孔隙介质

摘要： 震电效应是反映地下多孔介质中震电转换现象的重要表征,通过观测震电效应可以实现地下石油和天然气等孔隙流体探测.在震电响应数值模拟时,传统方法对于电磁响应部分的理论模拟均采用准静态近似,但准静态近似会忽略地震横波的影响,导致模拟电磁波场时出现显著的误差,且在某些情况下可能无法满足应用准静态的前提.为了准确揭示震电效应产生的机制,本论文基于Maxwell全方程的频域有限差分方法进行了震电响应的频率电磁响应数值模拟,并分析和讨论在弹性均匀介质中,电导率层状和电导率异常体模型下的震电特征.结果表明,这种Maxwell全方程数值模拟可以准确表征不同介质分界面处电磁波场的反射和透射现象,以及更精确识别异常位置.

摘要： 采用坐标系统下以体积平均的雷诺时间平均方程作为控制方程的三维非静压模型,对随机波浪在带有孔隙介质的岛礁地形上的传播过程进行了模拟,重点分析了礁坪上方波高和增水的变化。通过与多个组次工况的物理模型实验数据进行对比,结果显示,本文模型能很好地模拟波浪在孔隙介质上传播演化的过程,与实验结果吻合程度很高。分析结果表明,相比于光滑底床,孔隙介质的存在造成破碎点附近波高平均下降12%,礁坪上方波高平均下降28%。对于平均水位,孔隙底床条件下的最大减水幅值减小了43%,同时礁坪上方增水幅值上升6%。另外,孔隙率在0.47~0.87范围内变化时,对礁坪上方平均水位的变化基本无影响。

摘要： 震电测井和海洋地震勘探中均遇到流体-孔隙介质界面.对于平面声波入射平面界面模型,本文利用前人给出的震电反射和透射电磁波的电场式,导出了震电反射和透射系数的表达式,其中声波与电磁波的物理参数是解耦的.在给定介质参数和入射角且已知三类弹性体波的透射系数时,就能通过该表达式计算震电反射和透射系数.该表达式对于所有入射角都是成立的,当入射角为复数时对应非均匀平面波入射的情况.利用电磁波数远小于界面切向波数的前提条件,将震电反射和透射系数的表达式化简为了简化表达式.简化式中与快纵波、慢纵波和横波有关的量均以透射系数与渗-固位移比的乘积形式出现,而动电耦合系数、电导率和渗透率以乘积形式作为一个整体出现.简化式表明,孔隙介质中的快纵波、慢纵波和横波通过渗流位移势影响震电反射和透射系数.数值算例表明,当平面声波入射角不是极其小时,震电反射和透射系数的简化式是适用的;快纵波对震电反射和透射系数的影响可以忽略.震电反射和透射系数的简化表达式不仅简化了震电波场的计算,而且明确表达了三类弹性体波引起反射和透射电磁信号的物理因素,为地下和海底储层的参数反演提供了思路.

摘要： 通过构建土体孔隙介质模型,采用3种典型路基断面作为研究分析断面,以那良隧道单侧原位扩建项目为例,使用土体孔隙介质模型分析其新旧路基存在的路基基土孔隙率差异、路基基土黏聚力差异。研究结果显示:不同的土层地质建立的高速公路路基孔隙率会发生不同的变化,建议道路施工过程中注意土层地质的孔隙率。

摘要： 南海东部X油田深层致密砂岩在开发过程中注水井注入困难,地层亏空严重。为此,提出扩容强化注水技术,以储层岩心的岩石力学强度实验测试为基础,以岩石力学破坏本构模型为手段,得到储层岩石物性参数。利用孔隙介质弹性力学理论,研究不同扩容压力下储层岩石破坏情况,并通过井周应力分析预测扩容区扩展情况。建立真三轴地应力岩心扩容物理模型,模拟真实地应力状态下恒定压力的阶梯扩容、阶梯恒定流量的低流速扩容及长时间预处理+小排量扩容工艺的实施效果。研究结果表明,扩容强化注水技术适用于深层致密砂岩,实施过程中需根据储层岩石物性选择扩容参数,并进行充分的孔压预处理,以实现更好的扩容效果。

摘要： 土壤水控制着陆地生态系统几乎所有的物理和生物化学过程,准确描述土壤中水的分布与运动状态对人类发展和生态环境保护均有重要意义.土壤水分布不仅与孔隙结构有关,而且受土壤固相表面润湿性的影响.一般对土壤水分布都是从宏观尺度进行描述,但土壤中的物理及生化过程都发生在孔隙中,从孔隙尺度分析土壤水的分布规律,有助于更准确地理解土壤中的各种宏观现象.本文通过X射线扫描成像技术获取两个土样的三维孔隙结构,并采用改进的Shan-Chen格子玻尔兹曼模型,模拟了在不同润湿性条件下两个土样中孔隙水分布,分析了接触角对孔隙水分布的影响,结果表明:接触角较大时,孔隙直径对液态水和水蒸气分布影响较小,随着接触角减小,孔隙直径对液态水和水蒸气的分布影响增大;接触角对液、气、固之间的界面面积以及流体输运通道直径也有较大影响,液体输运通道直径随接触角减小而变小,气体输运通道直径则随接触角的减小先增大,后减小;土壤中液态水密度随接触角变化很小,但水蒸气密度随接触角减小而显著降低;接触角较大时,饱和度对水蒸气密度无明显影响,接触角较小时,饱和度的增大会显著提高水蒸气的密度.

摘要： 天然气水合物储量巨大且富含甲烷,被视为21世纪最重要的潜在新型清洁能源之一.天然气水合物大多赋存在海底沉积物的孔隙介质中(少部分赋存于永久冻土层中),对其相变过程受孔隙介质影响规律的系统梳理和总结对未来的勘探开发具有重要意义.本文综合分析前人研究成果,将孔隙介质中天然气水合物的相变过程概化为水合物形成分解时的温压平衡条件变化、速率、稳定性、转化效率以及生长形态、分布状态等;将影响因素分为孔隙介质特性如孔径及粒径、润湿性、导热性能,以及孔隙介质中的物理化学因素如温压和水气条件,并总结了其影响规律和影响机理:(1)孔径及粒径能影响水合物温压平衡条件,较小粒径还能加快水合物相变速率,降低其转化效率.(2)润湿性能够决定水合物的微观生长形态及其与孔隙介质间的接触形式,亲水性强的介质表面能加快水合物的相变速率.(3)孔隙介质导热性能越强,水合物的相变速率越大.(4)温压条件控制下的温压驱动力越大,水合物的相变速率越大,但这种趋势不适用于温压驱动力过大的情形.(5)水气条件影响着水合物相变过程的温压平衡条件、相变速率、稳定性及分布状态.另外,本文分析了目前研究中的不足,并给出了未来的重点研究方向.

摘要： 孔隙介质中多相渗流的驱替效率对二氧化碳封存效率和石油采收率具有决定性影响,是实际工程调控中的一个关键指标.湿润性是影响多相渗流驱替模式及其效率的一个重要因素.本文通过微流体模型?显微镜?高速相机可视化实验平台,对基于真实砂岩孔隙结构的微流体模型进行湿润性修饰,开展了5种流量和2种湿润性的两相驱替可视化实验,研究了湿润性对砂岩孔隙结构中两相渗流驱替模式及其效率的重要影响.实验结果表明:随着流速的增大,两相渗流驱替模式由毛细指流向稳定流发生转变;在低流速条件下,由于毛细力的主导效应,亲水性介质中指进的宽度和被驱替流体团簇的数目均小于疏水性介质,而被驱替流体团簇的最大半径、平均半径和方差均大于疏水性介质.实验结果还证实了亲水性介质中由于单支优势通道和"绕流"现象的发生,驱替效率显著小于疏水性介质.最后,通过考虑接触角效应对毛细管数进行修正,建立了考虑湿润性影响的驱替效率和毛细管数之间的统一关系式,为不同湿润性条件下驱替效率的预测提供了一种潜在方法.

摘要： 重油、聚合物和压裂液等非牛顿流体普遍存在于油气勘探和开发过程中,研究孔隙尺度非牛顿流体流动及其对地震波场的影响具有重要意义.Biot理论忽略了流体黏性系数及剪切应力的非线性变化,虽然可用于描述完全饱和固体与经典牛顿流体在波场作用下的相互作用,但是对于非牛顿流体孔隙填充物来说不准确,因此需要研究含非牛顿流体效应的孔隙介质波动方程.通过建立非牛顿流体的分数阶导数麦克斯韦(fdMaxwell)模型,发现非牛顿流体孔隙介质波场传播特征与常规波动方程明显不同,波场频散和衰减存在共振现象,而牛顿流体饱和的孔隙介质波场频散和衰减未表现出这种特殊效应.同时,非牛顿流体本构关系的流变参数和分数阶导数对流—固耦合作用有明显影响.计算结果表明,含非牛顿流体效应的波动方程对重油砂岩纵波速度预测结果更准确.非牛顿流体本构关系对流—固耦合带来新的变化,对孔隙介质波场频散和衰减的影响不可忽视.文中研究是对真实地震岩石物理模型非牛顿流体效应的探索,对致密油储层地震勘探、含压裂液的裂缝储层微地震模拟等领域可产生积极的推动作用.

摘要： 孔隙介质对波的衰减极为显著,因此,它能有效降低介质中冲击波的能量.普遍来说,地球浅层介质均可视为孔隙介质,即可作为应对冲击波的天然防护材料,这对大型地下结构的安全防护有着重要的意义.本文通过对大振幅应力脉冲通过水或冰充填的人工节理孔隙介质的测量结果分析,讨论了节理中固相/液相水对爆炸效果的作用.基于双孔隙模型和部分饱和模型计算预测的P波速度以及岩石衰减和频散规律,与实测数据相一致.实验与模型预测均表明,节理中的水和冰对冲击波有较大的衰减,但是充水节理更为明显,且由于填充材料的不同会导致不同的介质性质.因此,在地球介质孔隙节理中充填不同衰减特性材料,可以满足不同情况下的冲击波防护需要.

摘要： 横向弥散过程是决定地下水中污染羽生物化学反应速率的关键因素之一,对于污染羽的降解和运移至关重要.本文通过高分辨率三维及二维室内实验,辅以理论解析及模型模拟,深入研究饱和均质及非均质三维孔隙介质中稳态羽流的横向弥散与稀释效应,探究维度对于羽流稀释的影响.在非均质孔隙介质的设计中,本文引入了高渗透性透镜体的不同排列组合及宏观各向异性孔隙介质排列结构,深入研究孔隙介质非均质性和各向异性对于羽流稀释的影响.另外,部分实验涉及两种具有截然不同扩散系数的化合物(即荧光钠和氧气),用以探究溶质运移过程中的化合物各向异性.研究结果表明:在均质及非均质各向同性孔隙介质中,稳态羽流在三维系统中的稀释程度更大;在非均质各向同性孔隙介质中,流动在高渗透性透镜体中的聚流效应导致了稀释的增强,然而,该稀释强化效应在二维系统中更甚;螺旋流发生于三维宏观各向异性孔隙介质中,该水流条件导致了流线的扭曲,显著强化了羽流的稀释效应.另外,横向弥散具有化合物各向异性,且横向弥散系数非线性依赖于地下水流速.以上结论对于解析野外现场污染羽分布及设计地下水修复策略具有重要理论指导意义.

摘要： 针对柱状双层流体饱和孔隙介质包围的井孔中的声电(震电)耦合波和弹性波的传播问题进行研究.通过引入Helmoholtz势函数分解法,采用Pride动电耦合方程组理论推导出井内声场,电磁场及井外径向分层的流体饱和孔隙地层中声电耦合波的理论解,计算考察并分析了介质参数对波场特点的影响,得出界面波响应是可用于探测井外界面或裂隙的一种潜在新方法.

摘要： 为克服目前流体饱和孔隙介质声弹性理论对初始静态变形的限制，本文试图采用增量加载的方法，将流体饱和孔隙介质逐步加载到初始静态大变形状态。在每一个加载步长内，基于适用于初始静态小变形条件下流体饱和孔隙介质的全量声弹理论，建立流体饱和孔隙介质增量声弹方程。通过叠加，从而提出具有任意本构关系的流体饱和孔隙介质在全局自然坐标系（无变形状态构型）描述下的声弹方程。最后，本文基于增量声弹理论给出了具有非线性本构关系（考虑三阶弹性模量）的各向同性流体饱和孔隙介质在不同加载条件下（排水封套、不排水封套，传统不封套、三轴不封套）应力状态和弹性波波速的关系，并与全量声弹理论结果及实验结果开展对比研究；同时给出弹性波的三维波阵面图。

摘要： 对于孔隙介质中的震电耦合波场，前人仅建立了体力形式的互易关系，并没有建立具体震源激发波场的互易关系。本文推导孔隙介质中几类地震源和电磁源激发震电耦合波场的互易关系，发现：爆炸源激发的电场强度和电偶极子激发的孔隙单元体应变和流体体积减少量之和存在互易关系；双力偶源激发的电场强度和电偶极子激发的孔隙单元剪应变之间存在互易关系。这些互易关系可以用来简化震电（电震）波场的理论模拟和检验模拟结果。

摘要： 本文从Biot方程出发，将可变空间和时间步长的交错网格高阶有限差分方法应用于孔隙介质弹性波正演模拟，针对缝洞体、物性参数剧烈变化区域等非均质体采用精细网格、短时间步长；针对非均质体周围的背景区域采用稀疏网格、长时间步长。根据波动方程的平面波解推导出孔隙介质有限差分方程的频散关系方程，并据此求解新的差分系数，提高变网格有限差分方法的计算精度度，更有效地分析非均质体物性、孔隙度、含流体性质等与地震波场特征的定量关系，为多尺度含流体非均质储层的解释和反演提供理论依据。

摘要： 孔隙介质渗透率与孔隙度和颗粒排列方式有关,但他们之间并不存在一种简单的相互关系.因此渗透率的计算可以从中有所突破.本文从空隙分布的网络模型入手,分别研究介绍重正化群预计法和矩形网格有限差分法这两种方法.矩形网格有限差分法,是用的比较直接的方法,运用有限元理论,建立有限元方程,然后即可得出所需的解;而重正化群预计法在渗流区域离散化的基础上引入了重正化群的理论与方法,并且在处理问题的时候适当的运用惠斯顿桥原理来解决问题,与此同时,重正化群的理论相对来说对渗流的本身的物理背景及实际情况更加的切合,相对的来说在计算更为的合理.

摘要： 为揭示真实页岩储层微观渗流过程,基于三重孔隙介质模型,提出页岩储层中以“孔径流”为主的流动模型.综合Knudsen扩散等多种渗流机理建立各重孔隙介质的渗流数学模型.针对裂缝系统的应力敏感效应,借助拉氏变换得到井底拟压力表达式并通过编程绘制典型压力动态试井曲线,结果表明应力敏感作用会加快储层压力的下降,这对指导页岩气藏经济快速开发具有重要意义.

摘要： 孔隙介质弹性波传播的基础理论为Biot理论,由于理想模型假设条件的限制,研究发现该理论往往不能预测实际岩石介质中地震波的强烈频散和衰减.本文在孔隙介质波传播问题的研究中,同时考虑固体骨架黏弹效应和Biot全局流动中的动态渗透率机制.选取Kelvin-Voigt本构模型描述实际地下岩石介质的黏弹松弛效应,由此会引入黏弹参数;另外,在处理孔隙弹性波对于低频和高频极限下响应规律的差异上,采用Johnson等人提出的动态渗透率模型表征波在随机孔隙中的黏性耗散.根据拉格朗日力学原理推导了基于黏弹—动态渗透率模型的波动方程,然后根据平面波分析的原理在频率域和波数域解析求解波动方程,获取波传播的相速度和逆品质因子.最后通过数值试验考察黏弹参数和渗透率的动态变化对P波速度频散曲线的影响情况,获得了几点认识:1.引入黏弹机制强化了地震波速度频散;2.而当频率较大时,引入动态渗透率模型对波频散和衰减的强化作用逐渐显著.

摘要： 应用于地震勘探、海床、地表岩土的孔隙弹性介质理论与油田开发过程中的低频波动采油技术均涉及弹性波的传播,但前者基于饱和流体处于静止状态,后者饱和流体处于渗流状态.因此,基于波动采油技术应用背景和Biot弹性波传播理论,建立弹性波在渗流多孔介质中传播方程,引入宏观渗流势函数,求解弹性波传播速度及其受流体压力、岩石孔隙度、渗透率和岩石类型的敏感性分析,对比Biot理论结果,得到流体状态差异对弹性波传播的影响.研究得到:渗流介质中P波波速和变化形态发生明显变化,P波波速解析解为流固共存介质中快、慢纵波波速的耦合,并接近于P2波波速,S波波速则数值变化较小.该模型对解释低频波动采油技术作用规律可奠定一定的理论基础.

摘要： 近年来发展起来的“孔隙、裂隙介质弹性波理论”提高了人们对实际岩石声学性质的模拟和预测的能力.作为对这一理论的实验验证和重要应用,将它用来模拟和解释岩石超声实验中测得的干燥和饱和岩石弹性波速度随压力的变化曲线.理论模拟的重要参数,如岩石的裂隙密度等是从实验数据反演得到的.结果表明:无论是孔隙度较高的砂岩,还是孔隙度很小的致密岩石,如花岗岩,该理论都能很好地描述岩石在干燥和饱和状态下纵、横波速度随压力的变化.造成波速变化的原因是岩石中裂隙在压力作用下的闭合和裂隙密度的减少.本文的结果还指出了将岩石裂隙密度作为描述岩石的重要物性参数,并给出了从实验室超声测量中确定这一参数的方法.

摘要： 本发明公开了一种利用孔隙、裂隙介质弹性波理论反演岩石孔隙分布特征的方法，包括如下处理步骤：步骤一、测量岩心在不同压力下的饱和、干燥速度，确定岩石密度等性质；步骤二、用多形态裂隙的孔裂隙理论模拟岩石的弹性波速度；步骤三、对于岩石中存在多种形态的裂隙，不同压力点下的孔隙纵横比谱可以由0有效压力的孔隙纵横比谱计算；步骤四、建立反演目标函数；步骤五、设置多种纵横比的裂隙，包含孔隙；步骤六、反复调节岩石在0有效应力下的各形态裂隙的纵横比与裂隙密度，使目标函数达到最小值，就得到了岩石在各个压力点下的孔隙纵横比谱。本发明可以解决更准确地获取岩石孔隙结构特征，分析岩石的力学、声学和流体渗透性质等技术问题。

摘要： 本发明提供一种测量含孔隙复合材料孔隙率的方法，包括：基于含孔隙复合材料的CT图像获得对应的灰度分布图；确定考察区间[x

摘要： 本发明公开了一种利用孔隙、裂隙介质弹性波理论反演岩石孔隙分布特征的方法，包括如下处理步骤：步骤一、测量岩心在不同压力下的饱和、干燥速度，确定岩石密度等性质；步骤二、用多形态裂隙的孔裂隙理论模拟岩石的弹性波速度；步骤三、对于岩石中存在多种形态的裂隙，不同压力点下的孔隙纵横比谱可以由0有效压力的孔隙纵横比谱计算；步骤四、建立反演目标函数；步骤五、设置多种纵横比的裂隙，包含孔隙；步骤六、反复调节岩石在0有效应力下的各形态裂隙的纵横比与裂隙密度，使目标函数达到最小值，就得到了岩石在各个压力点下的孔隙纵横比谱。本发明可以解决更准确地获取岩石孔隙结构特征，分析岩石的力学、声学和流体渗透性质等技术问题。

摘要： 本发明提供一种裂缝孔隙度确定方法、存储介质和计算机设备，该方法包括：S100：获取N组参数样本；S200：获得与N组参数样本一一对应的N个裂缝孔隙度模型；S300：确定目标储层的裂缝孔隙度初始值和基岩电阻率初始值；S400：获得与N个裂缝倾角一一对应的双侧向电阻率误差；S500：将与N个裂缝倾角一一对应的双侧向电阻率误差中最小的双侧向电阻率误差与预设误差阈值进行比较：当大于或等于预设误差阈值时，调整裂缝孔隙度初始值，返回执行S400；当小于预设误差阈值时，将与该最小的双侧向电阻率误差对应的裂缝孔隙度作为目标储层的裂缝孔隙度。本发明能够快速准确提供裂缝孔隙度，为解释评价裂缝提供可靠参数，具有较强的可操作性和实用性。

摘要： 本发明公开了一种判别页岩孔隙连通性的方法、存储介质和计算机设备，通过对页岩样品的低压氮气吸附分析，获取到氮气吸附‑脱附曲线，根据相对压力条件下氮气实际脱附量与理论最大脱附量进行比值计算，比值越大表示连通性越好，进而通过大量分析数据及经验建立了页岩孔隙连通性的等级划分界限值用于判别为孔隙连通性的等级，从而达到快速判别页岩孔隙连通性的目的。本发明分析成本低，简易、便捷，判别速度快，能够及时为页岩气勘探开发现场提供页岩储层评价参数。

摘要： 本申请公开了一种储层大孔径孔隙度计算方法、装置、电子设备及介质。该方法可以包括：针对每块岩心样品计算样品大孔径孔隙度；建立样品大孔径孔隙度与渗透率的第一拟合关系；根据第一拟合关系与目标区域的渗透率，计算目标区域的大孔径孔隙度；计算孔隙度差，建立目标区域的大孔径孔隙度与孔隙度差的第二拟合关系；根据目标井的孔隙度差与第二拟合关系，计算目标井的大孔径孔隙度。本发明通过渗透率与大孔径孔隙度良好的相关性，由渗透率计算大孔径孔隙度，进而与测井参数建立计算关系，简单实用，可操作性强，在实际应用中效果较好。

摘要： 本发明属于油气勘探及开发技术领域，公开了一种页岩孔隙定量结构复杂性测定方法、系统、介质、设备，包括样品预处理及基础岩石物理参数的测定；通过分形维数模型对核磁共振T2进行分析，得出不同压力下的参数；页岩阿尔奇胶结指数的计算及预测；页岩阿尔奇胶结指数与分形维数模型的对比。本发明能够运营特定分形维数模型，通过对分形维数的分析，对页岩孔隙结构复杂性进行定量分析。本发明提供了一个推荐的页岩分形维数的实验准备流程及计算方法，发现了此参数与阿尔奇胶结指数的强烈相关性，提供了页岩中以分形维数D来计算阿尔奇胶结指数m的可能性，以及以分形维数D来替代阿尔奇胶结指数在页岩中进行测井含水饱和度预测的可能性。

摘要： 本发明公开了固体孔隙介质中纳米孔隙结构的

摘要： 本发明公开了固体孔隙介质中纳米孔隙结构的

摘要： 本公开涉及油汽地球物理技术领域，特别地涉及一种周期成层部分饱和孔隙介质表征方法、存储介质和设备，方法包括：构建用于描述孔隙介质中的地震波传播的线性粘弹性体，将所述线性粘弹性体与周期成层部分饱和模型等效，得到所述线性粘弹性体的参数，基于所述参数确定的线性粘弹性体，用于表征孔隙介质中的地震波传播；通过少数粘弹性参数构成的线性粘弹性体来表征复杂的介观非均匀孔隙介质，降低了原本使用周期成层部分饱和模型所带来的地震波数值模拟的计算量。