考虑克林肯伯格效应的致密多孔介质流动广义格子玻尔兹曼模型
流体动力学
2015-04-09 v1 地球物理
摘要
当气体分子的平均自由程与多孔介质的特征孔径相当时，会发生气体滑移现象。这一现象导致克林肯伯格 (Klinkenberg) 效应，即测得的气体渗透率（表观渗透率）高于液体渗透率（固有渗透率）。本文提出了一种包含克林肯伯格效应的多孔介质流动广义格子玻尔兹曼模型，该模型基于 Guo 等人 (Z.L. Guo et al., Phys.Rev.E 65, 046308 (2002)) 的模型。采用二阶 Beskok 和 Karniadakis-Civan 关联式 (A. Beskok and G. Karniadakis, Microscale Thermophysical Engineering 3, 43-47 (1999), F. Civan, Transp Porous Med 82, 375-384 (2010)) 基于固有渗透率和克努森数计算表观渗透率。模拟了填充有多孔介质的两平行板间的流体流动以验证模型。在不同孔隙度和渗透率组分构成的非均质多孔介质中进行的模拟表明，克林肯伯格效应在低渗透率多孔介质的流体流动中起着重要作用，且随着克努森数的增加而更加显著。还研究了页岩基质中有无裂缝时的流体流动，发现裂缝极大地增强了流体流动，且克林肯伯格效应导致页岩基质的全局渗透率更高。
引用
@article{arxiv.1411.7051,
title = {A generalized lattice Boltzmann model for flow through tight porous media with Klinkenberg's effect},
author = {Li Chen and Wenzhen Fang and Qinjun Kang and Jeffrey De'Haven Hyman and Hari S Viswanathan and Wen-Quan Tao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.7051},
year = {2015}
}
备注
30 pages, 10 figures