为了充分了解裂缝的导流机制,需要进行模拟裂缝流动的测试,但国内外没有统一的测试标准和方法。许多学者对此开展了多方面研究
[3,4,5,6],但仍存在诸多不足,例如制作的模拟裂缝较大,裂缝面较宽,没有形成具有标定性质的裂缝组,无法横向比较。对于裂缝内流体流动的计算方程,国内外也有不同的研究结论。有学者基于非线性Izbash定律描述气体在自支撑裂缝中流动的特征方程,或基于流动特征方法建立自支撑裂缝导流能力计算公式
[7,8],但未结合裂缝缝高相关参数。陈国灿
[9]用差分方法模拟二维裂缝性多孔介质中的单相达西流动,求解基于降维模型推导的流体流动方程,但未考虑流动状态的变化。Zaouter等
[10]从Navier-Stokes方程、连续性方程和气体状态方程出发,建立考虑雷诺数的裂缝面的流量-压力-梯度关系,但未区分流动状态。Espinosa-Paredes等
[11]对裂缝性多孔介质进行了标度分析,确定了裂缝性多孔介质研究的特征尺度,划分不同区域,建立裂缝流动的连续性方程。Vu等
[12]建立了描述流体在多孔介质中流动的单一边界积分方程。Chen等
[13]利用双参数方程对Forchheimer非线性系数对峰值粗糙度的依赖性进行了敏感性分析,证明在非达西流动模型的发展中考虑裂缝粗糙度的重要性,却忽略了裂缝自身的材料性质。综合来看,虽然国内外学者对裂缝内流体流动和导流能力计算进行了广泛研究,但还没有形成适合界定裂缝内流体流动形式的方法。因此,有必要结合非线性流动模型与流体力学基本规律,建立针对裂缝内流动状态转换界限标定的实验评价方法,对裂缝导流能力进行深入研究。