基于轮廓特征的水下混凝土结构表面裂缝检测算法

针对水下混凝土结构表面裂缝难以准确检测的问题,提出了一种基于轮廓特征的水下混凝土结构表面裂缝检测算法;在对采集到的水下混凝土结构表面图像进行预处理和边缘检测后,首先通过计算图像中边缘的长度和曲率来进行初步判别,区分杂点和部分非裂缝;然后根据裂缝轮廓相互匹配的特征,利用模板搜索来检测出真实裂缝;最后连接裂缝边缘断开部分,优化裂缝检测结果;实验结果表明,与其它算法相比,该算法检测出裂缝的准确率与完整率至少提高了3.54%。     

砂粒与复杂流体压裂液在裂缝中的流动特性研究

在矩形裂缝通道中,应用高速摄像技术,研究了复杂流体压裂液水平流动过程中砂粒的沉降速度,测试了复杂流体的流变学特性,分析了复杂流体的水平流动如何影响砂粒的沉降.研究结果表明,流性指数不等于1的复杂流体,其水平流速影响砂粒的沉降规律,砂粒在裂缝中水平流动过程的沉降速度不仅随复杂流体表观粘度的减小而增大,同时随复杂流体水平流速的增大而增大,是静止沉降速度的数倍至十数倍.     

裂缝诱导TTI双孔隙介质波场传播特征

本文在考虑油藏内流体影响的基础上, 进一步讨论了裂缝诱导各向异性的极化角和方位角的影响, 对裂缝诱导TTI (tilted transverse isotropy)双孔隙介质模型进行了研究. 在裂缝诱导HTI (horizontal transverse isotropy)双孔隙介质理论的基础上, 用Bond变换推导了裂缝诱导TTI双孔隙介质的柔度系数矩阵和耗散系数矩阵, 从而建立了介质的一阶速度应力方程. 采用交错网格高阶有限差分法及PML边界条件, 对xoz平面内的2.5维矢量波动方程进行了数值模拟. 结果表明,裂缝的极化角和方位角的存在都会导致横波分裂, 而在双层裂缝诱导TTI双孔隙介质模型的分界面上,又会产生转换波的分裂和横波的再分裂现象, 这就增加了波场的复杂性, 从而为进一步研究实际地球介质的地震波场传播特征奠定了基础. 关键词： 裂缝诱导TTI 双孔隙 裂缝极化角 裂缝方位角     

混凝土高坝裂缝光纤分布式监测能力的研究

基于单点裂缝模型试验结果分析,提出了一种利用瑞利散射的工程结构裂缝光纤监测复用能力的方法,得到水工混凝土裂缝光纤监测两种典型方案的裂缝复用能力,结合三峡工程泄洪坝段上游面出现的裂缝,进行了光纤裂缝传感复用能力的工程适用性分析,进一步揭示工程裂缝光纤分布式监测能力研究的意义.     

裂缝诱导TTI双孔隙介质的纵波偏移成像研究

将交错网格高阶有限差分纵横波分离的方法与逆时偏移成像方法相结合,给出了基于裂缝诱导TTI双孔隙介质模型的纵波逆时偏移成像算法,并对二维水平层状模型的数据进行偏移成像.结果表明,对于裂缝诱导TTI双孔隙介质模型,常规的基于各向同性背景孔隙岩石速度的偏移方法会导致成像结果出现过偏移现象.为研究裂缝参数对过偏移程度的影响,利用Christoffel方程,对裂缝诱导TTI双孔隙介质模型中的相速度公式进行了推导,并在此基础上,分析了裂缝角度和密度参数对介质纵波相速度及成像位置的影响.结果表明,在二维情况下,裂缝极化角增大会减小成像速度与真实速度之间的误差,从而使得成像结果逐渐接近储层的真实位置;而裂缝密度的增大则使得速度误差增大,导致成像结果与真实模型的偏差越来越大.     

基于卷积神经网络的路面裂缝分割设计与研究

裂缝是路面病害最主要的类型,准确的裂缝分割是国家进行公路预防养护管理的重要决策依据。针对背景复杂下现有模型路面裂缝分割准确度有待提高的问题,提出一种基于卷积神经网络的端到端裂缝分割模型,使用分层结构的ConvNeXt编码器提取多尺度特征,特征的最高层使用金字塔池化模块进一步获取全局先验特征,通过具有横向连接和自上而下的金字塔结构进行特征融合。针对裂缝和背景不平衡问题,使用平衡交叉熵损失函数提高模型的检测性能。此外,构建了一个包含2 876张裂缝图片的数据集UCrack,覆盖多种裂缝类型和广泛的背景范围,以提供丰富的特征供模型学习。实验表明,在UCrack测试数据集上模型的召回率和F1得分比其他表现最佳的模型提高了2.68%和6.89%;在CrackDataset数据集上的测试取得了85.68%的召回率和80.11%的F1得分,说明模型具有较好的泛化性能,可应对背景复杂的路面裂缝分割。     

考虑水力压裂缝和天然裂缝动态闭合的三维离散缝网数值模拟

基于嵌入式离散裂缝模型, 提出一种可在三维空间中考虑应力状态影响的裂缝动态闭合表征方法。将任意方向裂缝的开度和渗透率考虑为作用在裂缝平面法向有效应力的函数, 同时用裂缝传导率变化表征支撑剂充填的水力压裂缝与被开启的天然裂缝由于油藏开发过程中地层流体压力下降而发生的动态闭合行为。研究表明: 致密油藏开发以缝控储量为主。对压裂水平井进行产能评价时, 裂缝动态闭合会导致产能的部分损失, 其影响不可忽略; 水力压裂缝的支撑剂材料属性及天然裂缝的刚度是其中的主控因素。因此需要增大支撑剂的浓度、粒径大小并改善支撑剂的性质, 在最大程度上降低裂缝闭合对生产的不利影响。     

光纤涂敷层对光纤裂缝传感器分布式监测能力的影响

基于混凝土模型试验,对涂敷层的传感光纤的裂缝复用能力进行了定量分析,得到了传感光纤和工程结构裂缝夹角在30°,45°,60°时的复用能力与裂缝宽度的关系曲线。对由软性材料构成的光纤涂敷层来说,光纤的复用能力随涂敷层厚度的增加而增大,在与裂缝夹角成45°时,二次涂敷粗光纤的复用能力约为细光纤的5倍,表明光纤敷层对光纤裂缝监测的复用能力具有较大影响。对这种影响的机理进行了理论分析和试验研究,发现当混凝土开裂时,光纤沿混凝土界面的滑移是光纤涂敷层影响光纤裂缝复用能力的主要原因,在光纤与裂缝夹角成45°时,这一影响占60%以上。     

基于离散裂缝模型的裂缝性油藏注水开发数值模拟

针对目前裂缝性油藏数值模拟方法存在的问题,基于单裂缝等效的概念,建立离散裂缝模型.对宏观大裂缝进行显式降维处理,在保证高计算效率的同时能够真实地反映裂缝对整个油藏流体流动的影响.详细阐述模型的基本原理,基于Galerkin加权残量法推导有限元数值计算格式,实现二维问题的数值模拟,通过算例验证模型和算法的正确性.以此为基础,分析裂缝对注水开发效果的影响.计算结果表明,对于裂缝发育程度不高尤其是当油藏中存在数条控制着流体流动方向的大裂缝时,离散裂缝模型具有很好的适用性.     

裂缝性地层黏弹性地震多波波动方程

裂缝检测是目前国内外石油勘探界研究的一个热点问题，如何确定裂缝方位等参数是石油公司面临的难题，而解决该难题就要确定裂缝方位等参数与地震波场传播之间的定量关系.但是目前所采用的裂缝性地层介质模型不能完全定量地反映裂缝的方位特征和衰减特征.针对该问题，建立了具有任意裂缝方位的裂缝性地层介质模型；并构造了时间增量的方法，将非线性的卷积积分采用近似的方法实现，建立了以位移场表示的具有任意方位角的黏弹性方位各向异性介质的波动方程.该波动方程定量地给出了黏弹性波场特征与裂缝走向的关系，描述了黏弹性地震波在这种介质中的 关键词： 裂缝 各向异性 黏弹性 波动方程     

一种测量无规则裂缝宽度的量化模型与实现

建立了一种测量无规则裂缝宽度的量化模型,提出了一种真伪裂缝区域分割新方法.该方法通过边缘检测并利用形态学膨胀运算,在待测裂缝的两侧边缘区域选取近似等量的目标像素和背景像素后,设置门限以自适应选取最佳分割阈值,提取出裂缝区域,进而提取裂缝的走势及边缘像素,用建立的量化模型,即可实现宽度测量.该测量方法能有效克服裂缝图像的噪音较大、裂缝不规则等弊端,去除裂缝图像的伪裂缝区域,测量结果的重复准确度在0.1 mm以内.实验结果表明,该方法有效地实现了裂缝宽度的准确测量,具有较强的适应性.     

一种测量无规则裂缝宽度的量化模型与实现

建立了一种测量无规则裂缝宽度的量化模型,提出了一种真伪裂缝区域分割新方法.该方法通过边缘检测并利用形态学膨胀运算,在待测裂缝的两侧边缘区域选取近似等量的目标像素和背景像素后,设置门限以自适应选取最佳分割阈值,提取出裂缝区域,进而提取裂缝的走势及边缘像素,用建立的量化模型,即可实现宽度测量.该测量方法能有效克服裂缝图像的噪音较大、裂缝不规则等弊端,去除裂缝图像的伪裂缝区域,测量结果的重复准确度在0.1mm以内.实验结果表明,该方法有效地实现了裂缝宽度的准确测量,具有较强的适应性.     

基于裂缝测试仪的图像测量技术

利用先进的基于CCD的裂缝测试仪采集到试件的表面裂缝。为了计算裂缝宽度，必须准确识别出裂缝边缘。针对裂缝特征，提出了直方图法、结合法、梯度法和改进Roberts法等4种图像测量分析方法，并分别从原理上进行了解释，同时设计了实验标定图进行图像处理和测量，给出了四种分析方法的处理效果图、裂缝宽度及其误差分析。分析结果表明，类判别和数学形态学的结合法在测量裂缝方面效果较好，并将其应用于实际测量中，实践证明了该方法的有效性。     

Hudson模型适用性及储层微观建模应用*

为明确裂缝间相互作用对各向异性的影响，本文以Hudson模型为例分析了裂缝密度、裂缝倾角对地震波波场、弹性常数和Thomsen系数的影响规律，然后采用“基质-骨架-流体”组合化的方法进行了裂缝储层微观尺度的建模，并与实际测井资料进行了对比。结果表明该模型适用条件为低裂缝密度储层，二阶模型适用的裂缝密度范围比一阶模型大，但在裂缝密度过大时，二阶模型会出现不收敛的现象，模型便不再适用。裂缝储层纵横波速度随裂缝倾角增大而增大，纵波速度对裂缝倾角更为敏感。另外，在与实际测井曲线对比时，在高裂缝密度地层二阶模型的应用效果明显优于一阶模型，说明了在高裂缝密度储层考虑裂缝间的相互作用的必要性。     

天然裂缝储层压裂定向井稳态产量的蒙特卡洛计算

针对各向异性天然裂缝储层,蒙特卡洛随机模拟天然裂缝分布,从统计学角度表征天然裂缝参数,根据势叠加原理,把天然裂缝和人工裂缝当成独立的源进行势叠加,考虑天然裂缝和人工裂缝的耦合作用,建立压裂定向井稳态产量计算公式.计算结果表明,基于蒙特卡洛的天然裂缝模拟能从统计学角度反映产量变化趋势,能快速分析压裂定向井稳态产能.     

基于comsol的电位法压裂裂缝监测正演研究

随着我国石油开发的不断深入,大部分油田已经进入了高含水开发期;电位法压裂裂缝监测通过套管向井中供电,地面观测电位分布,监测压裂裂缝形态。该方法简单易行,是一种重要的裂缝监测方法;因此开展相关电位法压裂裂缝监测的正演以及反演研究具有十分重要的意义;首先,文章基于有限单元法,利用comsol软件建立了电位法压裂裂缝监测模型,进行了数学分析,并选取了合适的边界条件;其次,通过建立的模型,研究了裂缝方位与地面电位的对应关系;然后,通过改变测量区域的坡度,研究了坡度对地面测量电位的影响;研究表明,裂缝的方位与异常电位值的极小值相对应;地表坡度将对裂缝方位的监测造成影响;因而,在实际的电位法压裂裂缝监测中,应考虑坡度的影响,并对测量电位进行相应地修正补偿以消除误差。     

地板采暖传热过程分析

本文利用数值方法分析了地板采暖的传热特性,以及楼板结构对埋管散热的影响和热量的分配情况,给出了计算埋管传热系数公式和热媒在流动过程中温度分布公式.计算表明,楼板结构、材料、埋管间距等因素对埋管传热有较大的影响,地板采暖不宜铺地毯或采用木地板.     

利用显微红外光谱技术表征非均质油气储层裂缝特征——以任丘潜山蓟县系雾迷山组碳酸盐岩储层为例

油气储层裂缝既是重要的储油空间,又是油气运移的主要通道,因此,裂缝表征非常重要。然而储层岩石具有强烈的非均质性,如何精确表征非均质储层裂缝是需要亟待解决的问题。利用显微红外光谱技术可以对矿物分子的光谱曲线进行分析,得到不同的峰值特征,精确获得岩石介质成分、裂缝的大小、裂缝充填物特性等。以任丘潜山型碳酸盐岩非均质储层为例,基于显微红外光谱技术,通过分析岩心光片显微红外成像光谱图和不同特征区域的光谱曲线,获得了目标样品岩石介质的物化特性和空间分布特征,预测了裂缝可能发育的区域, 并分析了裂缝的有效性。结果表明,岩心样品主要介质为白云岩;储层裂缝中含有烃类有机物和盐水包裹体,它们主要赋存于白云岩介质中;裂缝充填物中盐水包裹体所占比例为51.7%,烷烃有机物所占比例为26.0%,裂缝发育从岩心样品左上方区域延伸至右下方区域,表明该延伸区域可能是流体运移的通道;盐水包裹体会阻碍油气的运移,导致裂缝的渗透率降低;实验测得岩石裂缝宽度为1~1.5 mm,属于大裂缝,油气可以顺利通过,因此,裂缝的有效性好。研究表明利用显微红外光谱成像技术表征非均质储层裂缝特征是切实可行的,为非均质油气储层精确表征提供了一种新方法。     

各向异性油藏水平井多角度人工裂缝线性单元计算方法

考虑各向异性油藏渗透率张量的表征,利用Green函数和拉普拉斯变换建立裂缝流动的一维单元,裂缝的流量分布采用节点线性插值,裂缝内的流动处理为线性积分,耦合地层与人工裂缝的流动,建立有限导流裂缝井底压力的求解方法.结果表明:多裂缝压裂水平井存在压裂裂缝线性流、地层线性流、系统径向流3种流动形态,压裂裂缝条数越多,相同的生产时间,无因次井底压降越小;裂缝条数对流动影响明显.随着裂缝条数的增加,压降变化减小;裂缝长度和导流能力有相似的变化.人工裂缝与井筒角度越大,产能越大,当裂缝垂直于井筒时,产量最大;地层最大渗透率方向垂直于人工裂缝时产量最大,平行裂缝时产量最小.当人工裂缝垂直于井筒,并同时垂直于地层最大渗透率方向时,达到最大产量值.     

低渗透油藏压裂水平井井筒与油藏耦合的非稳态模型

推导低渗透各向异性油藏压裂水平井井筒与盒式油藏耦合的非稳态模型,并给出求解方法.模型考虑摩阻和加速度的影响,并可以使用不同类型的约束条件.实例计算表明,压裂水平井的流动可分为非稳态阶段和拟稳态阶段.在非稳态阶段,各条裂缝的产量相差不大,总产量随着裂缝条数的增加呈线性增加;在拟稳态阶段,两端裂缝产量高于中部裂缝的产量.受摩阻和加速度压降的影响,空间上位置对称的裂缝在流量上呈现不对称性.井筒内压力损失的存在将使水平井的产量降低,并使井筒内的压力分布不均匀.在最小井底流压的基础上固定流量时,裂缝条数越多,稳产期也越长.