基于CT图像的岩心三维重构及微观输运过程模拟
发布时间：2021-09-14 19:54
近年来,在工程实践和实验室中发现大量的反常输运现象,并逐渐成为研究热点。连续时间随机行走（CTRW）理论凭借应用简便、准确度高的特点被广泛用于反常输运的研究中,但CTRW理论本质上是个概率统计模型,属于唯象理论,缺乏明确的物理机制。由于近十年来数字岩心技术的发展、孔隙提取算法的不断改进,使得定量描述岩心孔隙空间成为可能,为进一步讨论CTRW理论参数与孔隙特征之间的联系提供了基础。具体工作如下:在第二章,对岩心CT图像做中值滤波处理,并识别图像中的孔隙。分别计算了4块岩心样品孔隙度在轴向和径向的变化、Hurst指数等统计量。在第三章,利用最大球方法将岩心孔隙空间等效提取为三维复杂孔隙网络,统计了半径、边长和度分布情况,并在网络的最大连通子图上使用泊肃叶定律和拉普拉斯矩阵计算流场。在第四章,利用随机行走模型模拟粒子在网络上的对流、扩散,计算粒子均方位移随时间变化的幂率。提出概率精准矩阵模型,给出了描述概率流在网络上流动的矩阵形式和求解方法,并应用于岩心样品网络,发现其网络上的粒子输运属于Ⅱ型输运。概率精准矩阵方法考虑了孔隙网络空间特征（结构）、流体边界条件和粒子初值条件,能计算出网络中各连...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CTRW 模型参数与三种类型反常输运的对应关系
空间坐标相关、出现长连边的可能性极小，这与复杂网络科学中目前所流行的研究对象有较大的区别，本课题的研究有助于拓宽复杂网络领域的研究对象并获得更多认识；（3）反常输运的理论研究具有重要的实际意义，有助于更好地建立油气流动模型，更精确地预测地下水污染物的运移模式，加深对地层中输运过程的理解。1.3 国内外研究现状在岩心 CT 图像重建三维孔隙网络方面，伦敦帝国理工学院的 M. Blunt 小组做出了很大贡献。近十年以来，他们致力于通过对岩心样本进行 CT 扫描获得岩石孔隙图像，并在图像基础上进行地球物理领域的数值模拟[18]，进一步利用不断改进的算法从孔隙图像中抽取孔隙网络[19]，其中网络节点代表岩石孔隙，而连边则代表连接孔隙之间的吼道。该网络内嵌与三维欧式空间，其较为重要的统计性质由度分布、吼道截面积分布和边长分布给出。图 1.2 给出了一个例子。
种射线取了一个神秘的名字—X 射线。伦琴指出：“X 射，几乎一切物质对这种射线都是或多或少透明的”。他制线管，并于 1901 年荣获首届诺贝尔物理学奖。重建图像的问题曾经独立地出现在很多学科领域，在 X 射描述为：从多个 X 射线投影值获得被测物体内部的密度分算机断层扫描（Computed Tomography, CT）。Gabriel Fran出了现代 CT 技术的思想；Cormack 和 Hounsfield 在 20 世T 扫描机，并各自独立地得出结论：通过测量 X 射线穿过度可以被用于物体内部结构的重建。1979 年 12 月 10 日，由于上述开创性的贡献共同荣获诺贝尔生理学或医学奖。.1 所示为 X 射线 CT 扫描装置示意图。最左侧是 X 射线源位置的岩心样品发射 X 射线；岩心样品放置在一个可以沿移，沿 Z 轴旋转的工作台上，X 射线穿过岩心样品后可由剩余强度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CT图像法计算Berea砂岩孔隙度[J]. 李晨安,李承峰,刘昌岭,邢兰昌,孟庆国,李海寿. 核电子学与探测技术. 2017(05)
[2]基于CTRW的聚驱后示踪剂产出特征分析[J]. 李俊键,刘玉章,何鹏程,姜汉桥. 大庆石油学院学报. 2012(01)
本文编号：3395427
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CTRW 模型参数与三种类型反常输运的对应关系
空间坐标相关、出现长连边的可能性极小，这与复杂网络科学中目前所流行的研究对象有较大的区别，本课题的研究有助于拓宽复杂网络领域的研究对象并获得更多认识；（3）反常输运的理论研究具有重要的实际意义，有助于更好地建立油气流动模型，更精确地预测地下水污染物的运移模式，加深对地层中输运过程的理解。1.3 国内外研究现状在岩心 CT 图像重建三维孔隙网络方面，伦敦帝国理工学院的 M. Blunt 小组做出了很大贡献。近十年以来，他们致力于通过对岩心样本进行 CT 扫描获得岩石孔隙图像，并在图像基础上进行地球物理领域的数值模拟[18]，进一步利用不断改进的算法从孔隙图像中抽取孔隙网络[19]，其中网络节点代表岩石孔隙，而连边则代表连接孔隙之间的吼道。该网络内嵌与三维欧式空间，其较为重要的统计性质由度分布、吼道截面积分布和边长分布给出。图 1.2 给出了一个例子。
种射线取了一个神秘的名字—X 射线。伦琴指出：“X 射，几乎一切物质对这种射线都是或多或少透明的”。他制线管，并于 1901 年荣获首届诺贝尔物理学奖。重建图像的问题曾经独立地出现在很多学科领域，在 X 射描述为：从多个 X 射线投影值获得被测物体内部的密度分算机断层扫描（Computed Tomography, CT）。Gabriel Fran出了现代 CT 技术的思想；Cormack 和 Hounsfield 在 20 世T 扫描机，并各自独立地得出结论：通过测量 X 射线穿过度可以被用于物体内部结构的重建。1979 年 12 月 10 日，由于上述开创性的贡献共同荣获诺贝尔生理学或医学奖。.1 所示为 X 射线 CT 扫描装置示意图。最左侧是 X 射线源位置的岩心样品发射 X 射线；岩心样品放置在一个可以沿移，沿 Z 轴旋转的工作台上，X 射线穿过岩心样品后可由剩余强度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CT图像法计算Berea砂岩孔隙度[J]. 李晨安,李承峰,刘昌岭,邢兰昌,孟庆国,李海寿. 核电子学与探测技术. 2017(05)
[2]基于CTRW的聚驱后示踪剂产出特征分析[J]. 李俊键,刘玉章,何鹏程,姜汉桥. 大庆石油学院学报. 2012(01)
本文编号：3395427
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