基于逾渗方法的裂隙储层渗透性模拟

裂隙储层具有强烈的非均质性及储层渗透性预测难度大的特点,利用逾渗理论来研究裂隙储层深层复杂介质渗透性,是当前研究的热点问题.基于连续逾渗,将裂隙网络模型合理简化.使用排除体积对裂隙密度进行无量纲化,从而使裂隙的渗透性与裂隙的形状无关.首先使用Monte Carlo方法得到裂隙在不同密度时的网络图,而后使用ComsolMultiphysics中的有限元求解器得到流体在裂隙中的速度和压力分布图,数值模拟表明:随着裂隙密度的增加,裂隙的连通性增加,进而流体在裂隙中的渗透性也增加;最后使用有限尺度转换定律和尺度放大思想,通过重复子区域的方法求解每个小区域的渗透性,得到裂隙储层在不同尺度下的渗透性,分析得到储层平均渗透性和无量纲化裂隙密度之间的关系.模拟得到的渗透率值和FRACA软件得到渗透率泊松相关系数为0.885.该规则的发现为逾渗理论从小尺度放大到宏观物理模型即储层尺度提供了一个理论依据.     

逾渗模型的地震学含义

本文根据地震统计力学的结果从理论上讨论了逾渗模型的地震学含义,指出用这类几何相变模型研究地震破裂问题的处理方法不仅仅是一种唯象的类比,从其物理意义出发能够得到一些富有启发性的结果,并可在一定程度上明确逾渗模型应用于地震破裂和地震活动性研究的能力和限度。     

地震活动的逾渗模型及临界状态的研究

利用现代非线性物理理论及震源理论,结合地震活动的特点,建立了地震活动的逾渗模型．把一次大地震孕育发展的过程看做一次逾渗相变过程,应用重正化群方法处理了逾渗相变．把逾渗相变中的相关长度为无穷大作为重正化群变换中的不动点,在不动点下计算系统的临界性质,得到了逾渗概率指数、相关长度指数等临界指数．利用1975年海城地震以及1976年唐山地震前后的地震活动资料,对两次地震的逾渗相变过程进行了讨论．     

逾渗与岩石破裂的计算机模拟研究

用计算机模拟方法研究了岩石破裂的逾渗模型，给出了在微裂隙随机分布情况下破裂集团的分布图象、破裂集团的大小分布规律、总破裂集团数、集团平均大小、ｂ值、逾渗分维Ｄ及临界情形。所得结果与其他模型和实验基本一致，表明通渗模型是描述岩石破裂扩展演化过程的一种较合适的模型。还发现了岩石破裂过程存在的两个转折点，深入研究这两个转折点附近岩石的宏观性质，可为探索地震孕育演化过程的前兆性质提供依据。     

利用逾渗模型研究辽宁地区的地震活动

首先,我们利用现代非线性物理理论及震源理论建立了适合地震活动的逾渗模型。然后,我们利用这一模型,对辽宁地区１９７０年以来的地震活动进行了研究。通过对地震活动的逾渗相变过程中逾渗阈值附近的各种临界指数的计算,对破裂概率达到或超过逾渗阈值的子区域进行了讨论并对近期辽宁地区的地震活动趋势进行了探讨。     

基于逾渗模型的泥页岩导电机理模拟

泥页岩储层储集空间以纳米/微米级的微孔隙和微裂缝为主,结构复杂,加之干酪根和黏土矿物含量较高,并含有一定量的黄铁矿等导电矿物,造成储层导电机理异于常规储层,岩电实验I-S_w曲线呈现非线性特征,阿尔奇公式等传统评价模型适用性较差.针对上述问题,根据实际岩心实验资料,结合随机算法建立三维逾渗模型并通过数值模拟和超松弛迭代法进行求解,分析泥页岩储层非阿尔奇性产生原因以及泥页岩储层电性的影响因素及规律.模拟结果显示,岩石孔隙拓扑结构和形状尺寸、矿物组成以及地层水电阻率等因素均对泥页岩储层电阻率产生不同程度的影响,通过改变上述因素的设定值,可以建立储层电阻率与各因素的单相关关系,并据此建立修正模型,实现储层含水饱和度的计算.该模型在四川某页岩气产区取得了较好的效果,具有良好的应用前景,为利用逾渗模型模拟方法解决油田勘探开发中的复杂问题提供了新思路.

     

不同矿化度下泥质对岩石电性影响的逾渗网络研究

为了进一步认识泥质对岩石宏观电性的影响规律,本文利用非规整三维逾渗网络模型,通过数值模拟研究了不同矿化度下泥质对岩石电性影响的规律. 模拟结果表明：在中低矿化度下,泥质对岩石导电整体上呈现减阻作用,随着泥质含量的增加,电阻率降低的速度减慢;中等矿化度下泥质的减阻效果明显弱于低矿化度下的减阻效果;在高矿化度下泥质对岩石导电整体上呈现增阻作用. 在高矿化度、高含水饱和度下泥质对岩石电性的影响较小. 泥质起减阻、增阻作用的具体矿化度范围取决于储层的孔隙度、连通性以及地层温度等特性.     

致密砂岩衰减岩石物理图板分析:储层微裂隙预测

致密砂岩储层普遍具有孔隙度低、微裂隙发育的特点,岩石内部常含有强烈的结构非均质性.致密砂岩发育的微裂隙使储层具有良好的连通性,促成高饱和气的天然气成藏.针对川西某探区须家河组高含气饱和度致密砂岩,本文选取致密砂岩岩心样本,进行了不同围压下的超声波实验测量.考虑储层完全饱气情况下的粒间孔隙、微裂隙双重孔隙结构,采用Biot-Rayleigh双重孔隙方程,构建致密砂岩岩石物理模型,进而分析了裂隙含量对纵波频散和衰减的影响.基于地震波衰减,构建了致密砂岩多尺度岩石物理图板.采用谱比法和改进频移法估算致密砂岩样本及储层衰减,对超声和地震频带下的图板进行校正.将校正后的图板应用到研究工区,选取二维测线和三维区块,进行储层孔隙度和裂隙含量的定量预测.对比实际资料进行分析,结果显示,本文预测的孔隙度和裂隙含量与三口测井的孔隙度曲线和实际产气情况基本吻合,基于孔隙-裂隙衰减岩石物理模型有效地预测了优质储层的分布区域.

     

致密砂岩衰减岩石物理图板分析:储层微裂隙预测

致密砂岩储层普遍具有孔隙度低、微裂隙发育的特点,岩石内部常含有强烈的结构非均质性.致密砂岩发育的微裂隙使储层具有良好的连通性,促成高饱和气的天然气成藏.针对川西某探区须家河组高含气饱和度致密砂岩,本文选取致密砂岩岩心样本,进行了不同围压下的超声波实验测量.考虑储层完全饱气情况下的粒间孔隙、微裂隙双重孔隙结构,采用Biot-Rayleigh双重孔隙方程,构建致密砂岩岩石物理模型,进而分析了裂隙含量对纵波频散和衰减的影响.基于地震波衰减,构建了致密砂岩多尺度岩石物理图板.采用谱比法和改进频移法估算致密砂岩样本及储层衰减,对超声和地震频带下的图板进行校正.将校正后的图板应用到研究工区,选取二维测线和三维区块,进行储层孔隙度和裂隙含量的定量预测.对比实际资料进行分析,结果显示,本文预测的孔隙度和裂隙含量与三口测井的孔隙度曲线和实际产气情况基本吻合,基于孔隙-裂隙衰减岩石物理模型有效地预测了优质储层的分布区域.     

基于核磁共振的致密油藏自发渗吸及驱替特征研究

为了揭示致密油藏自发渗析驱油特征及驱替速度对驱油效率的影响,以长8致密油藏为研究对象,制作了单一介质和双重介质岩心,分别开展了自发渗吸实验和自发渗吸+不同驱替速度的核磁共振测试.实验结果表明:长8致密油藏以小孔发育为主要特征,在自发渗吸作用过程中,单一介质岩心大孔中油的动用程度要大于小孔,而双重介质岩心则表现出相反的趋势,且单一介质岩心与双重介质岩心小孔中油的动用程度相差不大;对于小孔占优势的致密油藏而言,微裂隙对提升自发渗吸效率的效果并不明显,自发渗吸驱油效率提升的关键在于增加致密油藏大孔中油的动用程度.自发渗析作用发生后,提高驱替速度能够提升驱油效率,但驱油效率增加不显著,驱油效率的提升得益于致密油藏大孔中的油被不断驱出,且较高的驱替速率不利于岩心发挥其自发渗吸的优势,0.06 ml/min的驱替速度能使微细孔喉致密砂岩获得最佳驱油效率.     

密度对非饱和粘土渗透系数的影响研究

取三峡库区某滑坡滑带土制备不同干密度的重塑土样进行饱和渗透试验和非饱和土水特征曲线试验,得到不同干密度重塑土样的土水特征曲线,通过理论公式预测出相应的非饱和渗透系数,进而得到不同干密度重塑土样渗透系数与基质吸力的关系.结果显示:渗透系数随着基质吸力的增大而呈非线性减小,当基质吸力较高时,渗透系数随基质吸力的变化比较小;...     

基于Hyposat方法的辽宁地区地壳一维速度模型研究

合适的地壳速度模型可以帮助地震学家准确判断地震测定精度。目前辽宁台网使用的速度模型是利用华南地区天然地震和人工爆破资料获得的两层平均速度模型。对近年来发生在辽宁地区的较大地震震相进行了提取、拟合、折合走时等分析,使用Hyposat定位方法计算出更适合于辽宁地区地壳结构的一维速度模型。研究表明,新模型在地震定位中比华南模型的定位效果更好,其走时残差和震中差都要优于华南模型,更加符合辽宁地区地壳结构。     

基于反分析赋权方法的岩爆预测云模型研究

为了综合考虑岩爆预测实践中的随机性与模糊性,云模型理论被引入到岩爆预测方法中。然而现有岩爆预测云模型的指标权重值在客观性和准确性方面尚需提高,为此本文提出基于反分析赋权方法的岩爆云模型。在给出该模型具体实现步骤的基础上,推导建立优化目标函数之后选用洞室最大切向应力与岩石抗压强度的比值、岩石抗压强度与抗拉强度的比值、弹性能量指数等作为评判指标,基于18个岩爆工程实例,利用Matlab软件开展了指标权重的反分析计算。最后,将新建立的岩爆预测云模型应用于江边水电站和马路坪矿的岩爆预测中,并与主观赋权方法云模型的预测结果对比分析,检验了其可行性与有效性。研究表明,基于反分析赋权方法的岩爆预测云模型赋权过程中主观性干扰因素较小,预测结果准确率较高。     

岩石损伤软化的修正本构模型

利用服从Weibull分布的岩石微元强度表示方法,基于Drucker-Prager破坏准则,通过引入损伤变量的修正系数,利用应力-应变关系曲线峰值点处的应力、应变确定Weibull分布参数的关系式,建立不同围压下的损伤软化本构模型。该模型参数较少且易于确定,其参数的确定方法揭示了模型参数的物理意义。与前人的研究成果进行对比分析,结果表明该模型比未修正前有着明显的优越性,且与实测结果吻合较好,分析结果显示出该模型的合理性。     

一种改进投影系数计算的快速ART算法

代数重建（ART）是图像重建领域中的重要方法。为了提高ART算法的重建速度,本文提出了一个新的通过判别射线与网格的相交状况快速计算投影系数的算法。该算法主要使用简单的诸如加减法以及比较运算来计算投影系数。避免了传统算法中的求交排序计算,因而重建速度大大提升。仿真实验使用Shepp-Logan模型,实验结果显示该算法重建效率优于传统算法。     

基于核磁共振双截止值的致密砂岩渗透率评价新方法

对比分析致密砂岩岩心在完全含水状态和束缚水状态下的核磁共振T₂谱,明确了致密砂岩孔隙中流体的赋存状态和渗流规律,指出常规核磁共振方法预测渗透率的局限性并提出核磁共振双截止值的概念.基于核磁共振双截止值,将储集空间细分为完全可动、完全束缚、部分可动等三部分,分析不同孔隙组分对渗透率的影响,并应用三组分法建立了核磁共振渗透率表征新模型.研究表明：致密砂岩渗透率与完全可动流体饱和度、部分可动流体T₂几何平均值、核磁孔隙度成正比,与完全束缚流体饱和度成反比.在此基础上,结合完全含水核磁共振T₂谱的二阶差分得到了双截止值的自适应确定方法,可以连续地计算储层双截止值.将该研究成果应用于生产实践,渗透率计算精度有较大的提高.

     

裂隙土等效连续介质的渗透张量及表征单元体积

裂隙土的渗透特性是裂隙土边坡稳定性分析中重要的参数。文中通过分别考虑随机裂隙网络和土体本身的渗透性,推导裂隙土的渗透系数,并用张量的形式表示渗透系数的各向异性。同时建立了确定裂隙土表征单元体积的准则,为应用等效连续介质模型提供了基础。结果表明裂隙土的渗透系数大于裂隙网络和土体的渗透系数,其渗透方向取决于裂隙网络的渗透方向。算例中裂隙土的表征单元体积大约是裂隙长度平均值的5倍。     

基于变异系数法的甘肃省防震减灾规划编制评估方法研究

防震减灾规划编制质量的评估将是防震减灾规划研究的重要内容。借鉴美国、日本的防灾规划评估标准和方法,选取防震减灾规划编制的科学性、完备性、指导性、前瞻性、协调性、可行性和更新机制七个评估指标,应用变异系数法、专家打分法和综合评价模型探索研究甘肃省防震减灾规划编制的评估方法。     

确定厚型防火涂料高温导热系数的实用方法

目前,厚型防火涂料高温导热系数的取值尚不清楚,因而无法准确地对厚型防火涂料保护的结构进行抗火理论分析和设计。针对这一问题,本研究将厚型防火涂料视为主要由粘结基料和隔热骨料所组成的复合物,利用并联和串联2种计算模型,分别建立了厚型防火涂料的高温导热系数计算公式;采用得到的高温导热系数值进行温度场分析,并将计算值与实测值进行对比。结果表明,利用并联模型公式得到的厚型防火涂料高温导热系数取值最为合理。据此,给出了确定厚型防火涂料高温导热系数的实用方法,为解决厚型防火涂料高温导热系数的取值问题提供了一条有效途径。     

一种基于TV/L2模型的双极图像细节分解方法

基于TV/L2模型的总变差最小化方法在图像分解过程中受到正则化参数的影响。本文通过分析发现,当不同于经典模型而设置较小的正则化参数时,分解的图像特性发生了重要改变。据此,本文提出了一种新的基于TV/L2模型的双极性图像细节分解方法,该方法在正则化参数较小的情况下将观测图像分解为一个近似图像分量和两个具有正、负不同极性并反映不同信息的细节图像分量。将这种新的图像分解方法应用于印刷电路板CT图像的处理中。实验结果表明,通过综合利用本图像分解方法得到的图像细节信息,可以在有效抑制金属伪影的同时增强PCB图像中的有用信息。