沟道化：复杂多孔介质中一类新的溶蚀模式
流体动力学
2023-03-20 v2 地球物理
摘要
当前多孔介质中矿物溶蚀的概念模型由三种溶蚀模式（蠕孔、紧密和均匀）——或称为 regime——组成，它们根据流动、扩散和反应速率的相对主导性而发展。在此，我们利用在两种复杂度递增的多孔介质结构上的数值模拟，考察酸注入过程中孔隙结构的演化。我们考察了各 regime 之间的边界，并刻画了称为沟道化(channeling)的第四种 regime 的存在，其中已有的快速流动通道被溶蚀优先拓宽。沟道化发生于孔喉尺寸分布导致不同流动路径的流速相差数个数量级的情形。这种溶蚀仅沿主导流动路径的集中，引发了渗透率的即时大幅变化而孔隙度变化相对较小，从而产生一种前所未见的孔隙度–渗透率关系。本工作表明，我们当前的溶蚀 regime 概念模型必须加以修正以纳入沟道化，从而在对如地质碳封存与地热能源生产等应用中的溶蚀作出准确预测。
引用
@article{arxiv.2211.03356,
title = {Channeling: a new class of dissolution in complex porous media},
author = {Hannah P. Menke and Julien Maes and Sebastian Geiger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.03356},
year = {2023}
}