多尺度多孔介质酸岩化学反应微观流动模拟
Abstract
<p indent="0mm">深入理解矿物与流体之间的化学反应引起的溶解现象对于油气藏增产开发、土壤和水质保护、CO<sub>2</sub>安全封存等诸多领域具有重要的研究意义. 为明确多尺度多孔介质在酸岩反应下的溶蚀过程, 本研究利用Darcy-Brinkman-Stokes方程实现自由流与渗流的耦合, 考虑化学反应产生的质量交换建立矿物质量守恒方程与反应过程中酸液流体的质量守恒方程. 基于理想模型针对不同注入速度、表面反应速率、扩散系数得到不同的溶解模式和溶解图版, 锥形虫洞溶解模式下具有较强的主虫洞通道可追踪性导致岩心归一化渗透率增长最快. 当Pe (Peclet)≤0.01065时, 岩心均表现为面溶解模式, 扩散是溶质传输的主要机制, 此时的对流传输能力不足以促使虫洞的产生. 当Da (Damköhler)≤0.1065, Pe≥0.1065, 且Pe为Da的50倍以上, 溶蚀过程受 Da的控制, 在溶蚀图版的右下角均表现为均匀溶解. 结合CT和SEM-Maps实现2块真实岩心微观反应流动模拟, 结果表明微裂缝有利于促进壁面附近矿物的溶蚀且渗透率增长近2.85倍.</p>
