双渗透率孔隙网络中的优先渗吸

深入理解具有渗透率差异的多孔介质中两相驱替对于提高石油采收率工艺的设计与优化至关重要。本文中，我们研究了两种渗透率对比相同之双渗透率几何结构中的强制渗吸行为。首先，建立了孔隙双支管中渗吸的数学模型，表明渗吸动力学可由黏度比 $\lambda$ 和毛细管数 $Ca_m$ 完全描述，后者创造性地纳入了通道宽度和长度的影响。通过对数学模型的有限差分解，建立了 $\lambda-Ca_m$ 相图以刻画孔隙双支管中的渗吸偏好。随后，我们使用成熟的格子 Boltzmann 方法研究双渗透率孔隙网络中的渗吸过程，聚焦于黏性力与毛细管力之间的竞争。如同在孔隙双支管中，优先渗吸在高 $Ca_{m}$ 时发生于高渗透率区，而在低 $Ca_{m}$ 时发生于低渗透率区。当 $Ca_m$ 不够高时，观察到倾斜推进模式，这归因于非平凡界面张力。得益于新定义的毛细管数，两渗透率区同时发生突破的临界 $Ca_{m}$ 曲线被发现与孔隙双支管中的曲线完美吻合，且其为最大化整个孔隙网络渗吸效率的最优条件。