本文關(guān)鍵詞：基于模擬退火法的數(shù)字巖心重構(gòu)技術(shù)及導(dǎo)電性數(shù)值模擬研究

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【摘要】：盡管巖石物理實(shí)驗(yàn)可以取得多孔介質(zhì)中的地球物理性質(zhì),但隨著科研和生產(chǎn)的要求不斷提高,對于一些特殊的儲層樣品,采用傳統(tǒng)的巖石物理實(shí)驗(yàn)方法有時仍難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�。并且傳統(tǒng)的巖石物理實(shí)驗(yàn)還有測試周期長、成本高、數(shù)據(jù)結(jié)果干擾大等弊端。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值模擬技術(shù)正逐漸受到人們越來越多的關(guān)注,作為一種新興的巖石物理研究方法,數(shù)字巖心技術(shù)具有成本低、效率高、應(yīng)用方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。在眾多國內(nèi)外專家學(xué)者的努力下數(shù)值模擬正在向精確化、實(shí)用化、多面化的方向發(fā)展。本論文以實(shí)際的二維巖心切片為基礎(chǔ),使用人工閾值分割方法對二維巖心切片進(jìn)行孔隙和骨架的二值化分割處理。數(shù)字巖心模型的構(gòu)建,需要建立在原始巖心孔隙空間的幾何特征的基礎(chǔ)之上,所以本文研究了原始巖心的微觀孔隙空間特性,對巖心孔隙半徑、喉道半徑、孔隙形狀因子、孔喉比等參數(shù)的空間概率分布進(jìn)行統(tǒng)計分析,以定量地描述原始巖心空間孔隙形態(tài)。最終以實(shí)際巖心孔隙空間分布特征為約束條件,使用模擬退火法建立三維的數(shù)字巖心模型。針對傳統(tǒng)的模擬退火建立數(shù)字巖心方法存在費(fèi)時較長、孤立點(diǎn)較多等缺點(diǎn),本文通過定義孔隙與骨架的邊界點(diǎn)選取準(zhǔn)則,提出基于擇多算子算法選取的對象點(diǎn)與孔隙骨架邊界點(diǎn)交換作為新系統(tǒng)的生成方案,改進(jìn)了傳統(tǒng)的模擬退火建模方法。計算結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的模擬退火法建模結(jié)果相比,改進(jìn)的數(shù)字巖心模型更加接近實(shí)際的巖心。最后,使用有限元方法對所建數(shù)字巖心模型進(jìn)行導(dǎo)電性數(shù)值模擬研究,實(shí)現(xiàn)了三個主軸方向上的導(dǎo)電性差異分析。從模擬結(jié)果看,雖然本次所建數(shù)字巖心模型的導(dǎo)電性在不同方向具有一定差異,在Z軸方向與其他方向上的差異尤為突出,而在X軸方向和Y軸方向?qū)щ娦圆町悇t相對較小,這可能與約束函數(shù)的給定方式有關(guān)。但總體上,隨著孔隙度的變化數(shù)字巖心的電導(dǎo)率呈指數(shù)規(guī)律變化,經(jīng)公式擬合求取的巖心系數(shù)和膠結(jié)指數(shù)與理論結(jié)果相符,這驗(yàn)證了有限元法計算數(shù)字巖心導(dǎo)電性的可行性和準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)值模擬 數(shù)字巖心 模擬退火法 微觀孔隙結(jié)構(gòu) 有限元方法
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P618.13;P628
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 論文的研究目的及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 數(shù)字巖心建模技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 巖石物理數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文的研究內(nèi)容13
• 1.4 本文取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)13-15
• 1.4.1 取得的主要成果13-14
• 1.4.2 創(chuàng)新點(diǎn)14-15
• 第2章 數(shù)字巖心建模技術(shù)的微觀圖像處理15-22
• 2.1 巖心圖像的預(yù)處理15-17
• 2.2 巖心圖像的圖像分割技術(shù)17-19
• 2.3 實(shí)際樣品巖心圖像的處理19-22
• 第3章 巖心微觀孔隙結(jié)構(gòu)分析22-29
• 3.1 孔隙特征及相關(guān)參數(shù)的計算22-24
• 3.1.1 孔隙半徑的計算22-23
• 3.1.2 孔隙形狀因子的表征方法23-24
• 3.2 喉道識別及相關(guān)參數(shù)的計算24-25
• 3.2.1 喉道長度的計算方法24
• 3.2.2 喉道半徑的計算方法24-25
• 3.2.3 孔喉比的計算方法25
• 3.3 實(shí)際巖心的微觀結(jié)構(gòu)分析25-29
• 第4章 基于改進(jìn)的模擬退火法的數(shù)字巖心建模技術(shù)29-37
• 4.1 模擬退火法建立數(shù)字巖心的基本原理29-30
• 4.2 數(shù)字巖心的建模函數(shù)30-31
• 4.3 基于模擬退火法的補(bǔ)充優(yōu)化方案31-33
• 4.4 建模實(shí)例與效果分析33-37
• 4.4.1 建模資料的提取33-34
• 4.4.2 補(bǔ)充優(yōu)化算法參數(shù)設(shè)置34-35
• 4.4.3 數(shù)字巖心建模結(jié)果35-37
• 第5章 基于有限元方法的電阻率數(shù)值模擬37-47
• 5.1 有限元法的基本原理37-38
• 5.2 有限元法的單元劃分及結(jié)點(diǎn)編號38-39
• 5.3 有限元法計算數(shù)字巖心有效電導(dǎo)率的理論推導(dǎo)39-42
• 5.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析42-47
• 第6章 結(jié)論及認(rèn)識47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果52-53
• 后記和致謝53

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：544735