[发明专利]孔隙度与颗粒粒径分布关系表征方法有效
申请号: | 202011294431.5 | 申请日: | 2020-11-18 |
公开(公告)号: | CN112461718B | 公开(公告)日: | 2022-08-26 |
发明(设计)人: | 王宇赫;毛强强;杨潇;孙鑫;余梦琪;刘帅辰 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(华东);青岛东坤蔚华数智能源科技有限公司 |
主分类号: | G01N15/02 | 分类号: | G01N15/02;G01N15/08 |
代理公司: | 重庆晟轩知识产权代理事务所(普通合伙) 50238 | 代理人: | 孔玲珑 |
地址: | 266580 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 孔隙 颗粒 粒径 分布 关系 表征 方法 | ||
本发明涉及孔隙度与颗粒粒径分布关系表征方法,该方法包括以下步骤:首先指定二维颗粒堆积模拟的区域范围,长为L、高为H;在指定区域范围内,根据均一分布方法随机生成空间横坐标x,即0≤x≤L,假设所有颗粒均从同一高度y下落,且高度足够高即y>H;其次建立能准确描述颗粒粒径分布规律的颗粒粒径分布方法;生成一系列颗粒,得到一个紧密的二维颗粒堆积体;再次计算二维颗粒堆积体的孔隙度;最后定性及定量描述相对标准差与孔隙度之间的关系。该方法采用了周期边界,不存在左右边界孔隙度较大的情况,消除了边界对二维颗粒堆积体孔隙度的影响,提高了计算堆积体孔隙度的精度。
技术领域
本发明涉及岩石孔隙度表征的技术领域,特别涉及孔隙度与颗粒粒径分布关系表征方法。
背景技术
认识孔隙度的影响因素,进而理解多孔介质流动过程在石油工程、水力工程等领域至关重要。孔隙度在很多地质、工程的物理场景中都是必要的参数,包括石油开采、二氧化碳埋存、水力系统及污染物运移等。因此,很多学者对孔隙度的表征做了大量的研究。
凭借高分辨率数字成像技术,已经可以直接观察岩心样品的孔隙结构。但是由于孔隙结构的复杂性,很难直接从孔隙结构计算出孔隙度。一般孔隙度计算都是通过实验的手段,如筛析法,但实验手段耗时长、投入精力大。随着高性能计算技术的发展,通过计算机模拟,开发颗粒堆积程序,模拟岩石颗粒沉积过程已经具有可行性。而且模拟方法可以大大缩短实验时间,可视化颗粒动态堆积过程,表征孔隙度与堆积颗粒之间的关系。
学者们都普遍认同孔隙度与颗粒粒径或颗粒粒径分布之间存在一定的联系,但是孔隙度与颗粒粒径分布之间定性、甚至是定量的关系,还没有一致的结论。颗粒堆积过程或颗粒堆积样式决定了颗粒之间的孔隙大小,而孔隙度是颗粒堆积的直观描述,反映出颗粒堆积的程度。然而孔隙度并不仅仅取决于颗粒堆积样式,也依赖于颗粒粒径分布、颗粒形状及分选程度等。因此,孔隙度的定性、定量表征是一个较为复杂的过程。
常见的等直径球形颗粒堆积方式有立方堆积、正交堆积、菱形堆积及四边形堆积等,分别对应的孔隙度为47.6%、39.5%、26%、30.2%。可见,不同的堆积方式会使得颗粒堆积体具有不同的孔隙度。而实际的岩石颗粒并不是等直径的,堆积方式也会更加多样化。另外,用恰当的参数描述堆积特征是评价堆积体的关键环节。一般平均颗粒粒径是最简单方便的描述参数,但是仅靠颗粒粒径评价还远远不够。颗粒粒径分布既能反应颗粒的大小情况,还能反映堆积颗粒的大小占比。因此,颗粒粒径分布可以作为表征孔隙度的一个关键参数。颗粒平均粒径和颗粒粒径的标准差可以用来描述颗粒粒径分布,颗粒平均粒径是对颗粒大小的描述,颗粒粒径标准差是对颗粒大小变化程度的量化。一般认为,一方面大颗粒会占据很多小颗粒与小孔隙的空间,导致孔隙度降低;另一方面大颗粒也会导致小颗粒不能紧密地排列在一起,从而导致孔隙度增加。针对大颗粒对孔隙度产生的两种相反的影响,有学者认为两种影响在颗粒堆积过程中都存在,只不过两种情况对最终孔隙度的影响程度不同。但是,如何量化颗粒粒径分布与孔隙度之间的关系,尚不清楚。
因此,为了定性及定量表征孔隙度与颗粒粒径分布之间的关系,着眼于自然界岩石颗粒堆积过程,提出一种用于孔隙度-颗粒粒径分布关系表征的二维颗粒堆积模拟方法很有必要。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本发明要解决的技术问题是:提供一种合理有效、能准确反映真实岩石颗粒沉积过程,用于表征孔隙度与颗粒粒径分布之间关系的二维颗粒堆积模拟方法。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:孔隙度与颗粒粒径分布关系表征方法,该方法包括以下步骤:
S01:指定二维颗粒堆积模拟的区域范围,长为L、高为H;这里不考虑具体单位,均为无量纲长度单位。
S02:在指定区域范围内,根据均一分布方法随机生成空间横坐标x,即0≤x≤L,假设所有颗粒均从同一高度y下落,且高度足够高即y>H;高度足够高,可以认为每个颗粒的初始高度y都相同,且高度足够高即y>H,故不需要指定纵坐标。
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- 本发明属于对悬挂于纤维上液滴体积测算技术领域,公开了一种采用8个椭球体拟合的微小液滴体积测量方法,本发明利用简单结构的装置拍摄悬挂在纤维上液滴的顶视图与侧视图,识别液滴的轮廓曲线,采用8个椭球体拟合液滴的体积,解决了液滴运动变形条件下体积计算问题。
- 干法测试系统的下料装置-202320678290.X
- 陈浩 - 珠海欧美克仪器有限公司
- 2023-03-29 - 2023-10-20 - G01N15/02
- 本实用新型公开了一种干法测试系统的下料装置,包括下料盘、调节件和振荡组件。下料盘设有出料口,下料盘用于收纳样品。调节件可调节地设于出料口以调节出料口开启面积的大小,出料口开启面积的大小决定下料盘下料的速度以及下料的量。振荡组件设于调节件的内侧以振碎靠近出料口的样品。下料盘下料的时候,振荡组件与靠近出料口的样品接触,振荡组件不断的振动,进而将样品振碎,特别是将团聚的样品振碎为分散的样品,样品可顺利地通过出料口,进而可实现精准地控制下料的速度和下料的量。
- 一种用于树脂的质量检测装置-202321018879.3
- 张刚;梁绍坚;王勇 - 广东恩德斯化学有限公司
- 2023-04-27 - 2023-10-20 - G01N15/02
- 本实用新型公开了一种用于树脂的质量检测装置,包括底板以及设置在底板顶部外壁的两个固定板,两个所述固定板的相对一侧内壁之间转动安装有外箱,底板的一端顶部外壁开有两个滑槽,两个滑槽的两端内壁之间均转动安装有螺纹杆,两个螺纹杆的圆周外壁均通过螺纹滑动套接有滑块;本实用新型,在筛选完成后,启动两个第一电机,带动两个螺纹杆转动,带动两个滑块向左滑动,带动两个转动杆趋于竖直,即可顶起外箱,使外箱倾斜,进而带动内箱倾斜,使第一筛板、第二筛板、第三筛板以大角度倾斜,方便工作人员进行筛选完成后的收集。
- 一种高信噪比的尘埃粒子计数器-202320462709.8
- 张忠民;刘永超;何春雷 - 青岛众瑞智能仪器股份有限公司
- 2023-03-13 - 2023-10-20 - G01N15/02
- 本实用新型涉及尘埃粒子计数器技术领域,具体为一种高信噪比的尘埃粒子计数器,包括气室、激光光源、非球面透镜、球面反射镜、光电探测器、光陷阱,在激光光源发出的光束前进的方向上依次设有非球面透镜、光陷阱,与所述激光光源发出的光束前进方向垂直的方向上设有球面反射镜、光电探测器,所述光陷阱、球面反射镜、光电探测器均固定在气室上,进入气室的采样气流在球面反射镜和光电探测器之间形成光敏区,在现有技术基础上,本实用新型作出如下改进,所述计数器还包括四分之一波片和偏振片,所述四分之一波片设置在光敏区与球面反射镜之间,所述偏振片设置在光电探测器接收光信号一侧。能够减少进入到光电探测器的杂散光,提高信噪比。
- 电子烟口鼻暴露时颗粒物浓度和粒径的监测及控制装置-202222335496.0
- 鱼涛;李斌;宾萍;刘黎;肖经纬;陈霄;李雨露;郑敏;程娟 - 中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所
- 2022-09-02 - 2023-10-17 - G01N15/02
- 一种电子烟口鼻暴露时颗粒物浓度和粒径的监测及控制装置。电子烟口鼻暴露时颗粒物浓度和粒径的监测装置包括:口鼻暴露系统,限定出内缸腔以及外缸腔;采样器,设置于所述内缸腔,用于对所述内缸腔内的烟气进行采样;粒径谱仪,与所述采样器连接,用于对所述采样器采集到的烟气的颗粒物的粒径进行检测;质量浓度仪,与所述采样器连接,用于对所述采样器采集到的烟气的颗粒物的质量浓度进行检测。这种电子烟口鼻暴露时颗粒物浓度和粒径的监测及控制装置可以通过粒径谱仪对颗粒物的粒径进行检测,并可以通过质量浓度仪对颗粒物的质量浓度进行检测。
- 一种高浓度乳化液渗流阻力预测方法-202310841166.5
- 孙琳;朱宇涵;董硕;蒲万芬;孙鸿应 - 西南石油大学
- 2023-07-11 - 2023-10-13 - G01N15/02
- 一种高浓度乳化液渗流阻力预测方法,包括以下步骤:首先选择测试用高浓度乳化液,测定测试用乳化液的液滴平均粒径,之后结合待预测多孔介质的物理参数与乳化液的液滴平均粒径,计算出乳化液与待测多孔介质粒孔比,最后根据乳化液与待预测多孔介质的粒孔比,选择计算待预测多孔介质渗流阻力的模型,并利用选择的模型对应计算得出待预测多孔介质的渗流阻力;本发明考虑了高浓度乳化液的剪切稀释性以及乳化液滴与孔喉直径匹配关系不同时的孔喉堵塞情况,能够准确预测乳化液在不同渗透率多孔介质中流动阻力,考察范围更加全面;本发明利用待预测储层的基本物性参数即可实现预测效果,相对于取样测试有效降低了成本。
- 一种含油气盆地有效盖层的识别方法及识别装置-202310556126.6
- 李豫源;米中荣;蒋利平;张博;瞿建华;谢恩;武新民;李鑫;黄海平;张正红;万传治;巫聪;张可 - 成都北方石油勘探开发技术有限公司
- 2023-05-17 - 2023-10-13 - G01N15/02
- 本发明公开了一种含油气盆地有效盖层的识别方法及识别装置,包括以下步骤:(1)典型样品选取;(2)岩石粒度、矿物含量与成岩作用分析;(3)岩石突破压力计算;(4)岩石孔隙系统刻画;(5)岩石最大连通孔隙系统分析;(6)建立有效盖层判别模型,厘定有效盖层参数;本发明通过大视域孔隙图像分析以及突破压力测试,明确不同物质组成盖层岩石样品的孔隙系统特征与最大连通孔隙系统特征,从最大连通孔隙系统这一影响盖层封闭能力的根本因素出发,通过少量样品的图像分析,综合考虑物质组成差异以及成岩作用差异对有效盖层发育的影响。对于短时间、低成本识别有效盖层的发育条件,预测天然气保存、二氧化碳封存有利区具有重要帮助。
- 一种在线检测含能材料颗粒形貌及粒径分布的装置-202111643615.2
- 郝尧刚;李志华;何丹;许彦明;闫波;赵江颖;曹建国;王学重 - 甘肃银光化学工业集团有限公司
- 2021-12-29 - 2023-10-13 - G01N15/02
- 一种在线检测含能材料颗粒形貌及粒径分布的装置,包括成像探头、降温装置、主机、计算机,工作时,成像探头将获得的含能材料颗粒样本的图像传输给计算机,计算机对图像进行处理和计算,单个颗粒的粒径,统计得到颗粒形貌及粒径分布。本发明消除了现有技术中粒径和颗粒形貌检测耗时长、检测结果滞后,无法进行实时在线检测含能材料颗粒形貌和粒度分布等缺陷,无需取样、制样,实现了在线实时图像采集,在线实时图像处理,为提升产品质量,改进生产工艺提供了最为及时准确的数据。
- 一种原位测量激光焊接羽辉中微粒的方法-202010245365.6
- 邹江林;韩雪;肖荣诗;武强 - 北京工业大学
- 2020-03-31 - 2023-10-13 - G01N15/02
- 一种原位测量激光焊接羽辉中微粒的方法属于激光焊接技术领域。测量系统由探测激光器、信号采集系统、信号处理系统、焊接激光器、焊件及保护系统组成;在激光焊接过程中,探测激光穿过羽辉后,部分光被羽辉中的微粒反射回探测激光腔内形成新的谐振,通过测量探测激光器电压、频率的变化并经过数据处理,可以得到羽辉中微粒的尺寸、数量、速度等信息。本发明具有系统结构简单、体积小、易于调节、无需外部干涉、不受探测激光功率波动影响、成本低廉等优点,能够原位实时测量不同位置处羽辉中微粒的尺寸和速度、及羽辉中微粒的空间分布等特征。
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