理想孔隙介质超声蠕动以及超声波在其中的传播.pdf

工学硕士学位论文
理想孔隙介质超声蠕动以及超声波
在其中的传播
7 5 B PERISTALTIC FLOW OF IDEAL POROUS MEDIA
UNDER ULTRASOUND AND ULTRASONIC
PROPAGATION MODEL IN THE RESERVOIR




曲文宇







哈尔滨工业大学
2011 年 6 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 530 密级:公开



工学硕士学位论文
理想孔隙介质超声蠕动以及超声波
在其中的传播










硕士研究生:曲文宇
导师:赵树山教授
申请学位:工学硕士(学术研究型)
学科、专业:固体力学
所在单位:航天学院
答辩日期:2011 年 6 月 24 日
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index:
.: 530


Dissertation for the Master Degree in Engineering

PERISTALTIC FLOW OF IDEAL POROUS MEDIA
UNDER ULTRASOUND AND ULTRASONIC
PROPAGATION MODEL IN THE RESERVOIR







Candidate: Qu Wenyu
Supervisor: Prof. Zhao Shushan
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Solid Mechanics
Unit: School of Astronautics
Date of Oral Examination: June, 24th, 2011
University: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
大功率超声波油井增油技术主要是研究超声波对石油储层中流体的流动性
质的影响,饱和流体孔隙介质与实际石油储层的结构十分接近,因此研究超声
波对饱和孔隙介质中流体的流动规律的影响是很重要的。论文以流体力学相关
理论为基础,采用理想平行毛细管束孔隙介质模型,建立孔隙介质的声致蠕动
流模型,采用摄动分析的方法求出蠕动净流量的数学表达式,分析超声波参数
和油层属性参数对净流量的影响。同时,本文建立超声波在油层中传播的数学
模型,研究超声波在油层中的传播规律。概括起来,本论文的主要研究内容如
下:
(1)采用 Ganiev 等人提出的超声波油井增产理论,研究超声波辐射对孔
隙介质中流体的影响,建立孔隙介质的孔道壁面横波变形的蠕动模型,并且取
超声波的振幅与孔隙半径的比值作为小参数,采用摄动分析的方法求出在二阶
近似的情况下超声蠕动引起净流量的计算公式。
(2)研究ε,α, Re ,Kn 和χ五个参数对无量纲蠕动净流量的影响,
分析无量纲蠕动流的变化规律。应用声学、力学相关理论,建立超声波参数与
净流量的联系,将无量纲蠕动流问题转化为有量纲蠕动流问题,分析超声波功
率、频率、声源距离以及油层参数对净流量的影响。
(3)采用理想等直平行毛细管束孔隙介质模型,考虑流体的粘滞作用,
建立超声波在油层中传播的数学模型,求出超声波在油层中的衰减系数,探讨
超声波在油层内的传播规律,着重分析超声波频率以及孔隙度、渗透率、流体
粘度等油层参数对超声波衰减的影响。

关键词超声波;孔隙介质;蠕动传输;衰减系数;数值模拟
I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
The technology of oil exploitation by high-power ultrasonic is mainly to study
the influence on the fluid flow properties of oil reservoir after using ultrasound.
Fluid-saturated porous media is a formation close to the structure of real reservoir
rocks. Therefore study of ultrasound’s influence on the