[发明专利]一种适用于饱和砂岩导热系数的预测方法

权利要求书

1.一种适用于饱和砂岩导热系数的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于正态分布模型和海绵模型对砂岩的孔隙分布函数进行简化；

步骤2：通过相似实验获取砂岩中孔隙分布的形状参数、砂岩分散相的体积分数、砂岩固体相导热系数、砂岩分散相中液体的导热系数和砂岩中正方体单位元的长度；其中，将砂岩沿热流方向的长度视为1；

步骤3：将孔隙内水和空气视为沿热流方向的并联模型，根据非饱和砂岩孔隙含水率、砂岩分散相中水的导热系数和砂岩分散相中空气的导热系数，确定砂岩分散相导热系数；

步骤4：根据砂岩固体相导热系数、砂岩分散相导热系数和简化后的孔隙分布函数，确定砂岩单位元的总热阻；

所述砂岩单位元的总热阻的确定公式如下：

其中，R为砂岩单位元的总热阻，λ_ε为砂岩固体相导热系数，φ_d为非饱和砂岩孔隙含水率，λ_w为砂岩分散相中水的导热系数，λ_d为砂岩分散相中空气的导热系数，φ为砂岩分散相的体积分数，n为砂岩中孔隙分布的形状参数；

步骤5：将非饱和砂岩中的气体视为已液化的液体，即使非饱和砂岩中分散相导热系数等于非饱和砂岩分散相中液体的导热系数，根据热阻模型，利用砂岩热阻和砂岩中正方体单位元的长度确定饱和砂岩导热系数；

所述饱和砂岩导热系数的确定公式如下：

其中，λ_e为饱和砂岩导热系数，L为砂岩中正方体单位元的长度，R为砂岩单位元的总热阻，λ_ε为砂岩固体相导热系数，λ_w为砂岩分散相中水的导热系数，φ为在砂岩分散相的体积分数，n为砂岩中孔隙分布的形状参数。

2.根据权利要求1所述的适用于饱和砂岩导热系数的预测方法，其特征在于，所述步骤1中简化后的砂岩孔隙分布函数的公式如下：

其中，x为热流方向函数，y为孔隙分布函数，n为砂岩中孔隙分布的形状参数，φ为砂岩分散相的体积分数。

3.根据权利要求1所述的适用于饱和砂岩导热系数的预测方法，其特征在于，所述步骤3中砂岩分散相导热系数的确定公式如下：

λ_m＝φ_dλ_w+(φ-φ_d)λ_d；

其中，λ_m为砂岩分散相导热系数，φ_d为非饱和砂岩孔隙含水率，λ_w为砂岩分散相中水的导热系数，φ为砂岩分散相的体积分数，λ_d为砂岩分散相中空气的导热系数。