinked gel particles and the shape of the original shape, the calculation of bending and tensile force of the virtual boundary recovery mark by the restoring force; Newton's second law based on the calculation of the virtual boundary markers and bit rate Shift, the overall shape and location of each virtual boundary markers connected to obtain crosslinked gel particles. This method can deal with complex porous media and fluid solid coupling simulation of high precision, can be used for micro seepage Precrosslinked gel elastic particle suspension simulation study.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法
本专利技术涉及一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的数值模拟方法，属于油气田开发提高原油采收率、油藏数值模拟和计算流体动力学的交叉领域。
技术介绍
预交联凝胶颗粒驱是高含水油田进一步提高原油采收率的新兴深部调驱技术之一。然而，预交联凝胶悬浮液在多孔介质中的流动十分复杂，不仅具备刚性颗粒悬浮液的基本渗流特征，同时还具有弹性变形等特性。目前，考虑这些特性的油藏数值模拟技术多基于经典渗滤理论或尺寸排斥理论，属于宏观数值模拟的范畴，受限于连续介质假设，无法模拟预交联凝胶颗粒在多孔介质中“运移、封堵、变形、再运移”的真实过程。为此，本专利技术提出一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法，兼顾了颗粒变形的精细化处理、颗粒之间的接触作用模拟以及颗粒流体间的高效耦合，为深入认识预交联凝胶悬浮液的复杂渗流机理提供了一种研究手段。
技术实现思路
为弥补现有技术的不足，本专利技术将燃烧算法和转折点算法结合，提出一种可以识别孔喉末端的孔隙喉道识别方法，其识别过程能准确识别末端并且显著降低识别后的喉道长度与实际长度的相对误差。本专利技术技术方案具体步骤如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于二维岩心CT切片图像，建立多孔介质模拟区域，进行数值网格离散；(2)设定预交联凝胶颗粒的初始位置和原始形状，生成虚拟边界标记点；(3)标记数值网格节点类型，包括颗粒内部、颗粒边界、流体内部和流体边界四种类型；(4)根据预交联凝胶颗粒边界上数值网格节点的动量变化计算流体对各虚拟边界标记点的作用力Ff；(5)采用颗粒接触作用模型计算各虚拟边界标记点受到的接触作用力Fp；(6)根据预交联凝胶颗粒的当前形状和原始形状，计算各虚拟边界标记点受到的弯曲恢复力Fb和拉伸恢复力Fs；(7)基于牛顿第二定律，计算各虚拟边界标记...

【技术特征摘要】
1.一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于二维岩心CT切片图像，建立多孔介质模拟区域，进行数值网格离散；(2)设定预交联凝胶颗粒的初始位置和原始形状，生成虚拟边界标记点；(3)标记数值网格节点类型，包括颗粒内部、颗粒边界、流体内部和流体边界四种类型；(4)根据预交联凝胶颗粒边界上数值网格节点的动量变化计算流体对各虚拟边界标记点的作用力Ff；(5)采用颗粒接触作用模型计算各虚拟边界标记点受到的接触作用力Fp；(6)根据预交联凝胶颗粒的当前形状和原始形状，计算各虚拟边界标记点受到的弯曲恢复力Fb和拉伸恢复力Fs；(7)基于牛顿第二定律，计算各虚拟边界标记点的速度u和位移x，将各虚拟边界标记点相连即得到预交联凝胶颗粒的整体形状和位置；(8)重复步骤(4)至步骤(7)，当前后两次模拟结果相对误差小于0.01或者迭代次数大于100000时，结束模拟过程，输出模拟结果。2.根据权利要求1所述的一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法，其特征在于，步骤(2)中所述虚拟边界标记点为将颗粒的真实曲线边界离散后生成的虚拟边界标记点，可以离散为12、18或24个。3.根据权利要求1所述的一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法，其特征在于，步骤(3)中所述标记数值网格节点类型的判断标准为：若某数值网格节点及其相邻8个节点均被预交联凝胶颗粒覆盖则为颗粒内部节点，若某数值网格节点被预交联凝胶颗粒覆盖但存在未被覆盖的相邻节点则为颗粒边界节点，若某数值网格节点及其相邻8个节点均未被预交联凝胶颗粒覆盖则为流体内部节点，若某数值网格节点未被预交联凝胶颗粒覆盖但存在被覆盖的相邻节点则为流体边界节点。4.根据权利要求1所述的一种多孔介质中预交联凝胶悬浮液微观流动的模拟方法，其特征在于，步骤(4)中所述流体对各虚拟边界标记点的作用力计算公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：侯健，周康，孙焕泉，曹绪龙，刘永革，郭兰磊，祝仰文，杜庆军，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37