含天然气水合物沉积物三维孔隙结构数值重建

发布时间：2018-02-03 05:29

本文关键词： 含天然气水合物沉积物孔隙结构分布模式模拟退火法数值重建特征化分析　出处：《天然气工业》2016年05期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：三维孔隙结构重建是揭示沉积物内天然气水合物(以下简称水合物)形成机理及分布规律的基础和前提。在现有的数值重建方法中,模拟退火法被广泛应用。为使该方法的重建结构更加接近于实际,对该方法进行了改进,所构建的数值重建模型能够纳入沉积物颗粒形状(包括圆球状、椭球状、扁球状、长扁球状、片状和针状)、尺寸分布(如正态分布)以及水合物分布模式(如胶结状、悬浮状或颗粒状)等重要结构与统计信息,并利用改进后的模型对含水合物沉积物的三维孔隙结构进行了数值重建。最后,对重建的沉积物(不含水合物)孔隙结构进行特征化分析,可获得沉积物内孔隙率和孔径分布等信息;对重建的含水合物沉积物孔隙结构进行特征化分析,可获得各组分体积分布及其截面平均体积分数沿x轴方向的分布曲线等信息。结论认为:所开发的数值重建模型能够重建出与实际情况较为接近的含水合物沉积物三维孔隙结构,且能揭示水合物分布模式对沉积物孔隙内水(或冰)和天然气空间分布的影响。
[Abstract]:Three-dimensional pore structure reconstruction is the basis and premise to reveal the formation mechanism and distribution of natural gas hydrate in sediments. The simulated annealing method is widely used. In order to make the reconstruction structure closer to reality, the numerical reconstruction model can be incorporated into the shape of sediment particles (including spherical shape). Important structures and statistical information such as ellipsoid, flat globular, long flat globular, flaky and needle-shaped, size distribution (such as normal distribution) and hydrate distribution patterns (such as cemented, suspended or granular). The improved model is used to reconstruct the three-dimensional pore structure of hydrate sediment. Finally, the pore structure of the reconstructed sediment (without hydrate) is characterized. The information of porosity and pore size distribution in sediment can be obtained. The pore structure of the reconstructed hydrate sediment was characterized. The information of the volume distribution of each component and the distribution curve of the average volume fraction of each component along the x axis can be obtained. The developed numerical reconstruction model can reconstruct the three-dimensional pore structure of hydrate sediment which is close to the actual situation. It can also reveal the influence of hydrate distribution model on the spatial distribution of water (or ice) and natural gas in sediment pores.
【作者单位】：载运工具与装备教育部重点实验室·华东交通大学;青岛海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;国土资源部天然气水合物重点实验室·青岛海洋地质研究所;低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室·重庆大学;
【基金】：国家自然科学青年基金项目(编号:51206171) 低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室开放基金项目(编号:LLEUTS-201608)
【分类号】：P618.13
【正文快照】： 沉积物孔隙结构重建是天然气水合物介观孔(或颗粒)尺度模型的基础和前提,其重建方法有实验和数值两种:实验方法是借助X射线衍射、核磁共振或X-CT等高分辨率仪器对沉积物进行二维或三维成像[1-3],该方法受实验设备价格、样本制备要求、实验操作人员技能与仪器分辨率等条件的限

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