光透法定量孔隙介质内两相流中流体饱和度的方法

摘要

本发明公开了一种光透法定量孔隙介质内两相流中流体饱和度的方法，即光强‑饱和度(LIS)模型。该方法首先利用光透系统中CCD监测确定孔隙介质内饱水条件时的光强值；然后利用相同的方法实测目标时刻孔隙介质内两相流时的光强值；再利用LIS模型定量求解孔隙介质内各相流体的饱和度；最后对各像素位置单一相流体体积进行累加求取单一相流体的体积总量。通过两组密封砂箱室内试验对LIS模型进行了验证，发现2个NAPL/水系统和2个水/气系统的LIS模型都得到与实测资料相吻合的结果。该方法最大的优点是利用光透系统获得的实验数据获得不可直接测量的饱和度，为定量研究孔隙介质内流体运移规律奠定了基础。

主权项

一种光透法定量孔隙介质内两相流中流体饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先，利用光透系统中CCD监测确定孔隙介质内饱水条件时的光强值I_w；(2)再利用相同的方法实测目标时刻孔隙介质内两相流的光强值I；(3)然后再利用四个LIS模型，即光强‑饱和度，定量求解孔隙介质内流体的饱和度S_g(S_o)；水/气两相系统中的模型WG‑A和模型WG‑B，具体表达式如下：S_g＝ln(I/I_w)/ln(C₁)S_g＝(1‑I/I_w)/(1‑C₁)C₁＝I_res/I_w其中，S_g为气相饱和度，I_res是孔隙介质内只有残余水时的光强值，I_w是孔隙介质内饱水条件时的光强值；NAPL/水两相系统中的模型NW‑A和模型NW‑B以C₂的形式分别可以表达为：S_o＝ln(I/I_w)/ln(C₂)S_o＝(1‑I/I_w)/(1‑C₂)C₂＝I_o/I_w其中，S_o为NAPL相饱和度，I_o是孔隙介质内NAPL完全饱和时的光强值；以上饱和度均是指有效饱和度，其中水相的绝对饱和度S_w‑abs计算如下所示：S_w‑abs＝S_w(1‑S_w‑res)+S_w‑res其中S_w为水相饱和度，S_w‑res是孔隙介质的残余水饱和度；其它相X的饱和度，则表达为：S_X‑abs＝S_X(1‑S_w‑res)其中，S_X是NAPL相或气相的饱和度，S_X‑abs是NAPL相或气相的绝对饱和度；(4)最后对各像素位置单一相流体体积进行累加求取单一相流体的体积总量$V_X=\underset{j=1}{\overset{n_2}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{n_1}{\Sigma }}{S}_{X-abs}\times A\times T\times \theta$其中，i，j是像素单元横向，纵向坐标，n₁，n₂分别为横向，纵向像素单元的数量，A是像素单元的面积，T是砂箱的厚度，θ是孔隙度。