本文關(guān)鍵詞： 裂隙網(wǎng)絡(luò) 隨機模擬 布爾模擬 多點地質(zhì)統(tǒng)計 溶質(zhì)運移　出處：《南京大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著石油工業(yè)和核工業(yè)的迅速發(fā)展,裂隙介質(zhì)的準(zhǔn)確刻畫及溶質(zhì)在其內(nèi)部的運移問題得到越來越多的重視,也成為水文地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一。因為裂隙介質(zhì)不僅是油氣資源的天然儲庫和運輸通道,也是各種工業(yè)廢料、核廢料的地質(zhì)處置庫。識別、預(yù)測并定量表征裂隙介質(zhì)的分布,建立系統(tǒng)的裂隙介質(zhì)模型是探索、開發(fā)油氣資源,并防止其泄漏,造成污染的核心問題之一。然而,裂隙介質(zhì)有很強的空間變異性和各向異性,導(dǎo)致賦存于其中的地下水也存在著分布與流動的不均勻性,裂隙介質(zhì)的模擬,根本在于對其幾何特征的刻畫,因此尋求一種準(zhǔn)確刻畫裂隙幾何特征的方法是裂隙介質(zhì)模擬的關(guān)鍵。裂隙介質(zhì)的幾何特征包括裂隙率、位置、跡長、走向和開度等。然而大多數(shù)裂隙均深埋于巖體內(nèi)部,無法直接測量其相關(guān)幾何特征,這些特征在空間上的分布都具有很強的不確定性,但也都遵循著一定的分布規(guī)律。因此,基于統(tǒng)計學(xué)原理,通過隨機模擬方法建立裂隙網(wǎng)絡(luò)模型受到越來越多的關(guān)注。本文在充分了解和總結(jié)國內(nèi)外裂隙網(wǎng)絡(luò)模型的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,選取布爾模擬和多點地質(zhì)統(tǒng)計兩種隨機模擬方法對裂隙網(wǎng)絡(luò)及其溶質(zhì)運移模擬進(jìn)行研究,具體的研究成果包括以下幾個方面:1.詳細(xì)介紹了裂隙網(wǎng)絡(luò)模型的發(fā)展歷史及各方法的優(yōu)缺點,并著重介紹了布爾模擬方法及多點地質(zhì)統(tǒng)計方法的運算原理和模擬過程;2.分別利用布爾模擬和多點地質(zhì)統(tǒng)計方法對某一典型裂隙介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隨機模擬,并通過與真實裂隙場的跡長、走向等幾何參數(shù)的對比來評價其模擬精度;3.應(yīng)用布爾模擬及多點地質(zhì)統(tǒng)計模擬方法對某理想二維裂隙研究區(qū)進(jìn)行還原,并將生成的二維裂隙網(wǎng)絡(luò)模型與MODFLOW和MT3DMS結(jié)合,進(jìn)行水流及溶質(zhì)運移模擬�？梢钥吹�,隨著時間的推移,溶質(zhì)按照裂隙發(fā)育的方向運移,優(yōu)勢流現(xiàn)象明顯;改變裂隙滲透系數(shù)與基巖滲透系數(shù)系數(shù)的比值進(jìn)行觀測,可以看出隨著比值的不斷增大,裂隙研究區(qū)水流的各向異性及優(yōu)勢流現(xiàn)象越來越明顯,兩種隨機模擬方法都是裂隙網(wǎng)絡(luò)生成及溶質(zhì)運移模擬的有效工具。
[Abstract]:With the rapid development of petroleum industry and nuclear industry, more and more attention has been paid to the accurate characterization of fractured medium and the transport of solute in its interior. It has also become one of the hotspots in the field of hydrogeology, because the fractured medium is not only a natural reservoir and transportation channel for oil and gas resources, but also a geological repository for all kinds of industrial waste and nuclear waste. It is one of the core problems to predict and quantitatively characterize the distribution of fractured media and to establish systematic fracture media models to explore, develop oil and gas resources, prevent their leakage and cause pollution. There is strong spatial variability and anisotropy in fractured media, which leads to the heterogeneity of distribution and flow of groundwater. The simulation of fractured medium lies in the characterization of its geometric characteristics. Therefore, it is the key to find an accurate method to describe the geometric characteristics of fracture media, which includes fracture rate, location, trace length, strike and opening, etc. However, most fractures are deeply buried in rock mass. It is impossible to measure the geometric features directly. The spatial distribution of these features is very uncertain, but they all follow a certain distribution law. Therefore, based on the principle of statistics, More and more attention has been paid to the establishment of fracture network model by means of stochastic simulation. In this paper, the development history and present situation of fracture network model at home and abroad are fully understood and summarized. Two stochastic simulation methods, Boolean simulation and multipoint geostatistics, are selected to study the simulation of fracture network and its solute transport. The specific research results include the following aspects: 1.The development history of fracture network model and the advantages and disadvantages of each method are introduced in detail. The operation principle and simulation process of Boolean simulation method and multipoint geostatistical method are emphatically introduced. The stochastic simulation of a typical fractured medium network is carried out by using Boolean simulation and multipoint geostatistical method respectively. The simulation accuracy is evaluated by comparing the trace length and strike with the real fracture field. The Boolean simulation and the multi-point geostatistical simulation are used to restore the ideal two-dimensional fracture study area. The two-dimensional fracture network model is combined with MODFLOW and MT3DMS to simulate the flow and solute migration. It can be seen that the solute migrates in the direction of fracture development with time, and the dominant flow phenomenon is obvious. By changing the ratio of fracture permeability coefficient to bedrock permeability coefficient, it can be seen that with the increasing of the ratio, the anisotropy and dominant flow phenomenon of water flow in fracture study area become more and more obvious. Both stochastic simulation methods are effective tools for fracture network generation and solute transport simulation.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P641;X523

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本文編號：1504721