基于数字岩心研究流体性质对裂缝性低渗透储层弹性参数的影响规律

为研究裂缝及流体性质对低渗透储层弹性参数的影响规律,采用X射线CT扫描技术构建低渗透储层岩石的3维数字岩心,应用图像处理算法加入定向排列的平行便士状裂缝,形成横向各向同性数字岩心,采用扩展的有限元方法计算含有裂缝的数字岩心的弹性模量,分析裂缝及流体性质对其弹性模量的影响规律。结果表明:裂缝纵横比和密度保持不变,随流体体积模量的增加,纵波各向异性参数呈线性趋势减小;裂缝密度和流体性质不变,随裂缝纵横比增加,储层岩石的弹性模量均呈线性增加;裂缝纵横比和流体性质不变,随裂缝密度增加,储层岩石的弹性模量也呈线性减小。     

由岩石电性和弹性参数求取地层储层参数

储层参数的准确求取可为提高油气储层预测与评价的精度、减少勘探开发的风险提供帮助。通过基于Auto Scan-Ⅱ和Auto Lab-1000平台的岩石物理实验获取了低孔致密泥质砂岩岩石的弹性及电性参数,对地层的孔隙度、渗透率、饱和度等储层参数的转换关系进行了详细的研究与分析,认为由电阻率与孔渗饱三种储层参数的连接更加紧密,同时得到了针对W-S公式胶结系数取值的最佳范围,这些研究成果可以为储层参数的确定及储层预测与评价提供可靠的岩石物理依据。     

结构参数对局部弹性翼型气动性能的影响规律

采用数值方法研究了低雷诺数下局部弹性翼型结构参数对翼型性能及流动结构的影响。建立了局部弹性结构的振动模型,采用具有双时间步长的任意拉格朗日-欧拉方法和基于特征线的算子分裂法对非定常流固耦合问题进行数值模拟,对不同的结构密度、弹性模量、阻尼下局部弹性翼型的升力以及结构振动的频率特性进行了分析。研究结果表明:局部弹性结构自激振动对流动的控制存在最佳的振动频率范围;在合适的结构参数下,如较小的结构弹性模量和结构阻尼,局部弹性结构能够产生较大振幅的自激振动,从而改变流动结构并提高翼型升力;对于具有高升力的局部弹性翼型,结构振动能够显著改变非定常流动分离模式,减小分离区域,达到抑制分离、提高翼型升力的效果。     

储层岩石微观结构性质的分析方法

介绍了用以分析储层岩石微观结构性质的若干函数,以模拟退火算法建立的数字岩心为基础,详细讨论了各个函数的应用方法,并用这些方法进行了实例计算。研究表明,连通孔隙体积比能够准确描述岩心中孔隙的整体连通性;孔隙尺寸分布函数可以定量表征岩心孔隙的分布;局部孔隙度分布函数不但可以对岩心中孔隙、岩石骨架的最大发育规模进行定量评价,而且能够对岩心均质性进行定性分析;测量单元标准差分布曲线可以为岩心均质性分析时测量单元边长的合理选取提供重要依据;借助局部渗流概率函数能够对岩心的连通性能及是否为各向同性作出合理的定性判断。格子Boltzmann方法计算数字岩心渗透率简便易行、结果准确,可以作为评价数字岩心可靠性的重要标准。     

储层岩石微观结构性质的分析方法

介绍了用以分析储层岩石微观结构性质的若干函数,以模拟退火算法建立的数字岩心为基础,详细讨论了各个函数的应用方法,并用这些方法进行了实例计算.研究表明,连通孔隙体积比能够准确描述岩心中孔隙的整体连通性;孔隙尺寸分布函数可以定量表征岩心孔隙的分布;局部孔隙度分布函数不但可以对岩心中孔隙、岩石骨架的最大发育规模进行定量评价,而且能够对岩心均质性进行定性分析;测量单元标准差分布曲线可以为岩心均质性分析时测量单元边长的合理选取提供重要依据;借助局部渗流概率函数能够对岩心的连通性能及是否为各向同性作出合理的定性判断.格子Boltzmann方法计算数字岩心渗透率简便易行、结果准确,可以作为评价数字岩心可靠性的重要标准.     

岩石动态与静态弹性参数差别的微观机理

根据对岩石动、静态弹性参数的观测结果及岩石力学与岩石物理学的相关理论,对动、静态弹性参数差别的微观机理进行了分析。结果表明,动、静肪弹性参数存在差别是由于岩石内部存在微裂隙与孔隙流体。在不同应变幅值和频率的动,静态载荷作用下,微裂隙与孔隙流体的微观变形特征不同,在静态大应变下,沿颗粒边界或裂隙面的摩擦滑动使岩石表观模量减小,而声波引起的应变很小,不足以引起这种滑动,另外,动态载荷下岩石处于“不排水”状态,并因“粒间喷流”引起模量频散,使得岩石动态模量高于静态模量。     

考虑岩石结构的砂砾岩有效储层测井判识方法

以东营凹陷盐家沙四上亚段砂砾岩体为研究对象,通过岩心、试油及气测资料提取有效储层样本,观察其岩心、薄片及成像测井图像特征,发现有效储层在宏观和微观上都表现为岩石结构相对均匀、分选较好的含砾砂岩或砾状砂岩.数字岩心模拟也表明,孔隙度相同,但岩石结构不同,电阻率响应差异较大,因此,判识储层的有效性应考虑区分岩石结构差异.实际资料处理中,在测井曲线最优分层、测井相聚类判识岩性大类的基础上,利用成像测井图像模式,对岩性大类进行结构细分,采用"岩石结构+电性下限"双重条件限定有效储层的思路,建立多信息融合逐步判识有效储层的半定量方法,并取得较好的应用效果.     

基于数字岩心的泥浆侵入数值模拟及微观机理

石油钻井中由于钻井液压力略大于地层压力,使得钻井泥浆侵入到原始地层中,改变地层的电阻率,进而影响电阻率测井的准确性。以岩心CT扫描得到的数字岩心模型为基础,利用格子玻尔兹曼方法来模拟泥浆侵入的过程,结合有限元方法计算泥浆侵入过程中岩心电学特性参数的变化,并结合岩心孔隙结构参数,从微观尺度上认识泥浆侵入过程,从而系统地分析泥浆侵入的微观机理。孔隙微观结构参数中,渗透率、孔隙连通性及孔喉半径对泥浆侵入和电阻率影响显著,在实际测井解释中,有必要针对不同渗透率的岩心建立相应的电阻率校正模型。     

弹性力学数值方法研究进展

本文介绍和讨论了近几年间弹性力学数值方法的研究进展。主要有理性有限元、Hamilton体系下的有限元、Hamilton体系下改进的有限元以及辛差分法。     

基于ANSYS的接触网结构高度对弹性的影响研究

本文从有限元理论出发,建立了接触网的有限元模型,对简单链形悬挂一个跨距内的弹性进行了仿真分析,精确的计算了弹性的大小和跨距内的弹性不均匀度,对弓网系统的安全运营有重要的指导意义。     

装配结构实体的参数化建模

对一个供有限元分析的复杂装配结构模型进行参数化定义,结合自底向上和自顶向下的两种模型装配方法,利用零部件之间的尺寸参数和装配关系,使其在模型的主坐标和零部件成型的局部坐标之间的参数转换过程中得以体现.以建立结构合理,成型可靠的参数化模型为目的,提出了对复杂装配结构的实体模型的装配参数进行定义的基本思路和方法.     

裂缝性页岩油储层三维数字岩心电阻率模拟

根据吉木萨尔页岩油储层岩样的扫描电镜(FIB-SEM)图像,通过BP神经网络分割方法得到页岩的孔隙、微裂缝结构信息,进而利用改进四参数随机生长法和二维分数布朗运动模型重构了精细的、具有裂缝-基质孔隙双重介质的页岩三维数字岩心,并采用有限元方法对其模拟计算了不同裂缝参数下的有效电阻率,最后分析了不同的润湿性以及裂缝排列方...     

岩石动态与静态弹性参数差别的微观机理

根据对岩石动、静态弹性参数的观测结果及岩石力学与岩石物理学的相关理论 ,对动、静态弹性参数差别的微观机理进行了分析。结果表明 ,动、静态弹性参数存在差别是由于岩石内部存在微裂隙与孔隙流体。在不同应变幅值和频率的动、静态载荷作用下 ,微裂隙与孔隙流体的微观变形特征不同。在静态大应变下 ,沿颗粒边界或裂隙面的摩擦滑动使岩石表观模量减小 ,而声波引起的应变很小 ,不足以引起这种滑动。另外 ,动态载荷下岩石处于“不排水”状态 ,并因“粒间喷流”引起模量频散 ,使得岩石动态模量高于静态模量     

利用叠前弹性参数反演进行储层含气性预测

常规的叠后波阻抗反演没有考虑地震反射振幅随入射角变化的情况,反演结果只有声波阻抗一种参数,信息单一,很难进行储层预测。基于AVO原理发展起来的叠前反演技术可以同时预测地层的纵波速度、横波速度和密度。虽然这些与岩性和流体有关的岩石物理信息比波阻抗更为丰富,但其他一些重要的岩石物理参数(如拉梅系数和剪切模量)只能由这3个参数间接计算得到,这样不可避免地引入了额外的计算误差,并且降低了信噪比。为了减小这种误差,利用Zoeppritz方程的Gray近似公式来拟合振幅随入射角的变化特征,采用直接反演出拉梅系数、剪切模量和密度的叠前弹性参数反演方法,大大提高了反演结果的准确性。使用模型进行验证,并将该方法应用于中国西部某地区的含气储层预测,取得了较好的效果。实际资料的应用表明,该方法能用于储层含气性预测。     

周期复合材料等效热弹性性能的数值计算

用均匀化方法求出了周期复合材料的等效热弹性系数，得到了复合材料瞬态耦合热弹性问题对应的均匀化问题，通过计算分析了材料体分比与等效系数问的定量关系；用发展方程有限元方法求出了均匀化问题的数值解。     

颗粒尺寸对岩石抗拉强度和断裂韧度影响的数值模拟

选取三种粒径(平均尺寸1.02,2.12,3 mm)花岗岩试样,利用自主开发的岩石破裂过程数值计算软件(RFPA-DIP细观版),进行带缺口试样三点弯曲试验.利用虚裂纹模型描述岩石试样达到峰值载荷前的断裂过程区,引入双线性应力分布模型,将试样内部平均颗粒尺寸与虚裂纹模型建立起联系,通过数值模拟可分别计算出不同颗粒尺寸花岗岩的抗拉强度和断裂韧度.通过引入分形维数概念来表达不同颗粒尺寸花岗岩试样内部颗粒分布的特征,得到结论:颗粒尺寸与分维值呈反比例关系,分维值较小的花岗岩试样其抗拉强度和断裂韧度相对较小.     

裂缝发育程度对低孔隙度岩石渗流特性的影响

低孔隙度岩石中的裂缝对储层渗透率具有重要影响,但裂缝的存在导致岩心代表性样品选取和高精度岩石物理参数测量困难。为研究裂缝对低孔隙度岩石渗透率的影响,通过高精度电子计算机断层扫描(computed tomography, CT)实验构建了低孔隙度岩石的三维数字岩心模型,采用添加平板裂缝的方法构建了不同裂缝参数的低孔隙度岩石数字岩心,并利用格子玻尔兹曼(lattice Boltzmann method, LBM)方法计算了不同裂缝参数数字岩心模型的渗流场分布和绝对渗透率。结果表明,尽管低孔隙度岩石的数字岩心模型基质渗透率低,但裂缝的存在对岩石渗透率有一定程度的提高。然而,裂缝发育程度对渗透率影响规律不同：当单条裂缝孔隙度在0～0.4%时,裂缝对模型渗透率影响不明显;当单条裂缝孔隙度大于0.4%时,裂缝对模型渗透率具有显著影响;模型渗透率随裂缝开度增大而增大,随裂缝倾角增大而减小,随裂缝数量增加而增大。另外,裂缝与基质存在耦合作用,与裂缝相连的孔隙中流体流速明显提高,显示裂缝对基质孔隙的强连通作用。本研究结果对含裂缝的低孔隙度储层渗透率精确计算及储层压裂后的油气产能评价有指导意义。     

用数值方法构造二阶收敛的平面弹性问题非闭锁三角形元

对于纯位移平面弹性问题,在不完全3次多项式空间中,用数值方法基于div→∈P1构造了一个二阶收敛的非协调三角形单元,该单元是非闭锁的,数值算例验证了该单元的收敛性结果。     

结构参数对电容触摸屏线性度的影响

用ANSYS软件对二维电容触摸屏的结构参数进行计算和分析,讨论了结构参数对位置线性度的影响,并通过测试实验进行了验证.结果表明:触摸面电阻率与电极电阻率的比值γ会影响矩形电极结构电容触摸屏的线性度,γ越大,电容触摸屏的线性度越好,其合适的取值范围是γ>100;调整电容触摸屏位置坐标换算式中的参数κ能改善电容触摸屏的线性度;由负载电阻、电极结构和不均匀触摸面所引起的位置误差不可忽略.     

弹性环轴毂联接参数的选择

在弹性环联接受力分析的基础上,进一步分析弹性环组数和弹性环楔角对弹性环联接随载能力的影响,并附有承载能力与组数和楔角关系的曲线。