[发明专利]一种基于孔隙网络模型的两相渗流动态模拟方法和装置

权利要求书

1.一种基于孔隙网络模型的两相渗流动态模拟方法，该方法包括：

步骤一：依据已建立的二维孔隙网络，根据初始的润湿相和非润湿相的饱和度分布情况及孔隙或喉道的孔隙大小及形状，确定每一个孔隙和喉道的传导系数K；并根据润湿相和非润湿相对应的相对渗透率，确定每一相的有效传导系数；

步骤二：以每一个孔隙或喉道为研究对象，基于物质守恒，获取其润湿相和非润湿相的压力方程，在此基础上，基于孔隙和喉道的连接关系，结合边界条件，建立压力方程的稀疏矩阵，据此稀疏矩阵求得下一个时间步的压力分布；

步骤三：基于已获得的压力分布，获得每个孔隙和喉道之间的润湿性和非润湿相的流量大小，确定每个孔隙和喉道之间的物质交换量，继而利用饱和度方程，更新每个孔隙或喉道的饱和度；

步骤四：在获取润湿相和非润湿相饱和度的基础上，根据每个孔隙或喉道的毛管力函数，更新其毛管力；

重复步骤二至步骤四，实现在每个时间步长下，计算润湿相及非润湿相的压力和饱和度，记录每一个时间步的压力、流量及饱和度分布结果，完成对两相渗流的模拟。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，以两相的物质守恒为基础，压力方程为：

其中，Pc为毛细管力，单位为Pa，S_w表示润湿相饱和度；

K＝0.6GA²；A为孔隙或喉道的截面的面积，单位为m²；

L为孔隙或喉道的长度，单位为m；

μ为粘度，单位为Pa·S；

P表示压力，单位为Pa；

K为传导系数，单位为m⁴；

i,j为孔隙或吼道的编号；

r表示相对渗透率；

w表示润湿相；

n表示非润湿相。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，饱和度方程为：

其中，S_w表示润湿相饱和度；

l表示目前的时间步，单位为s；

l+1表示下一个时间步，单位为s；

△t表示时间步长，单位为s；

V表示孔隙或吼道的体积，单位为m³；

K为传导系数，单位为m⁴；

i,j为孔隙或吼道的编号：

r表示相对渗透率；

w表示润湿相；

P表示压力，单位为Pa。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，润湿相饱和度通过如下公式获得：

其中，S_w为润湿相饱和度，无因次；

r为孔隙或喉道的内切圆半径，单位为m；

σ为界面张力，单位为N/m；

θ为接触角，单位为度；

Pc为毛细管力，单位为Pa；

G为孔隙或喉道截面的形状因子，即截面面积除以截面周长的平方，单位为m²；

β为截面一个角的半角，单位为°；

i为孔隙或者喉道的三角形截面的三个角的标号；

θ为接触角，单位为°。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，则润湿相饱和度为1，

其中，θ为接触角，单位为°；

σ为界面张力，单位为N/m；

S_w为润湿相饱和度；

r为孔隙或喉道的内切圆半径，单位为m；

P_C为毛细管力，单位为Pa；

β₁和β₂分别表示孔隙或者喉道的三角形截面的半角，单位为°。