摘要：为提高多糖驱油数值模拟的准确性，文章提出一种基于幂律流体模型和毛细管束理论的剪切速率计算方法。通过推导多糖在多孔介质中的剪切速率表达式，结合流变实验数据，计算出特定油藏条件下的剪切速率。结果表明，剪切速率与渗透率呈幂函数关系、与达西流速呈线性关系。该方法可为多糖溶液的黏度测试提供理论依据，并为油藏数值模拟提供更准确的黏度参数。

　　关键词：生物多糖；剪切速率；幂律流体；多孔介质；数值模拟；黏度

　　目前，聚丙烯酰胺（HPAM）驱油的数值模拟中，黏度参数多基于其流变实验数据确定[1]。然而，以生物多糖（如黄原胶）作为驱油剂时，由于其独特的流变特性（如剪切稀变性和弹性），直接沿用HPAM的黏度测试方法会导致模拟结果偏差较大[2]。剪切速率是影响多糖溶液黏度的关键因素，准确确定油藏条件下多糖的剪切速率，对获取可靠的黏度参数至关重要。

　　本文基于幂律流体本构方程和毛细管束模型，推导适用于多孔介质中多糖溶液的剪切速率计算公式，并通过流变实验验证模型的有效性。

　　1多孔介质内的剪切速率方程推导

　　假设流体在半径为r的毛细管中作稳态层流流动，忽略惯性效应。在圆柱坐标系中，流动方向为轴向，速度仅沿径向变化。

　　对于稳态流动，压力梯度驱动流动，剪切应力在径向的平衡方程为：

　　3油藏条件对剪切速率的影响规律

　　3.1油藏渗透率对剪切速率的影响

　　当油藏孔隙度为0.2，0.13%多糖溶液的达西流速为10 m/d，剪切速率随渗透率变化而变化，如图2所示。结果显示，当渗透率达到2 000 mD时，剪切速率仅为1 s-1左右，而当渗透率低于100时，剪切速率为5 s-1左右。剪切速率与渗透率呈幂函数关系，可用式（27）表示。

　　3.2油藏达西流速对剪切速率的影响

　　当油藏孔隙度为0.2，渗透率为100 mD时，计算得到0.13%多糖溶液剪切速率随达西流速的变化如图3所示。结果显示，当流速达到10 m/d时，剪切速率超过5 s-1，而当流速低于3 m/d时，剪切速率不足1 s-1。剪切速率与渗透率呈线性关系，可用式（28）表示。

　　y=0.5157x+7E-16（28）

　　4结论

　　基于幂律流体模型和毛细管束理论，本研究推导出剪切速率与渗透率、孔隙度、达西流速等参数的数学表达式，通过流变实验确定0.13%黄原胶溶液的幂律系数为0.620 8，并计算出在典型油藏条件（渗透率100 mD，孔隙度0.2，流速10 m/d）下的剪切速率约为5.16 s-1。结果表明，剪切速率与渗透率呈幂函数负相关关系，与达西流速呈线性正相关关系。该方法可为生物多糖溶液的室内黏度测试提供合理的剪切速率范围，进而为油藏数值模拟提供更准确的黏度参数，提升多糖驱油开发效果的预测精度。

参考文献

　　［1］韦雨柔.油田驱油聚合物溶液黏度的影响因素研究［J］.化学工程与装备,2024(7):20-22.

　　［2］李秀秀,尚静,杨曦,等.多糖的增稠、胶凝及乳化特性研究进展［J］.食品科学,2021,42(15):300-308.