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】：盡管巖石物理實驗可以取得多孔介質(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)的巖石物理實驗方法有時仍難以達到實驗?zāi)康摹２⑶覀鹘y(tǒng)的巖石物理實驗還有測試周期長、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。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、實用化、多面化的方向發(fā)展。本論文以實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)字巖心方法存在費時較長、孤立點較多等缺點,本文通過定義孔隙與骨架的邊界點選取準(zhǔn)則,提出基于擇多算子算法選取的對象點與孔隙骨架邊界點交換作為新系統(tǒng)的生成方案,改進了傳統(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,改進的數(shù)字巖心模型更加接近實際的巖心。最后,使用有限元方法對所建數(shù)字巖心模型進行導(dǎo)電性數(shù)值模擬研究,實現(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13-15
• 1.4.1 取得的主要成果13-14
• 1.4.2 創(chuàng)新點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 實際巖心的微觀結(jié)構(gòu)分析25-29
• 第4章 基于改進的模擬退火法的數(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充優(yōu)化方案31-33
• 4.4 建模實例與效果分析33-37
• 4.4.1 建模資料的提取33-34
• 4.4.2 補充優(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)論及認識47-48
• 參考文獻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

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本文編號：544735