[發明專利]一種納米磁流體的磁場-滲流場耦合流動模擬方法

在審

• 申請號: 202011233383.9
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112417719A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 黃濤;廖欣;黃朝琴;姚軍;黃小荷
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京國翰知識產權代理事務所(普通合伙) 11696
• 代理人: 李笑磊

本發明屬于磁流體技術領域，具體涉及一種納米磁流體的磁場?滲流場耦合流動模擬方法，所述方法執行以下步驟：步驟1：獲取油藏地質參數，基于獲取的油藏地質參數，建立油藏幾何模型；步驟2：獲取電磁鐵參數，基于建立的油藏幾何模型，確定磁場作用邊界，建立磁場區域幾何模型；步驟3：對磁場區域幾何模型進行網格劃分，得到用于磁場計算的整體粗網格系統；同時，基于局部細網格系統，進行有限體積求解滲流場。其既能考慮納米磁流體在磁場作用下的流動過程，又能考慮納米磁流體本身分布對磁場大小的影響，提供了一種納米磁流體的磁場?滲流場耦合流動模擬方法。

技術領域

本發明屬于磁流體技術領域，具體涉及一種納米磁流體的磁場-滲流場耦合流動模擬方法。

背景技術

磁流體又稱磁性液體、鐵磁流體或磁液，是一種新型的功能材料，它既具有液體的流動性又具有固體磁性材料的磁性。是由直徑為納米量級(10納米以下)的磁性固體顆粒、基載液(也叫媒體)以及界面活性劑三者混合而成的一種穩定的膠狀液體。該流體在靜態時無磁性吸引力，當外加磁場作用時，才表現出磁性，正因如此，它才在實際中有著廣泛的應用，在理論上具有很高的學術價值。用納米金屬及合金粉末生產的磁流體性能優異，可廣泛應用于各種苛刻條件的磁性流體密封、減震、醫療器械、聲音調節、光顯示、磁流體選礦等領域。

研究磁流體問題，首先是建立磁流體力學基本方程組，其次是用這個方程組來解決各種問題。磁流體力學主要用來研究解決的有：

理想導電流體運動對磁場影響的問題；或流體靜止時，流體電阻對磁場影響的問題，其中包括磁凍結和磁擴散。

通過磁場力來考察磁場對靜止導電流體或理想導電流體的約束機制。

研究磁場力對導電流體定常運動的影響。方程的非線性使磁流體動力學流動的數學分析復雜化，通常要用近似方法或數值法求解。它們雖然是簡化情況的解，然而清晰地闡明了基本的流動規律，利用這些規律至少可以定性地討論更復雜的磁流體動力學流動。

研究磁流體動力學波，包括小擾動波、有限振幅波和激波。了解等離子體中波的傳播規律，可以探測等離子體的某些性質。此外，激波理論在電磁激波管、天體物理和地球物理上都有重要的應用。

近年來，國內外專家學者將磁流體應用于石油工業上。目前，國內外油田通常采用注水開發的方法從而達到保持地層壓力、提高原油采收率的目的，但由于長期注水沖刷形成的注采井之間的“優勢通道”以及油藏復雜地質因素使得注入水并未能按照預期的驅替路徑流動，導致波及范圍小、驅替效率低、原油動用程度低，也是注水開發后期油井高含水的一個重要影響因素。如何發展新型驅油技術，進一步提高采收率已成為亟待解決的難題。納米磁流體由于具備一般流體特征的同時，它又是磁性物質，在磁場中受到磁場力作用。鑒于此特點，目前國內專家學者提出了將納米磁流體用于油藏驅油提高采收率的設想，并在實驗室內進行了驗證，結果表明通過施加外磁場從而控制納米磁流體的驅替路徑，可以有效的克服復雜地層因素造成的驅替液驅替范圍過小的缺陷，從而大幅度提高波及范圍，繼而提高原油采收率。此外，姚軍等人從數值模擬方面同樣驗證了納米磁流體驅油的有效性，但是由于在磁場計算方面并未考慮到納米磁流體分布所帶來的影響，因為并不符合實際物理過程，計算存在缺陷。

因此，尋找一種既能考慮納米磁流體在磁場作用下的流動過程，又能考慮納米磁流體本身分布對磁場大小的影響，從而真實還原納米磁流體驅油過程的新型數值方法，繼而為納米磁流體驅油提高原油采收率提供精確理論指導勢在必行。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種納米磁流體的磁場-滲流場耦合流動模擬方法，其既能考慮納米磁流體在磁場作用下的流動過程，又能考慮納米磁流體本身分布對磁場大小的影響，提供了一種納米磁流體的磁場-滲流場耦合流動模擬方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種納米磁流體的磁場-滲流場耦合流動模擬方法，其特征在于，所述方法執行以下步驟：