致密砂岩储层微观孔隙结构的分形研究

针对鄂尔多斯盆地陇东地区长7致密储层孔隙结构复杂、储层有效性评价困难的问题,基于分形理论,分别利用压汞曲线及CT图像对分形维数求解。通过计算的分形维数求解分形孔隙度,并与实验孔隙度对比。结果表明,两类分形维数的计算结果能反映其与孔隙结构间的关系,均表明该样品为中等非均质性。研究后认为,分形维数可以用于孔隙结构类型的表征。     

页岩气藏岩石孔隙分形特征

针对页岩非均质性强,难以用普通方法描述页岩孔隙结构的问题.以美国Fort Worth盆地石炭系Barnett组页岩和四川盆地志留系龙马溪组页岩为研究对象,基于分形理论和方法,以压汞实验测试结果为基础,对页岩孔隙结构展开定量化研究,计算了不同孔隙的分形维值,通过压汞曲线特征和分形曲线特征探讨了页岩孔隙结构特征.研究结果表明:页岩孔隙在特定范围内具有特定的分形特征,分形维数能够反映页岩内部孔隙结构;两类页岩压汞曲线区别在于大孔和微裂缝的发育情况;由不同形态的压汞曲线算得的分形维数双对数曲线也具有不同形态,计算分形维数时需按照不同形态分段拟合.龙马溪组页岩和Barneett页岩相比,孔隙结构更加复杂.     

多孔介质孔隙度与比表面积的分形描述

根据分形理论，提出了一个描述多孔介质孔隙空间分布的随机分形模型，并根据其构造方法，建立了孔隙度、比表面积与体积分形维数的关系。还利用压汞实验结果初步验证了孔隙的空间分形分布特征，同时根据文中提出的随机分形模型合理解释了压汞实验中的某些物理现象。     

卸荷岩体细观损伤演化的核磁共振测试

为研究卸荷岩体内部孔隙结构的细观损伤演化特征,以大理岩为岩样,分别进行初始围压为10、20和30 MPa,不同卸荷围压量的常规三轴卸荷试验和核磁共振测试实验,获得卸荷岩体的应力-应变曲线、横向弛豫时间T2分布、孔隙度及核磁共振成像图像.随着卸荷围压比的增大,岩石由弹性变形转化为塑性变形,岩样内小孔隙的孔径增大,大孔隙的数量增多且孔径增大;卸荷围压比低于90%,岩体损伤主要由孔隙数量的增多引起,卸荷围压比高于90%,损伤由孔隙数量和孔径均急剧增大引起;岩样的孔隙度随着卸荷围压比的增大而增大,且增速越来越快;核磁共振图像直观地反映卸荷岩体内部孔隙数量、孔径及结构变化情况.     

滨海软土微观孔隙测定方法研究

摘 要 土体孔隙结构是其重要物理力学指标,对研究土体变形、破坏有重要意义。本研究通过室内试验（SEM、CT技术）及数值模拟（ArcGIS）对滨海软土的孔隙结构、孔径大小及分布进行研究,就土体在分级荷载下的二、三维孔隙结构进行探讨。将基于CT试验的ArcGIS三维孔隙率、PCAS统计的SEM二维孔隙率、利用SEM二维图像计算的三维孔隙率、压汞试验实测孔隙率进行对比,分析不同方法测定孔隙率的精确度。同时对SEM图像进行测量和分析,统计不同孔径的孔隙数量随荷载的变化规律,从而分析软土的固结机理和微宏观力学性质。研究表明：随竖向荷载增大,土体大孔隙逐渐被压缩,孔隙平均直径逐渐减小,总孔隙体积减小,结构单元之间变得紧密,表观孔隙率减小。土体的轴向、径向和体积的收缩变形是由于孔隙的压缩以及颗粒的变形引起的,同时孔隙的分形维数受孔隙的压缩和颗粒的影响较大,周长-面积法求取孔隙的分形维数受阈值选取影响,但体积-面积法不受阈值选取的影响。     

滨海软土微观孔隙测定方法

土体孔隙结构是其重要物理力学指标,对研究土体变形、破坏有重要意义。通过室内试验(SEM、CT技术)及数值模拟(Arc GIS)对滨海软土的孔隙结构、孔径大小及分布进行研究,就土体在分级荷载下的二、三维孔隙结构进行探讨。将基于CT试验的Arc GIS三维孔隙率、PCAS统计的SEM二维孔隙率、利用SEM二维图像计算的三维孔隙率、压汞试验实测孔隙率进行对比,分析不同方法测定孔隙率的精确度。同时对SEM图像进行测量和分析,统计不同孔径的孔隙数量随荷载的变化规律,从而分析软土的固结机理和微宏观力学性质。研究表明:随竖向荷载增大,土体大孔隙逐渐被压缩,孔隙平均直径逐渐减小,总孔隙体积减小,结构单元之间变得紧密,表观孔隙率减小。土体的轴向、径向和体积的收缩变形是由于孔隙的压缩以及颗粒的变形引起的,同时孔隙的分形维数受孔隙的压缩和颗粒的影响较大,周长-面积法求取孔隙的分形维数受阈值选取影响,但体积-面积法不受阈值选取的影响。     

裂缝-孔隙型碳酸盐岩储层孔隙度下限的求解研究

裂缝-孔隙型碳酸盐岩储层具有复杂的孔隙结构和严重的非均质性,如何准确确定其物性下限值是目前储层研究的难题之一.作者以蜀南地区下三叠统嘉陵江组裂缝-孔隙型碳酸盐岩储层为例,选取与储层的储集能力和产能密切相关的喉道半径和含水饱和度两个参数,利用压汞和相渗透率资料,采用相关公式法求得了其孔隙度下限值,并进行了验证.结果表明,区内嘉陵江组裂缝-孔隙型碳酸盐岩储层的绝对下限为1.98%,产出下限为2.3%.这个计算结果与其他方法得到的孔隙度下限值是吻合的.     

基于铸体薄片的致密砂岩储层孔隙微观参数定量提取技术

针对致密砂岩储层的孔隙度、渗透率极低,物性及孔隙结构定量表征困难等问题,将图像处理技术引入铸体薄片分析中,通过改进Sigma滤波有效去除图像噪声,得到高分辨率和信噪比的铸体薄片图像.应用多维阈值分割和形态学滤波方法实现孔隙提取和二值化.在孔隙提取的基础上,应用计点统计技术和拓扑学方法实现了孔隙微观参数如平均孔隙半径、圆度、孔隙纵横比的定量计算,突破了过去对铸体薄片以定性和半定量为主的局限性,有效地挖掘了铸体薄片的孔隙结构内涵信息.将结果与压汞毛管压力参数对比可知,基于铸体薄片的孔隙微观参数与压汞孔隙微观参数在表征孔隙结构上具有一致性.与压汞毛管压力、岩心核磁共振等实验相比,铸体薄片对样品要求简单,测试速度快,且由于高温高压注入技术能将染色树脂极大程度地注入孔隙空间,在致密砂岩储层孔隙结构定量表征中具有无可比拟的优越性.     

用压汞资料计算储层孔隙度下限和原始含油饱和度

以M油田4口井同一层组的26块岩心的压汞与物性分析资料为基础,总结了利用压汞曲线,应用J函数、purcell思想计算储层孔隙度下限和等效高度法计算原始含油饱和度的过程,通过与阿尔奇公式计算得到的原始含油饱和度对比,该方法应用效果良好,取得了较为满意的解释结果。     

钙质砂孔隙特征的表征方法研究

为了精确表征钙质砂的内孔隙结构,联合使用氮气吸附法、压汞法、计算机断层扫描对3种不同形状钙质砂颗粒的内孔隙结构进行定量分析,同时对比3种方法表征钙质砂内孔隙结构特征的优、缺点。结果表明：通过压汞法及计算机断层扫描综合分析3种形状钙质砂的连通孔隙度为25%～40%,封闭孔隙度小于1%;压汞法检测所得的孔径范围大于计算机断层扫描检测所得的孔径范围,但是2种方法测得孔隙度相差不到5%,结合2种方法可以较全面分析钙质砂的孔隙结构;氮气吸附法和压汞法测定钙质砂的孔径分布曲线在重合孔径范围内有所差异,但是趋势基本相同,并且氮气吸附法测得的钙质砂的孔体积大于压汞法测得的。     

过程模拟法重建三维数字岩芯的准确性评价

由于利用X 射线CT 扫描获得反映真实岩石微观结构的三维数字岩芯过于昂贵和费时,因此,正确评价利用岩芯二维薄片图像重建三维数字岩芯的准确性具有重要理论和应用价值。采用过程模拟法,依据岩芯的二维薄片图像,通过模拟真实岩石的形成过程沉积过程,压实过程和成岩作用重建了三维数字岩芯,并且应用局部孔隙度分布函数和平均渗流概率函数进行了重建三维数字岩芯的准确性评价。结果表明：过程模拟法重建的三维数字岩芯与真实岩芯具有相同的均匀性和连通性,且重建三维数字岩芯与真实数字岩芯都是各向同性的。重建的三维数字岩芯不仅可以用来表征真实岩芯的孔隙结构,而且也可以作为其他岩石物理属性模拟的基础。     

固化污泥的压实特性及微观机理研究

固化污泥进入填埋场需要压实,为探求一种经济有效的方法将其填埋,需要对压实过程中微观结构特征的变化进行研究,揭示污泥固化土的压实机理。对以水泥为固化材料的污泥进行击实试验,通过真空冷冻干燥技术制样,进行扫描电镜试验;借助GIS技术实现了SEM图像的三维可视化及三维孔隙率的定量计算,分析击实过程中微观孔隙的变化规律。结果表明,固化污泥的干密度随着击实功的增加先增加后趋于稳定、孔隙率先减小后趋于稳定。三维可视化模型实现了土体颗粒表面起伏形态的三维显示。对比结果显示三维孔隙率的变化情况,较好地描述了固化污泥击实过程中孔隙体积的变化,可以依据三维孔隙率的变化选取一个经济击实功。研究成果为污泥固化土这种特殊性质土体的基本力学性质研究提供基础参数,并为其实际填埋施工工艺选择提供理论依据。     

基于孔隙度分类的超维重建算法

由于超维算法在字典建立过程和三维重建过程都涉及到大量的模式匹配，导致超维算法耗时较长，在实际的应用中还有一定难度.针对这个问题，本文提出了一种基于孔隙度分类的超维重建算法，能够较大程度上减少三维重建的时间成本.首先，结合字典元素的孔隙度这一特征对字典集进行分类；其次，利用孔隙度分类字典在重建时采取依孔隙度的搜索方式，优先搜索相应的字典区间；然后，针对不同的训练图像进行三维重建，结合孔隙度分布，提出了一种自适应的搜索范围确定方法；最后，通过对高中低三种孔隙度的训练图像分别进行多次重建，将传统超维算法和新算法的重建结果与真实岩心三维结构的统计特征函数、孔隙参数以及两种算法重建时间的进行对比分析，验证算法的有效性.     

多点地质统计学在三维岩心孔隙分布建模中的应用

介绍多点地质统计学及其用于三维岩心孔隙结构建模的原理和方法。基于多点地质统计方法,以均质性较好的Fontaineblean砂岩的二维薄片为基础,重构三维孔隙结构模型,并且应用局部孔隙度理论和渗流概率函数进行准确性评价。结果表明:由此获取的孔隙结构模型与真实三维岩心孔隙分布十分相近,且具有相似的均质性和孔隙连通性;重构的三维孔隙结构模型不仅可以用来表征真实岩心的孔隙连通性和均质性,而且也可以作为其他物理特性模拟的基础。     

基于自适应阈值的三维图像多尺度边缘检测

目的研究三维图像边缘检测中边缘的定位精度问题,根据多尺度小波变换的方法,提出一种自适应阈值三维图像多尺度边缘检测技术。方法首先对三维医学图像分解成多幅二维图像,再对图像直方图滤波平滑处理,消除噪声的影响,然后对平滑后的直方图进行多尺度分析,找出直方图的谷点,以不同尺度下的谷点比较后自动确定精确阈值,按照阈值对图像分割,然后对分割图像进行边缘检测,最后将多幅二维图像合成三维图像。结果实验表明,该方法能够自动准确选择分割阈值,准确检测三维图像的边缘。结论算法能解决人工估算阈值不够准确的问题,所检测到的三维图像的边缘能够满足目标识别和三维重建的要求。     

热处理对岩石波速及孔渗的影响

在常压条件下 ,对干燥粉砂岩、灰岩和砾岩 3种储层岩石进行了高温处理 ,测量并分析了岩石波速、渗透率和孔隙度与温度的变化关系。结果表明 ,热处理过程中岩石波速、渗透率和孔隙度等物理性质的变化存在一个突变温度域。经过高温处理后的岩石 ,其波速随温度升高而下降 ,渗透率和孔隙度随温度升高而增加。在阈值温度附近岩石波速、渗透率和孔隙度变化幅度最大 ;高于阈值温度后 ,影响岩石渗透率和孔隙度变化的主要机理是早期产生的微裂纹宽度增加。该实验结果为现场储层热处理效果评价及技术应用提供了依据。     

混凝土中孔结构的分形维数研究

建立了分形模型来模拟水泥浆体的空间结构,在此基础上推导出了孔体积分形维数D和孔隙率P、孔径分布的关系式;根据所得公式预测混凝土的孔体积分形维数D在0到3之间,并且D值随孔隙率减小和孔径分布范围变宽而增大.同时运用压汞法(M IP)测定普通硅酸盐混凝土的孔结构,进行孔体积分形维数计算,发现孔体积分形维数与强度之间有比较好的相关性.     

基于岩石铸体薄片图像的数字岩心三维重构

由于岩心三维重构的CT扫描方法成本高昂,提出一个基于光学显微镜下铸体薄片图像的数字岩心三维重构方法。研究对采集的铸体薄片图像进行图像处理获得重构的训练图像模板,再应用多点地质统计学进行图像模板特征提取与数字岩心三维重构。实验采用鄂尔多斯盆地苏里格地区的若干岩心样本进行效果测试,结果表现为三维重构后的数字岩心孔径尺寸分布与真实值趋势相同,孔隙度的相对误差均在8%以内。上述研究内容表明基于岩石铸体薄片图像进行数字岩心的三维重构是有效的。     

排液法测定多孔陶瓷材料开孔率的探讨

为了正确测量多孔陶瓷材料的开孔率,根据阿基米德定律,应用电子分析天平,排液法推导了浸没在液体中或飘浮于液面上的多孔材料的开孔率公式,并简要分析了测试过程中的注意事项。     

基于SQL Server平台复杂地质体FLAC3D模型的构建

由于FLAC3D软件建立复杂三维地质体模型难度大、易出错,提出一种新的建模方法,即提取三维地质体建模数据并进行编辑成相应的表,把表导入SQL Server软件中,通过SQL查询语言生成FLAC3D可直接读取模型数据文件,从而实现在FLAC3D软件中准确、快速和自动化建立复杂三维地质模型的目的.通过云南某矿山的三维建模实例检验了该方法的可行性和高效性.结果表明:该方法在FLAC3D中建立复杂地质体模型具有一定的参考价值.