环球今热点：渗透率单位_渗透率单位换算
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渗透率单位(渗透率单位换算)
(资料图片)
渗流是指流体在多孔介质中的流动。渗流现象广泛存在于人造材料和自然界中。如地下水开采、石油开采、天然气采集和煤炭开采等。都需要分析研究渗流。
渗流力学是流体力学的一个分支，主要研究流体在多孔介质中的运动规律。
但同时它又是一门综合性学科，与多孔介质理论、表面物理、物理化学、固体力学、生物学等学科交叉。目前的研究主要集中在单相渗流理论、多相渗流理论、双重介质渗流理论、渗流基本规律和多孔介质理论。
渗流理论的应用也非常广泛。如生物医学领域、海水入侵、水利水电工程、农林工程、冻土工程等。都需要分析渗流。
研究渗流区水头或地下水位的分布，渗流对建筑物基础的作用力，渗流流量、渗流速度以及渗流对多孔结构的影响。
按其适用范围，大致可分为地下渗流、工程渗流、生物渗流三个方面。
CFD模拟在多孔介质中的应用
ANSYS Fluent中的多孔区可以分析液体在多孔介质中的流动趋势。
这次用一个简单的模型来模拟液体在多孔介质中的流动。
上图阴影区域对应的是下图视频中的多孔介质区域。
渗透和渗漏
在现实生活中，经常会观察到液体渗透到固体缝隙中。为了分析这种现象，我们引入了渗流的概念。
渗透
地下水在岩石孔隙或多孔介质中运动，液体在弯曲孔隙中以不同的速度流动。为了研究地下水的整体运动特征，引入了渗流的概念。
渗出
具有实际水流特征(流量、水头、压力、渗透阻力)并持续充满整个含水层空间的虚拟水流；它是一种假想的水流，代替了真实的地下水流。
其特征在于：
(1)假设水流的性质与真实地下水流的性质相同；
(2)充满含水层的空隙空间和岩石颗粒占据的空间；
(3)移动时的阻力等于实际水流的阻力；
(4)通过任何断面的流量和任何点的压力或水头都与实际流量相同。
渗流场
渗流场是指假想水流所占据的空间面积，包括孔隙和岩石颗粒所占据的全部空间。
多孔介质
受多孔介质特性的影响。而天然和人造多孔介质一般具有以下特点：孔隙尺寸小；比表面积非常大。
多孔介质的特性使得渗流具有以下特征
表面分子力显著，毛细作用突出；
流动阻力大，流速一般较慢，惯性力往往可以忽略不计。
多孔介质的特性
(1)孔隙度有效孔隙和死端孔隙
孔隙度：指多孔介质中孔隙体积占多孔介质总体积的比值。
有效孔隙：多孔介质中相互连通且未被束缚水占据的那部分孔隙。
有效孔隙度：多孔介质中有效孔隙体积与多孔介质总体积的比值。
死端孔隙：多孔介质中一端与其他孔隙相连，另一端封闭的孔隙。
(2)连通性是封闭和平滑的，有效和无效的。
(3)可压缩固体颗粒和孔隙的压缩性推导。
(4)多相固-液-气三相可以共存。
影响渗流的各种力
油、气、水在多孔介质中的渗流主要受以下力的影响：
1.液体的重力
重力可以是动力，也可以是阻力。
2.多孔介质的可压缩性和流体的弹性力
油气存在于地下岩层中，不开采时岩石和流体处于平衡压力的平衡状态。随着油气的不断开采，油气层中的压力逐渐降低，上覆地层与油层的压差逐渐增大，会导致岩石变形，导致岩石孔隙度降低，即内部孔隙体积减小，多孔介质中的流体逐渐向低压方向流动。渗流方向也会改变。
3.毛细力
多孔介质可以看作是固体中许多毛细血管的存在，这些毛细血管是分散的，相互连通的。当渗流发生时，一种流体取代另一种流体，导致两种流体界面处的压力突变，这称为毛细管压力。
4.流体的粘度和粘滞力
流体流动时，在分子间内聚力的作用下，不同流速的流体之间会产生相互作用力，加速低速，制约高速。流体的这种特性叫做粘度。
流体的粘度与流体的种类、温度和压力有关。
渗流中，粘滞力是阻力，功耗是主要因素。
用于渗流时克服流体粘滞阻力。渗流的驱动类型
渗流的驱动类型主要有：重力水压驱动、弹性驱动、气压驱动、溶解驱动以及重力驱动。
◆ 重力水压驱动：利用水深压力或人工注水产生水压来驱动。
◆ 弹性驱动：由于一侧压力下降引起的岩石及液体的弹性膨胀。
◆ 气压驱动：利用不溶于液体的气体，增加气体压力来驱动。
◆ 溶解气驱：当压力低于饱和压力时，不断分离的溶解气驱动油层的方式。
◆ 重力驱动：受重力作用引起的流动。
渗流过程一般受多种驱动方式作用，一种起主要作用，其他起辅助作用。随着渗流过程的变化，驱动方式也会发展变化。
浸润性对渗流的影响
浸润
指液体与固体接触时，液体会逐渐渗入或附着在固体表面的现象，该种液体相对于此固体为浸润液体。
不浸润
液固接触时，液体不会沿固体表面附着也不会渗透到固体内部的现象，该液体相对于此固体为不浸润液体。
浸润和不浸润主要受分子作用力影响。
◆ 如果附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子间的作用表现为引力，附着层有收缩的趋势，就像液体表面张力的作用一样，这样液体和固体之间表现为不浸润。
◆ 如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，分子间的作用力表现为斥力，附着层有扩展的趋势，液体与固体之间表现为浸润。
影响浸润性的因素
在一定条件下，浸润性与温度、压力等因素有关。
流体的性质等因素也可能影响固体表面的浸润性。例如，含有表面活性物质的流体与固体表面接触后，可能改变后者的浸润性。
有些固体表面的浸润性呈现复杂的状态。例如，由于曾经与不同的液体接触，在同一块储油岩石上可能出现亲油表面和亲水表面同时存在的现象。
浸润性对技术生产的影响
不同的液体固体浸润性不同，流体在多孔介质中运动的规律也不同，进而也会影响工业农业的生产过程。
例如，不同地质地矿下储油岩石的浸润性不同，则渗流力学计算方法、油田开发原则和生产控制措施都不同。
渗透率
渗透率是在渗流力学中用来衡量流动特性的物理量。
多孔介质内部存在许多允许流体流过的细小空间的性质称为渗透性，用来衡量渗透性强弱的物理量称为渗透率。
举个例子，在能源开采方面，地层渗透率愈大，生产能力及采收率也愈大。有研究表明：岩石的浸润程度对于基质吸渗速度有显著影响。一般亲水性越强，渗透率越高，吸渗排油越快，采油速度也越快。
渗透率值计算
渗透率值由达西定律计算可得，计量单位为毫达西，符号为mD。渗透率的SI单位制为平方微米。两者的换算系数为1mD=0.0009869平方微米。工程上常用达西和千分达西，即千分之一达西。一般砂岩油层的渗透率为200～1000千分达西。
