基于嵌入式平台的岩石电阻率测量系统研究

发布时间：2020-12-03 07:39

　　地层电阻率是测井解释和油气储层评价的重要参数。随着油气精细探测的逐步深入,砾岩地层、薄砂泥岩交互层、致密地层等具有各向异性特征的储集层成为了当今石油行业的重要研究方向之一,研究地层电各向异性的张量电阻率与油气评价参数之间的关系,为油气储层评价提供理论依据显得尤为重要。本文完成了基于嵌入式平台的岩石张量电阻率测量系统的设计与实现,主要研究内容包括以下几个部分。第一部分利用COMSOL有限元数值模拟软件对岩石电阻率数值计算方法进行研究,根据实际测量岩样建立了均匀介质地层模型、垂直夹层模型、带倾角夹层模型三种物理模型,对模型中参数设置、网格剖分的技巧以及不同电阻率条件下的夹层对岩样整体电阻率的影响规律进行研究,为各向异性测量与分析奠定理论基础。第二部分是测量方案和以S3C2440A为核心的岩石电阻率测量系统电路设计。对传统的四电极电阻率测量方法进行了改进,提出可测量岩样张量电阻率9个分量的方法,并采用环状测量电极的设计有效减小了由电极极化引起的影响;电路设计包括电源电路、调理滤波电路、A/D转换电路、串口通信电路、系统Flash存储电路,并完成硬件模块的制作。第三部分为系统软件平台的设计与实... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

溶剂抽提法实验原理

西安石油大学硕士学位论文143.1.2COMSOL软件模拟仿真流程⑴模型构建，使用软件自带的CAD建模工具构建符合课题研究条件的几何模型。⑵设置材料属性和边界条件，并在我们创建的几何模型中为不同区域设置相应的参数，针对本文建立的均匀介质的模型分别设置岩石参数和岩石表面的电极片材料及相应参数，而对于含夹层的模型则需要分别设置岩石夹层、上下层以及电极材料的各项参数。⑶网格剖分，对几何模型进行合理的剖分是得到高精度数值解的前提，必须要遵循网格尺寸变化尽可能与场的梯度一致原则。⑷求解，利用软件所自带的多种求解器中选择一种合适的求解器求解，本设计选择的是迭代求解器中的共轭梯度法求解。⑸后处理，将计算结果按照用户的要求以曲线或者图形的形式展现。具体流程框图如图3-1所示：图3-1COMSOL仿真流程图3.2COMSOL软件的建模、计算与数值分析在数值模拟模块中，对实际岩石样品进行合理建模并设置相应的物理参数，数值模拟所得出的岩样理论电阻率结果可为实验测量数据的分析提供参考。在建模时我们均设计的是与实际岩样大小相同的50mm*50mm*50mm的正方体模型，电极为15mm*15mm*0.5mm的铜片电极。本章节共探究了均匀介质、垂直夹层、带倾角夹层三种模型的电阻率特性规律。对于所设计模型中电阻率测量方案我们选取一个面作为发射极，其它五个面作为接收极；在模型的发射极我们施加恒定的电流，测量其余5个接收

第三章基于COMSOL的岩电特性模拟仿真与分析15面与发射极之间的电压差，从而计算出岩石的各向电阻率。3.2.1均匀地层岩样数值模拟研究根据岩样的实际大小进行建模，设定模型中岩石部分以及电极材料的参数，对模型的不同区域进行合理的网格剖分，均匀地层实体图和均匀地层岩样模型的网格剖分图如图3-2中所示：（a）均匀地层模型实体图（b）均匀地层模型网格剖分图3-2均匀地层模型仿真均匀地层模型时，将岩样主体设定为同一材料属性，当施加恒定电流时岩样内部电流流向及密度如图3-3所示：图3-3均匀介质岩样内部电流流向图在恒定电流的作用下因测量距离以及方向差异引起的电压压降不同，各方向上的电阻计算结果如表3-1所示：


本文编号：2896207