基于微观渗流实验和仿真的致密砂岩气–水两相微观渗流机理研究
Integrated Experimental and Numerical Study on Gas-Water Two-Phase Flow Mechanisms in Tight Sandstone at Microscale
摘要: 致密砂岩微观渗流过程中，多孔介质内的气水两相驱替是重要的基础流动现象。在微观孔隙尺度下，由于孔隙尺度微小，毛细管力作用显著，导致非均匀运移，这使得传统方法难以准确追踪束缚水的动态行为。为此，需要寻找一种新型的微观孔道内气水两相运动轨迹记录技术，以实现对气水运移的效率和分布规律进行研究，从而为油气开采、CO2地质封存等领域提供可靠技术支撑。本文针对气–水在孔隙尺度下的流体运移，利用高压微观渗流模型实验系统和微观气水两项渗流仿真开展孔隙尺度下超临界气水驱替的可视化机理研究。结合实验观测和仿真模拟，揭示气–水界面动态行为，为非常规油气开发和碳封存具有指导意义。
Abstract: Gas-water two-phase displacement in porous structures is a fundamental and critical flow behavior in the microscopic seepage of tight sandstone. At the microscale, the dominant capillary forces due to tiny pore sizes lead to heterogeneous flow, making it challenging for conventional methods to accurately track the dynamic behavior of bound water. Therefore, it is essential to develop a novel technique for recording the motion trajectories of gas-water two-phase flow in microchannels to investigate displacement efficiency and distribution patterns. This will provide reliable technical support for oil and gas extraction and CO2 geological sequestration. In this study, the pore-scale fluid migration of gas-water under supercritical conditions is visually investigated using a high-pressure microscopic seepage experimental system and numerical simulations of gas-water two-phase seepage. By integrating experimental observations and simulation results, the dynamic behavior of gas-water interfaces is revealed, offering valuable insights for unconventional hydrocarbon development and carbon sequestration.
文章引用：曾扬, 叶鉴文, 邓峰, 王一丁, 胡远洋. 基于微观渗流实验和仿真的致密砂岩气–水两相微观渗流机理研究[J]. 石油天然气学报, 2025, 47(3): 391-402. https://doi.org/10.12677/jogt.2025.473044

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