[发明专利]模拟通过多孔介质的多相/多组分分流的方法

权利要求书

1.一种模拟通过多孔介质的润湿流体和非润湿流体的分流的方法，包括以下步骤：

a)生成多孔介质(样本)的三维数字表示，所述多孔介质含有包括润湿流体和非润湿流体的流体总体积；

b)限定出包括润湿流体的流体总体积的第一分数以及包括非润湿流体的流体总体积的第二分数；

c)限定出流过样本的流体总体积的流率值；

d)评估所述润湿流体和所述非润湿流体的属性；

e)限定出润湿流体饱和度(Sw)、非润湿流体饱和度(Sn)、润湿流体入口压力(Pw)和非润湿流体入口压力(Pn)的初始条件；

f)设定位于样本入口表面的条件，其中，非润湿流体和润湿流体在分离且不同的区域中进入样本的孔隙；以及

g)计算样本内部的压力、饱和度和速度向量；

h)计算通过样本的非润湿流体的流率(Qn)、通过样本的润湿流体的流率(Qw)和位于样本出口的压力；

i)重复步骤a)至h)一预定数量的时间增量t；以及

j)使用反馈控制算法周期性地调节入口压力Pn和Pw，其中，获得Qn和Qw的准稳态值。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多孔介质是岩石、土壤、沸石、生物组织、木材、软木、水泥、陶瓷、沙子、粘土、无机化合物、有机化合物或金属。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述样本包括多个有序的体素平面，其中，每个体素表示孔隙(孔隙体素)或固体(颗粒体素)。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述润湿流体的属性包括粘度、接触角度、界面张力、其它物理或化学属性或它们的任何组合。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述非润湿流体的属性包括粘度、接触角度、界面张力、其它物理或化学属性或它们的任何组合。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述样本包括：(a)入口表面和出口表面，所述入口表面和出口表面彼此平行；以及(b)正交于入口表面和出口表面的三个或更多个表面，所述三个或更多个表面不能透过润湿流体和非润湿流体流。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述入口表面还包括平行于入口表面的缓冲区，所述缓冲区包括至少一个体素平面。

8.如权利要求7所述的方法，其中，对于所述缓冲区内的所有计算，所述润湿流体和非润湿流体之间的界面张力设定为零。

9.如权利要求8所述的方法，其中，对于所述缓冲区内的所有计算，所述润湿流体和非润湿流体之间的界面张力设定为零，所述润湿流体和非润湿流体的粘度增加到至少约10倍。

10.如权利要求1所述的方法，其中，所述非润湿流体和所述润湿流体经由样本入口表面的孔隙进入样本。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述入口表面上的孔隙包括通过把刚好邻近颗粒体素的孔隙体素分配给润湿流体(Aw)流而形成的分离且不同的区域，剩余的孔隙体素分配给非润湿流体(An)流。

12.如权利要求11所述的方法，其中，通过把邻近Aw的孔隙体素进一步分配给润湿流体(Aw)流来增加所述Aw，剩余的孔隙体素分配给非润湿流体(An)流。

13.如权利要求11所述的方法，其中，(An中体素之和)/((An中体素之和)+(Aw中体素之和))为约0.5或更小。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述计算包括计算流体动力学。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述计算流体动力学包括格子玻尔兹曼方法。

16.如权利要求1所述的方法，其中，所述时间增量t是秒、毫秒或其它时间单位。

17.如权利要求1所述的方法，其中，时间增量的数量为10000或更多。

18.如权利要求1所述的方法，其中，所述反馈控制算法包括设定润湿流体的入口压力的单独的反馈控制算法和设定非润湿流体的入口压力的单独的反馈控制算法，所述润湿流体的入口压力和所述非润湿流体的入口压力独立地设定。

19.如权利要求1所述的方法，其中，所述反馈控制算法包括设定润湿和非润湿流体两者的入口压力的一个反馈控制算法，所述润湿流体的入口压力和所述非润湿流体的入口压力相等。