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石油勘探

概述                            

目前在石油勘探中最常用是地球物理方法。地球物理方法是使用现代物理方法进行地质勘探的方法,包括电法、磁法、重力法、放射性法、地震波法等。其中尤以地震波法最为重要。地震波法的基本办法是用炸药在地面上激起人工地震波,通过地震波传入地下,碰到不同形态的岩层时形成不同的反射波,这些反射波经过收集、转变成电子信号后存储为数据,然后通过对数据进行计算处理、解释和反演,就能清晰模拟出勘测区域的地下地质构造,并找到那些存有石油岩层的精确位置。


典型案例                        

表面活性剂驱是三次采油提高采收率的重要手段之一。注入地下储层内的表面活性剂不仅可以改变油水界面张力,同时还可以通过吸附改变岩石壁面的润湿性来提高原油的驱替效率,目前主要通过宏观的实验模拟和数值模拟进行描述,很多机理无法定量表征。针对上述问题,姚军教授团队首次基于热力学定律和变分原理,严格推导出考虑表面活性剂的相场移动接触线模型,准确刻画界面移动接触线的运动规律及其能量变化规律,从孔隙尺度上实现了精确定量表征表面活性剂驱提高采收率的机理。该模型满足热力学一致性原则,符合系统总能量衰减的自然规律,引入两个相场方程分别描述多相体系中表面活性剂浓度及油水界面变化,采用纳威斯托克斯方程刻画流体运动,运用一般纳威边界条件描述移动接触线。该模型不仅可以准确描述表面活性剂在两相界面的吸附以及降低界面张力的效果,还可以定量刻画表活剂对壁面润湿性的影响。此外,为对模型进行高效准确的求解,创新性地提出了能量无条件稳定的数值格式,阐述了非均质岩石壁面上含有表面活性剂的液滴的流动模式,以及表活剂对移动接触线上非平衡杨氏应力的影响,并首次提出了判别液滴流动形态的实用相图。

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