三维数字岩心建模技术综述

数字岩心技术作为一种新兴的数值模拟计算方法,通过真实的岩心样品反映岩心的内部复杂结构,从微观层面上开展对岩心孔隙结构及剩余油的其理论研究,有利于提高原油采收率,为现场生产提供技术指导。本文介绍了构建三维数字岩心的两种常用方法X射线扫描成像和基于岩心二维图像的重建算法,并分析了其优缺点和适用范围以砂岩为例,定量比较了X射线、MC算法和过程法构建的三维数字岩心。结果表明：过程法重建的三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心较接近,而MC算法重建的三维数字岩心孔隙连通性与真实岩心更加接近,三维数字岩心将在岩石物理数值模拟中发挥重要作用。     

基于梯度惩罚-生成对抗神经网络的页岩三维数字岩心重构

数字岩心技术在油气的勘探开发中发挥着越来越重要的作用。由于传统的数字岩心重构方法存在成本高、耗时长等问题,提出使用带有梯度惩罚的生成对抗神经网络(WGAN-GP)实现页岩的三维数字岩心重构。以三组分的页岩图像为训练样本进行模型的训练,得到了可以生成三维页岩图像的生成器模型,进而重构了多个三维岩心图像。将重构岩心与原始岩心进行了各种参数的对比分析,结果表明重构岩心与原始岩心具有很好的一致性,证明了本文方法的可靠性。使用WGAN-GP进行岩心重构具有岩心生成速度快、重构图像尺寸不受限制等优点,具有广泛的应用前景。     

数字岩心建模及其准确性评价

介绍了模拟退火算法构建数字岩心的方法,指出了该方法建模时存在的问题,并对算法进行了改进;引入格子Boltzmann方法,并用其对所建岩心的传导性进行了评价.研究表明:模拟退火算法所建数字岩心具有良好的各向同性,但因其渗透性过低而与真实岩心差异较大;通过在退火过程中适时清除孤立的岩石颗粒可进一步降低系统能量、优化孔隙空间、加快退火速度,最终建立的岩心具有良好的各向同性、孔隙连通性和渗透性;格子Boltzmann方法计算数字岩心的渗透率简便易行、结果准确,可对岩心是否各向同性和渗透性的好坏给出合理评判,因而可作为数字岩心建模准确性评价的重要标准.     

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。     

基于图像纹理合成的特征可调控的数字岩心重构方法

为弥补现有的数字岩心重构方法难以进行特征调控的不足,文章提出一种新的基于特征子图且能够自由调控特征比例的数字岩心重构方法.该方法从训练图像中挑选出有代表性的特征子图,根据事先设置的比例进行匹配块挑选,再利用Graph Cut算法合成重叠区域,一直到全图完成.结果 表明该方法能够提高合成速度,控制重构岩心图像中矿石、有机...     

基于MCMC的数字岩心重建方法

常规的多孔介质重建方法主要考虑基质和孔隙两部分,而且编程难度大,计算速度慢。针对页岩气储层各向异性且含有有机质的特点,提出了一种基于改进后的马尔科夫链-蒙特卡洛(MCMC)方法的数字岩心重建方法:先从实际页岩气储层二维切片图像中提取孔隙度和有机质,分别重建孔隙和有机质的数字岩心,再将孔隙和有机质的初始模型组合在一起构成最终的页岩气储层数字岩心。研究结果表明:通过对比分析二维MCMC重建图像和原图自相关函数,发现该方法重建图像能够较好反映原图性质;该方法计算速度快,过程简单,方法所重建的模型能够较好体现页岩储层各向异性的特点且能反映页岩储层含有有机质的特性。     

数字岩心建模方法应用

数字岩心建模方法是进行岩石物理数值模拟研究的重要内容,建模方法的优劣关系到模拟结果的准确性和可靠性.阐述了数字岩心技术研究的必要性,介绍了数字岩心建模方法,并对几种有代表性的方法进行了重点讨论,给出了相应的构建实例,指出数字岩心技术可以准确地描述岩石的微观孔隙结构.以数字岩心为基础,提取的孔隙网络结构可以有效地进行岩石的声、电、渗透率和核磁共振响应模拟研究,为岩石微观机理的研究奠定基础.     

致密储层数字岩心重构及核磁共振响应模拟

基于物理过程法模拟沉积岩的沉积、压实和胶结过程,构建致密岩石的三维数字岩心。利用随机行走法模拟不同成岩过程岩石的核磁共振响应以及不同润湿性岩石孔隙中流体的核磁共振响应。模拟结果表明,岩石胶结成岩后孔隙半径减小导致核磁共振横向弛豫(T_2)分布的峰值向短弛豫方向移动,流体视扩散系数略小于自由扩散系数;致密岩石中随润湿相流体饱和度减小,润湿相T_2分布向短弛豫方向偏移,受限扩散越来越明显。     

基于数字岩心技术的砂岩渗透性研究

在煤矿行业内,有关砂岩渗透性的研究停留在利用试验实测层面上,如物性分析、高压压汞、核磁共振等技术,都是通过计算某种气体或液体穿过岩石样本的体积,获得岩样渗透特性。然而,在岩样整体渗透性测量方面这些方法无法实现定量化、可视化的效果。本文采用X-微米CT技术对霍州煤电Hz-3号样进行扫描,建立三维数字岩心渗流场模型,运用可视化软件Avizo的图像处理,提取出连通孔隙部分,并对该部分孔隙进行渗透性研究,模拟其渗流曲线路径。结果表明:在总孔隙中,连通孔隙的占比较少,约占总孔隙的31%;岩样渗流曲线呈现出局部层状分布,Y方向渗流曲线出现断流现象,岩样整体渗透率范围在000215～000267 mD之间,渗透性较弱。     

基于TensorFlow的均质数字岩心渗透率预测方法及应用

目前岩心渗透率的获取为室内试验方法,针对该方法工作效率低、试验操作繁琐、耗时较长的问题,提出一种基于机器学习的均质数字岩心渗透率预测方法.首先随机生成大量均质数字岩心,通过孔隙网络模型的方法对其进行孔隙度和渗透率的计算,将所得结果作为机器学习的样本库,然后基于BP人工神经网络方法,对岩心的孔隙度和渗透率数据进行提取和处...     

基于数码相机图像的三维重构

针对传统三维坐标测量方法的局限性,提出了利用数码相机对物体进行三维重构,达到对物体进行非接触测量的目的．采用标准图像法对数码相机内部和外部参数分别标定,与传统的相机标定相比,简化了求解的复杂性．基于同一物体的两幅图像,给出了其三维重建理论和算法．并举例说明了三维重构的具体实现步骤和方法．     

数字岩心物性数值模拟

针对岩心物性实验周期长且实验结果难以复现等缺点,利用数字岩心对储层岩石物性进行数值模拟。使用计算机断层扫描(CT)技术,获得CT序列图;并由序列图构建三维岩心图像。利用最大内切球方法建立岩心图像的孔隙网络模型,计算岩心渗透性以及岩心中孔喉参数;利用分形维数描述岩心图像的均质性。将数字岩心物性模拟结果和毛管压力曲线数据进行对比,分析了当前物性数值模拟和真实物性实验之间的差距。利用多组岩心样本进行了实验。结果表明,由于成像设备的原因,岩心图像只能表征岩石中的大尺寸孔隙特征;此外,CT图像得到的均质性和物性实验具有很好的一致性,渗透性和物性实验具有一定的出入。     

基于Simulink的机械系统动力学数字仿真

论述了机械系统仿真的常用方法及其不足 ,介绍了 MATL AB中 Simulink动态仿真软件包的优点 ,提出运用Sim ulink对机械系统进行动力学数字仿真的方法。以一个带有动力减振器的机械振动系统为例 ,详细描述了该系统在Sim ulink环境中的动力学数字仿真过程。具体步骤是首先建立机械系统的动力学数学模型 ,再通过 Sim ulink的传递函数模块建立数字仿真模型 ,设置各项仿真参数后执行仿真 ,得出仿真结果并考察其可信性。结果表明 ,该仿真方法更直观精确 ,提高了效率。     

基于空间逻辑的仿真实体三维模型重构

根据作战仿真可视化的需求,为提高仿真实体三维模型存储、复用和使用效率,分析了作战仿真实体模型数据管理的优缺点,采用空间逻辑描述和空间逻辑变换,提出了一种新的实体三维模型数据结构和存储方法,设计了三维实体模型快速重构的几何层次与数据结构体系,建立了实体三维模型全局层、集合层、单元层、表面层、顶点层和空间逻辑层,并给出了模型重构的算法。结合某型坦克三维实体模型的重构应用实例,实现了实体各部件的空间逻辑标准化,为作战单元实体仿真三维模型重构提供了一种可行的技术途径。     

基于ip-iq法的谐波数字检测研究

分析了基于瞬时无功功率理论ip-iq方法的谐波数字检测原理,重点阐述了低通数字滤波器的设计,并利用Simulink对所设计的谐波检测系统进行了动态仿真.仿真结果表明,所述的谐波数字检测方法具有很好的稳态精度和动态性能.     

金属切削过程的有限元法仿真研究

切削过程的建模和仿真在改善切削刀具的设计和优化切削参数方面有很大的发展潜力.建立了切削过程仿真的有限元模型预报切削力、刀具应力和切削温度.在预先收集工件流动应力数据和高应变率及高温下的摩擦因数的基础上,利用有限元软件Deform仿真研究切削过程.为了验证仿真准确性,进行了硬度200 HB的45#钢的无涂层硬质合金刀具切削试验.结果表明:切削力的预测值和试验值之间表现出了合理的一致性和共同的发展趋势;预测的切削温度的最高点无论在什么切削条件下,总是落在刀具的前刀面靠近主切削刃的部分;预测的最高的刀具应力出现在刀具的前刀面上靠近主切削刃的部分.     

基于数值模拟的某公交车火灾重构(英文)

使用FDS进行火灾场景模拟可以给火灾调查提供证据支持. 对公交车火灾的数值模拟可以重现火灾现场,通过描述火源、公交车的结构以及可燃物的属性,可以重构火灾过程,解释火灾的发展、烟气的运动和人员的死亡. 基于逃生人员和营救人员的描述,以及火灾现场的燃烧证据,采用并行运算方法进行了重构模拟. 完成了包括热释放速率、温度场、烟气密度以及组分浓度等在内的多参数数据采集. 通过比较模拟结果和火灾现场的调查结果,推测了火势的发展和烟气运动,解释了人员死亡的原因. 从而为整个火灾重构的进一步研究打下基础,同时指出了火灾模拟在实际火灾场景调查中的应用价值.