分形颗粒填充型储层孔-渗关系研究
发布时间：2021-09-22 18:44
多孔介质渗流过程广泛存在于自然界和人类生产活动中,探究多孔介质孔隙结构和流体运移的内在机制对生产实践有重要意义。多孔介质的渗流过程受控于介质内部的复杂微观结构。分形作为描述不规则、非线性物体的工具,逐渐替代传统几何方法用来表征多孔介质的复杂性。分形拓扑理论可以从本质上描述分形行为的尺度不变性,分形拓扑参数Ω（P,F）的提出,使多孔介质分形颗粒填充模型的构建过程更简单。本文基于分形拓扑理论Ω（P,F）发展了一种随机分形颗粒填充模型构建方法,并采用盒维数法验证了其有效性。在此基础上推演了分形多孔介质孔隙度和比表面积计算模型。为了研究多孔介质微观结构对流体的影响因素,本文构建了一系列颗粒形状、大小不同的分形颗粒填充模型,利用LBM方法于孔隙尺度下模拟了流体运移过程,结合渗流理论分析了分形多孔介质流的水文弯曲度和形状因子。结果表明形状因子效应随尺度的改变而改变,具体表现为随尺度增加总体减小,但变化趋势减弱,因此形状因子效应是几何特征及尺度的综合体;与此同时,形状因子效应受尺度分布范围的影响,即颗粒的最大尺度和最小尺度比越大,形状因子效应削弱;并且水文弯曲度和比表面积的比值（τ/S）、孔隙度和比...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
1结合公式(2-8)、(2-9)、(2-10)，得到fD的尺度不变性定义：loglogfFDP=(2-11)公式(2-11)表明分形维数fD是P和F之间幂律关系的无量纲指数，并且只受P和F的影响。图2-1基于SierpinskiCarpet变异表征分形体拓扑性质的简单示例。图中四个分形具有相同的分形拓扑(3,3)Fig.2-1AsimpledemonstrationofthetopographicpropertyofafractalobjectrepresentingbyvariantsoftheSierpinskicarpet.Thesefourfractalssharesamefractaltopographyof(3,3)图2-2Koch曲线、Sierpinski地毯、Sierpinski篮子分形集Fig.2-2ObjectsoftheKochCurve,SierpinskiCarpetandSierpinskiGasket
1结合公式(2-8)、(2-9)、(2-10)，得到fD的尺度不变性定义：loglogfFDP=(2-11)公式(2-11)表明分形维数fD是P和F之间幂律关系的无量纲指数，并且只受P和F的影响。图2-1基于SierpinskiCarpet变异表征分形体拓扑性质的简单示例。图中四个分形具有相同的分形拓扑(3,3)Fig.2-1AsimpledemonstrationofthetopographicpropertyofafractalobjectrepresentingbyvariantsoftheSierpinskicarpet.Thesefourfractalssharesamefractaltopographyof(3,3)图2-2Koch曲线、Sierpinski地毯、Sierpinski篮子分形集Fig.2-2ObjectsoftheKochCurve,SierpinskiCarpetandSierpinskiGasket
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟[J]. 王忠康,顾晓薇,谢婷,胥孝川. 东北大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]页岩孔隙综合分形特征及其影响因素分析[J]. 张闯辉,朱炎铭,陈居凯,李拯宇. 河南理工大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]基于分形的平煤七矿断层构造研究[J]. 李建林,崔延华,王心义,张平卿,陈国胜. 河南理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]基于达西定律的煤粒瓦斯放散数值模拟研究[J]. 王健. 河南理工大学学报(自然科学版). 2015(04)
[5]自仿射粗糙割理中流体渗流的分形定律[J]. 金毅,郑军领,董佳斌,黄存捍,李翔,吴影. 科学通报. 2015(21)
[6]新疆阜康矿区煤储层孔隙分形特征研究[J]. 彭阳阳,杜景卫. 煤炭技术. 2015(02)
[7]煤储层粗糙割理中煤层气运移机理数值分析[J]. 金毅,祝一搏,吴影,郑军领,董佳斌,李翔. 煤炭学报. 2014(09)
[8]基于Lattice Boltzmann方法的瓦斯渗流模拟研究[J]. 谭云亮,尹延春,滕桂荣,赵志刚,田智威. 煤炭学报. 2014(08)
[9]Lattice Boltzmann simulation of fluid flow through coal reservoir’s fractal pore structure[J]. JIN Yi,SONG HuiBo,HU Bin,ZHU YiBo,ZHENG JunLing. Science China（Earth Sciences）. 2013(09)
[10]煤微观结构三维表征及其孔-渗时空演化模式数值分析[J]. 金毅,宋慧波,潘结南,郑军领,祝一搏. 岩石力学与工程学报. 2013(S1)
博士论文
[1]地下煤矿瓦斯运移数值模拟及积聚危险性评价研究[D]. 陆秋琴.西安建筑科技大学 2010
硕士论文
[1]多孔介质流体流动中的仿蜂巢分形网络[D]. 刘晗.华中科技大学 2014
[2]基于LBM地下煤层瓦斯运移仿真实现[D]. 邢玉飞.西安建筑科技大学 2009
本文编号：3404212
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
1结合公式(2-8)、(2-9)、(2-10)，得到fD的尺度不变性定义：loglogfFDP=(2-11)公式(2-11)表明分形维数fD是P和F之间幂律关系的无量纲指数，并且只受P和F的影响。图2-1基于SierpinskiCarpet变异表征分形体拓扑性质的简单示例。图中四个分形具有相同的分形拓扑(3,3)Fig.2-1AsimpledemonstrationofthetopographicpropertyofafractalobjectrepresentingbyvariantsoftheSierpinskicarpet.Thesefourfractalssharesamefractaltopographyof(3,3)图2-2Koch曲线、Sierpinski地毯、Sierpinski篮子分形集Fig.2-2ObjectsoftheKochCurve,SierpinskiCarpetandSierpinskiGasket
1结合公式(2-8)、(2-9)、(2-10)，得到fD的尺度不变性定义：loglogfFDP=(2-11)公式(2-11)表明分形维数fD是P和F之间幂律关系的无量纲指数，并且只受P和F的影响。图2-1基于SierpinskiCarpet变异表征分形体拓扑性质的简单示例。图中四个分形具有相同的分形拓扑(3,3)Fig.2-1AsimpledemonstrationofthetopographicpropertyofafractalobjectrepresentingbyvariantsoftheSierpinskicarpet.Thesefourfractalssharesamefractaltopographyof(3,3)图2-2Koch曲线、Sierpinski地毯、Sierpinski篮子分形集Fig.2-2ObjectsoftheKochCurve,SierpinskiCarpetandSierpinskiGasket
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟[J]. 王忠康,顾晓薇,谢婷,胥孝川. 东北大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]页岩孔隙综合分形特征及其影响因素分析[J]. 张闯辉,朱炎铭,陈居凯,李拯宇. 河南理工大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]基于分形的平煤七矿断层构造研究[J]. 李建林,崔延华,王心义,张平卿,陈国胜. 河南理工大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]基于达西定律的煤粒瓦斯放散数值模拟研究[J]. 王健. 河南理工大学学报(自然科学版). 2015(04)
[5]自仿射粗糙割理中流体渗流的分形定律[J]. 金毅,郑军领,董佳斌,黄存捍,李翔,吴影. 科学通报. 2015(21)
[6]新疆阜康矿区煤储层孔隙分形特征研究[J]. 彭阳阳,杜景卫. 煤炭技术. 2015(02)
[7]煤储层粗糙割理中煤层气运移机理数值分析[J]. 金毅,祝一搏,吴影,郑军领,董佳斌,李翔. 煤炭学报. 2014(09)
[8]基于Lattice Boltzmann方法的瓦斯渗流模拟研究[J]. 谭云亮,尹延春,滕桂荣,赵志刚,田智威. 煤炭学报. 2014(08)
[9]Lattice Boltzmann simulation of fluid flow through coal reservoir’s fractal pore structure[J]. JIN Yi,SONG HuiBo,HU Bin,ZHU YiBo,ZHENG JunLing. Science China（Earth Sciences）. 2013(09)
[10]煤微观结构三维表征及其孔-渗时空演化模式数值分析[J]. 金毅,宋慧波,潘结南,郑军领,祝一搏. 岩石力学与工程学报. 2013(S1)
博士论文
[1]地下煤矿瓦斯运移数值模拟及积聚危险性评价研究[D]. 陆秋琴.西安建筑科技大学 2010
硕士论文
[1]多孔介质流体流动中的仿蜂巢分形网络[D]. 刘晗.华中科技大学 2014
[2]基于LBM地下煤层瓦斯运移仿真实现[D]. 邢玉飞.西安建筑科技大学 2009
本文编号：3404212
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