简介:本文提出了一种模拟白云岩孔隙系统的连续模型,一个岩石模型就可以反映大小相差多个数量级的多种孔隙类型。我们将从低分辨率X射线微层析图像获得的宏观尺度的岩石组构信息与从高分辨率二维电子显微图像所获取的微观尺度信息结合在了一起。根据矿物学特征、基质产状、溶模孔隙是否充填矿物晶体等,把低分辨率X射线微层析图像分成6个独立的岩石相。然后根据从电子显微镜图像获得的高分辨率信息,利用诸如不同的白云石晶体类型和硬石膏等几何对象模拟这些大尺度的岩石相。这样就可以大致反映出经过成岩转换的岩石样本的三维面貌,包括白云石晶体大小、孔隙度、产状以及不同基质相的体积和孔隙/基质/胶结物比。所建立的岩石模型可以反映从印模宏孔隙(直径达数百微米)至泥岩微孔隙(直径〈1微米)的孔隙大小分布。通过这个模型,我们可以研究不同孔隙类型对岩石物理性质的影响。同一个岩石样本的较高分辨率X射线层析成像的信息用作约束模型的孔隙大小分布的数据体。在不同的离散分辨率下在三维空间开展了孔隙大小分析和渗流测试,结果表明,最大的连通孔隙网络的孔喉半径为1.5至6微米。这种情况也说明,在没有准确了解真实岩石微观结构的情况下,如何选取X射线层析成像的合适分辨率是一个挑战。
简介:震源动力学中破裂产生的地震动在层状介质中的传播模拟,是地震学以及地震工程学研究的前沿课题之一。本文通过建立精确的三维模型,选取具备灵活网格、高精度高效率计算性能的谱元法,利用有效抑制伪震荡的时间域离散方法——加权速度Newmark方法以及多次透射人工边界条件,进行了SCEC/USGS基准项目中TPV5模型的地震破裂过程模拟,得到基于层状介质模型和均匀介质模型(后者采用相同破裂模型)的埋深2km的震源参数结果。将二者进行对比,并具体分析破裂面位错、地震矩、破裂传播时间、上升时间和地表位移,发现层状介质对破裂过程的传播影响较为明显:①层状介质的存在整体增加了破裂面上的位错,在层状介质模型下计算得到的地震矩约是均匀介质模型结果的1-3倍,因此认为层状介质增强了地震破裂过程中的能量释放;②层状介质的存在使得破裂传播至地表的速度减慢,并缩短了地表各点的上升时间,增强了地表的地震动响应;③层状介质对于地表位移有着明显的增加作用,同时协同破裂面上的初始应力异常区域对位移峰值中心的改变有显著影响。④介质分异面附近地震动强烈。对结果进行整理后发现,在具有地下层状介质的地区要充分考虑层状介质产生的场地效应,否则可能会低估该地区的地震危险性。
简介:由于在冻土层和海洋环境中存在着大量的天然气水合物,因此天然气水合物将成为未来的替代能源。但是,至今尚未对各种开采方法中来自水合物的天然气开采潜力进行充分调查研究。本项研究介绍了一个简单的分析模型,该模型通过减压方法从多孔介质中分解水合物,从而模拟天然气开采。我们认为分解带的热传递、水合物分解内动力学和气水两相流动是涉及多孔介质中水合物分解的三种主要机理。本项研究对涉及物理性质实际变化范围的三种机理的相对重要性进行了比较。实例研究表明,气水两相流动的影响比热传递和水合物分解内动力学的影响小得多。考虑到速度控制作用,开发出的分析模型可以预测在多孔介质中天然气水合物分解的动态特征。模型已用于进行敏感性研究,已便调查在水合物储层进行商业性天然气开采的可行性。研究结果表明,从天然气水合物储层中能够采出大量天然气,水合物叠加在含气带上方。在西伯利亚、阿拉斯加和加拿大的永久冻土区中已发现了这种天然气水合物储层。
简介:据估计,油气工业从原油和天然气开采中产生了约700亿桶污水。连续的开采导致油气储量耗尽,经营者们只有被迫采用先进技术进行开采,但随之而来的却是有大量水产出。先进的开采技术不仅改变了水/油混合物,而且降低了常规水处理效率,最高可达50%。此外,监管机构三令五申强制执行诸如限制可溶油气排放等措施。这些只是经营者在管理产出水中所遇到的部分问题。新的水处理技术即可解决这些问题,并妥善处理产出水量。ProSep'sOsorb介质体系(OMS)就不失为一枝独秀,通过它处理那些用化学手段提高石油采收率而产出的水,并清除掉已溶解的烃类化合物,包括苯、甲苯、乙苯和二甲苯。