CN116150996A - 一种动态润湿角的确定方法及装置 - Google Patents
一种动态润湿角的确定方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116150996A CN116150996A CN202310149309.6A CN202310149309A CN116150996A CN 116150996 A CN116150996 A CN 116150996A CN 202310149309 A CN202310149309 A CN 202310149309A CN 116150996 A CN116150996 A CN 116150996A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wetting angle
- liquid film
- target
- film thickness
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000009736 wetting Methods 0.000 title claims abstract description 279
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 156
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 52
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 120
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 18
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 108010001267 Protein Subunits Proteins 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/08—Fluids
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Geometry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本说明书提出一种动态润湿角的确定方法及装置。该方法包括：获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；根据分离压力公式，构建分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系；根据毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角，确定第二液膜厚度；根据目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、第二液膜厚度，得到目标润湿角；检测初始润湿角和目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；在小于润湿角阈值的情况下将目标润湿角作为动态润湿角。基于上述方法能够准确计算毛细管模型两相渗流过程中的动态润湿角。
Description
技术领域
本说明书属于油气藏渗流技术领域，尤其涉及一种动态润湿角的确定方法及装置。
背景技术
在油气藏环境中，受矿物成分和液相环境的影响，储层孔喉结构壁面对不同流体会展现出不同的润湿性(即选择性润湿)，这种储层孔喉结构的选择性润湿对后续润湿角的计算具有显著影响。
在现有技术中，大多采用分离压力理论来表征微尺度孔喉结构中的流固相互作用，从而根据流固相互作用进一步得到孔喉结构壁面的润湿性，最后根据润湿性得到动态润湿角。在上述过程中，采用的物理模型为矿物-非稳定流体膜-自由流体，该模型中的非稳定流体膜无法适用于外界复杂的渗流过程，因此导致计算误差较大。
针对上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本说明书提出了一种动态润湿角的确定方法及装置，能够准确确定出毛细管模型两相渗流过程中的动态润湿角。
本说明书实施例的目的是提供一种动态润湿角的确定方法，包括：
获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；
根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；
根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；
根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；
根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；
检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；
在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，在检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值之后，所述方法还包括：
在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值大于或等于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为初始润湿角；
根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；
根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；
检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系，包括：
按照如下分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系：
其中，Πh表示分离压力，A表示Hamaker常数，h表示第一液膜厚度，λ表示London波长，Cb表示粒子浓度，NA表示阿伏伽德罗常数，k表示玻尔兹曼常数，T表示开氏温度，y1表示第一流体表面的表面电位，y2表示第二流体表面的表面电位，κ表示Debye长度的倒数，AK表示结构力系数，hs表示特征衰减长度，cosh表示双曲余弦函数，sinh表示双曲正弦函数。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度，包括：
根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力；
根据平衡压力，确定第二液膜厚度。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力，包括：
按照如下算式，计算平衡压力：
其中，
表示平衡压力，ΔP表示驱替压差，σ表示界面张力，θ表示初始润湿角，r表示毛细管模型半径。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角，包括：
按照如下算式，计算目标润湿角：
其中，θ'表示目标润湿角，α表示目标夹角，cosα根据目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系确定，Πh表示分离压力，Πh根据分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系确定，h表示第一液膜厚度，h0表示第二液膜厚度。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述润湿角阈值为0.05度或0.1度。
进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述获取初始湿润角，包括：基于接触角测量仪测定得到初始润湿角。
另一方面，本说明书实施例还提供了一种动态润湿角的确定装置，包括：
获取模块，用于获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；
第一构建模块，用于根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；
第二构建模块，用于根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；
第一计算模块，用于根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；
第二计算模块，用于根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；
检测模块，用于检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；
确定模块，用于在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
再一方面，本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机可读存储介质执行所述指令时实现上述动态润湿角的确定方法。
本说明书实施例提供的一种动态润湿角的确定方法，通过获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
并且，在根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度时，根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力；根据平衡压力，确定第二液膜厚度。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本说明书提供的一种动态润湿角的确定方法一个实施例的流程示意图；
图2是本说明书提供的一种毛细管模型的示意图；
图3是本说明书提供的一种平衡状态下的毛细管模型的示意图；
图4是本说明书一种具体的场景示例中的渗流前缘在毛细管模型中的位置预测结果图；
图5是本说明书提供的一种动态润湿角的确定装置一个实施例的模块结构示意图；
图6是本说明书提供的一种服务器的结构组成示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
在油气藏环境中，受矿物成分和液相环境的影响，储层孔喉结构壁面对不同流体会展现出不同的润湿性(即选择性润湿)，这种储层孔喉结构的选择性润湿对后续润湿角的计算具有显著影响。
考虑到在现有技术中，大多采用分离压力理论来表征微尺度孔喉结构中的流固相互作用，从而根据流固相互作用进一步得到孔喉结构壁面的润湿性，最后根据润湿性得到动态润湿角。在上述过程中，采用的物理模型为矿物-非稳定流体膜-自由流体，该模型中的非稳定流体膜无法适用于外界复杂的渗流过程，容易受到外界因素影响而失稳，因此导致计算误差较大。
针对现有方法存在的上述问题以及产生上述问题的具体原因，本申请引入基于分离压力与驱替压差的动态润湿角的确定方法，以准确获取动态润湿角。
基于上述思路，本说明书提出一种动态润湿角的确定方法。首先，获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；然后，根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；最后，检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
参阅图1所示，本说明书实施例提供了一种动态润湿角的确定方法。具体实施时，该方法可以包括以下内容。
S101：获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度。
在一些实施例中，上述一种动态润湿角的确定方法采用“矿物-稳定流体膜-自由流体”物理模型，并且是基于毛细管模型所实施的，参阅图2所示，图2是毛细管模型的示意图，毛细管模型的壁面为理想表面，毛细管模型内部有第一流体和第二流体。第一流体为驱替相流体，第一流体吸附在毛细管模型的壁面上，并形成了一层微观的液体薄膜(液膜)，该液体薄膜位于第二流体和毛细管模型的壁面之间。第二流体为被驱替相流体，第一流体和第二流体的相界面为圆弧。第一流体与毛细管模型的壁面之间的宏观接触角为初始润湿角，记为θ。
在一些实施例中，在第一流体驱替第二流体的过程中，第一流体、第二流体逐渐达到受力平衡状态，如图3所示，对平衡状态的相界面进行受力分析，相界面同时受到驱替压差ΔP和分离压力Πh的作用，这两种力方向相反。驱替压差和水平面之间的夹角称为目标夹角，记为α。第一液膜厚度为初始状态下第二流体和毛细管模型的壁面之间的垂直距离，记为h。第二液膜厚度为平衡状态下第二流体和毛细管模型的壁面之间的距离，记为h0。界面张力记为σ，界面张力可以通过吊环法获得。图3中的矩形区域内，表示毛细管模型的垂直方向上的截面图，毛细管模型的壁面内部覆盖着一层液体薄膜，毛细管模型半径记为r。
在一些实施例中，可以通过下述方式获取初始润湿角：基于接触角测量仪测定得到初始润湿角。
S102：根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系。
在一些实施例中，当初始润湿角与毛细管模型半径一定时，流体相界面轨迹方程也是固定的，因此可通过流体相界面轨迹方程构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系。
在一些实施例中，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系，具体可以为：构建cosα和h之间的第一对应关系。
S103：根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系。
在一些实施例中，根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系，具体实施时，可以包括：
按照如下分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系：
其中，Πh表示分离压力，A表示Hamaker常数，h表示第一液膜厚度，λ表示London波长，Cb表示粒子浓度，NA表示阿伏伽德罗常数，k表示玻尔兹曼常数，T表示开氏温度，y1表示第一流体表面的表面电位，y2表示第二流体表面的表面电位，κ表示Debye长度的倒数，AK表示结构力系数，hs表示特征衰减长度，cosh表示双曲余弦函数，sinh表示双曲正弦函数。
S104：根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度。
在一些实施例中，根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度，具体实施时，可以包括：
S1：根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力；
S2：根据平衡压力，确定第二液膜厚度。
在一些实施例中，平衡压力表示平衡状态下的分离压力。
在一些实施例中，根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力，包括：
按照如下算式计算平衡压力：
其中，Πh0表示平衡压力，ΔP表示驱替压差，σ表示界面张力，θ表示初始润湿角，r表示毛细管模型半径。
在一些实施例中，在获取到平衡压力后，可以根据分离压力公式，计算得到第二液膜厚度。
S105：根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角。
在一些实施例中，根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角，包括：
按照如下算式，计算目标润湿角：
其中，θ'表示目标润湿角，α表示目标夹角，cosα根据目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系确定，Πh表示分离压力，Πh根据分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系确定，h表示第一液膜厚度，h0表示第二液膜厚度。
S106：检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值。
在一些实施例中，上述润湿角阈值，可以为0.05度或0.1度。当然，需要说明的是，根据实际应用场景不同，还可以选择其他的润湿角阈值，本说明书对此不做限定。
S107：在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
在一些实施例中，在获得动态润湿角后，还可以根据动态润湿角预测渗流前缘在毛细管模型中的位置。
具体的，毛细管模型两相渗流过程符合Wash-burn方程：
其中，t表示时间，μ1表示第一流体粘度，μ2表示第二流体粘度，L表示渗流前缘在毛细管模型中的位置，Lc表示毛细管模型的总长度。
引入分离压力后，上述公式可变形为如下形式：
其中，Πeff表示有效分离压力。
通过上述公式，可以得到不同时间对应的渗流前缘在毛细管模型中的位置。
在一些实施例中，在检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值之后，所述方法还包括：
S1：在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值大于或等于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为初始润湿角；
S2：根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；
S3：根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；
S4：检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值。
在一些实施例中，在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值大于或等于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为初始润湿角；并根据初始润湿角、毛细管模型半径、驱替压差，再次确定第二液膜厚度；并根据第二液膜厚度再次计算目标润湿角，检测初始润湿角和目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值，在确定初始润湿角和目标润湿角之间的差值大于或等于润湿角阈值的情况下，再次重复上述操作，直至初始润湿角和目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值，此时将目标润湿角作为动态润湿角。
通过上述实施例，综合考虑了微尺度渗流通道的流固相互作用和驱替压差的影响，可以在毛细管模型两相渗流过程中准确地计算动态润湿角。
在一个具体的场景示例中，可以应用本申请提出的方法确定动态润湿角，其中，毛细管模型的半径为50nm，毛细管模型的材质为石英材质。第一流体为表面活性剂水溶液，第二流体为葵烷液体。根据分离压力理论，液体薄膜(即稳定流体膜)由表面活性剂水溶液构成。暂不考虑驱替压差的影响，因此将驱替压差设置为0Pa。根据毛细管模型、第一流体、第二流体的性质，取Hamaker常数等于-0.045×10-20J。计算得到该场景示例中的动态润湿角为14.95°。而采用传统方法计算得到的动态润湿角为19.70°。由于难以利用实际测量手段得到动态润湿角，因此需要根据动态润湿角预测渗流前缘在毛细管模型中的位置，以根据渗流前缘在毛细管模型中的位置验证本申请方法的可靠性。进一步，基于本申请提出的方法得到的动态润湿角、传统方法得到的动态润湿角，分别对渗流前缘在毛细管模型中的位置进行预测，预测结果如图4所示，图4中的实际渗吸曲线表示通过实际测量手段得到的渗流前缘在毛细管模型中的位置，通过图4可知，利用本申请提出的方法得到动态润湿角，对渗流前缘在毛细管模型中的位置进行预测，其预测结果更加接近实际渗吸值，因此本申请提出的方法和传统方法相比具有更高的精度。
基于上述动态润湿角的确定方法，本说明书还提出一种动态润湿角的确定装置的实施例，参阅图5所示，所述动态润湿角的确定装置具体包括以下模块：
获取模块501，用于获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；
第一构建模块502，用于根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；
第二构建模块503，用于根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；
第一计算模块504，用于根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；
第二计算模块505，用于根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；
检测模块506，用于检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；
确定模块507，用于在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
在一些实施例中，上述获取模块501，具体可以用于按照如下方式获取初始湿润角：基于接触角测量仪测定得到初始润湿角。
在一些实施例中，上述第二构建模块503，具体可以用于按照如下分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系：
其中，Πh表示分离压力，A表示Hamaker常数，h表示第一液膜厚度，λ表示London波长，Cb表示粒子浓度，NA表示阿伏伽德罗常数，k表示玻尔兹曼常数，T表示开氏温度，y1表示第一流体表面的表面电位，y2表示第二流体表面的表面电位，κ表示Debye长度的倒数，AK表示结构力系数，hs表示特征衰减长度，cosh表示双曲余弦函数，sinh表示双曲正弦函数。
在一些实施例中，上述第一计算模块504，具体可以用于根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力；根据平衡压力，确定第二液膜厚度。
在一些实施例中，上述第二计算模块505，具体可以用于按照如下算式，计算目标润湿角：
其中，θ'表示目标润湿角，α表示目标夹角，cosα根据目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系确定，Πh表示分离压力，Πh根据分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系确定，h表示第一液膜厚度，h0表示第二液膜厚度。
在一些实施例中，上述动态润湿角的确定装置，具体还可以用于在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值大于或等于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为初始润湿角；根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值。
需要说明的是，上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本说明书实施例还提供一种动态润湿角的确定方法的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时实现：获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
在本实施例中，上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive,HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。
在本实施例中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。
本说明书还提供一种服务器，包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器具体实施时可以根据指令执行以下步骤：获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
为了能够更加准确地完成上述指令，参阅图6所示，本说明书实施例还提供了另一种具体的服务器，其中，所述服务器包括网络通信端口601、处理器602以及存储器603，上述结构通过内部线缆相连，以便各个结构可以进行具体的数据交互。
其中，所述网络通信端口601，具体可以用于获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度。
所述处理器602，具体可以用于根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
所述存储器603，具体可以用于存储相应的指令程序。
在本实施例中，所述网络通信端口601可以是与不同的通信协议进行绑定，从而可以发送或接收不同数据的虚拟端口。例如，所述网络通信端口可以是负责进行web数据通信的端口，也可以是负责进行FTP数据通信的端口，还可以是负责进行邮件数据通信的端口。此外，所述网络通信端口还可以是实体的通信接口或者通信芯片。例如，其可以为无线移动网络通信芯片，如GSM、CDMA等；其还可以为Wifi芯片；其还可以为蓝牙芯片。
在本实施例中，所述处理器602可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。本说明书并不作限定。
在本实施例中，所述存储器603可以包括多个层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。
虽然本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
通过以上的实施例的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书的技术方案本质上可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本说明书可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
虽然通过实施例描绘了本说明书，本领域普通技术人员知道，本说明书有许多变形和变化而不脱离本说明书的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本说明书的精神。
Claims (10)
1.一种动态润湿角的确定方法，其特征在于，包括：
获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；
根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；
根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；
根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；
根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；
检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；
在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值之后，所述方法还包括：
在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值大于或等于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为初始润湿角；
根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；
根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；
检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系，包括：
按照如下分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系：
其中，Πh表示分离压力，A表示Hamaker常数，h表示第一液膜厚度，λ表示London波长，Cb表示粒子浓度，NA表示阿伏伽德罗常数，k表示玻尔兹曼常数，T表示开氏温度，y1表示第一流体表面的表面电位，y2表示第二流体表面的表面电位，k表示Debye长度的倒数，Ak表示结构力系数，hs表示特征衰减长度，cosh表示双曲余弦函数，sinh表示双曲正弦函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度，包括：
根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力；
根据平衡压力，确定第二液膜厚度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力，包括：
按照如下算式，计算平衡压力：
其中
表示平衡压力，ΔP表示驱替压差，σ表示界面张力，θ表示初始润湿角，r表示毛细管模型半径。/>
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角，包括：
按照如下算式，计算目标润湿角：
其中，θ'表示目标润湿角，α表示目标夹角，cosα根据目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系确定，Πh表示分离压力，Πh根据分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系确定，h表示第一液膜厚度，h0表示第二液膜厚度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润湿角阈值为0.05度或0.1度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取初始湿润角，包括：基于接触角测量仪测定得到初始润湿角。
9.一种动态润湿角的确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；
第一构建模块，用于根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；
第二构建模块，用于根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；
第一计算模块，用于根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；
第二计算模块，用于根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；
检测模块，用于检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；
确定模块，用于在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310149309.6A CN116150996A (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种动态润湿角的确定方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310149309.6A CN116150996A (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种动态润湿角的确定方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116150996A true CN116150996A (zh) | 2023-05-23 |
Family
ID=86340429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310149309.6A Pending CN116150996A (zh) | 2023-02-22 | 2023-02-22 | 一种动态润湿角的确定方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116150996A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116990196A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中国石油大学(华东) | 一种动态接触角测量装置与方法 |
-
2023
- 2023-02-22 CN CN202310149309.6A patent/CN116150996A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116990196A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-11-03 | 中国石油大学(华东) | 一种动态接触角测量装置与方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Weber et al. | Melting transition in two dimensions: A finite-size scaling analysis of bond-orientational order in hard disks | |
| Patzek | Verification of a complete pore network simulator of drainage and imbibition | |
| Fisk et al. | Structure and free energy of the interface between fluid phases in equilibrium near the critical point | |
| Yin et al. | Modeling cyclic behavior of clay by micromechanical approach | |
| CN116150996A (zh) | 一种动态润湿角的确定方法及装置 | |
| CN107796387B (zh) | 定位方法、定位装置和电子设备 | |
| Doster et al. | Generalized Buckley–Leverett theory for two-phase flow in porous media | |
| Jalaal et al. | An analytical study on settling of non‐spherical particles | |
| Aleroev et al. | Features of seepage of a liquid to a chink in the cracked deformable layer | |
| CN107806916B (zh) | 储层改造体积的确定方法和装置 | |
| CN111337410A (zh) | 一种确定页岩孔径分布的方法、装置、设备及系统 | |
| CN109635405B (zh) | 一种基于空间守恒的多相流动瞬态计算方法及系统 | |
| Chlebicki et al. | Analyticity of critical exponents of the $ O (N) $ models from nonperturbative renormalization | |
| US20200333137A1 (en) | Method for estimating the direction of motion of an individual | |
| CN109186634B (zh) | 一种mems惯组导航性能测量方法及装置 | |
| CN114166312A (zh) | 一种车辆油量测量方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
| Wolfsheimer et al. | Isotropic-nematic interface in suspensions of hard rods: Mean-field properties and capillary waves | |
| CN110439546B (zh) | 一种断层封闭性的确定方法、系统、设备及介质 | |
| Torabi et al. | Accurate solution for acceleration motion of a vertically falling spherical particle in incompressible Newtonian media | |
| Theodorakis et al. | A study for the static properties of symmetric linear multiblock copolymers under poor solvent conditions | |
| Mellegard et al. | Lode angle effects on the creep of salt | |
| CN112711054B (zh) | 一种对象行为检测方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| Chakrabarti | A novel experimental setup to study the Hagen–Poiseuille and Bernoulli equations for a gas and determination of the viscosity of air | |
| Koski et al. | Effect of an external field on capillary waves in a dipolar fluid | |
| Bayati et al. | Diffusiophoresis driven colloidal manipulation and shortcuts to adiabaticity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |