数字岩心孔隙结构的分形性质毕业论文(编辑修改稿)

数字岩心孔隙结构的分形性质毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

astic modelling of heterogeneous porous media – applications to reservoir rocks[J]. Transport in Porous Media, 2020, 65(3): 443467 VII [12]XU Y S, LIU Y, HUANG G X. Using Digital Imaging to Characterize Threshold Dynamic Parameters in Porous Media Based on Lattice Boltzmann Method[J]. Chin. Phys. Lett., 2020, 21: 2454–2457 [13]MANWART C, ALTOSALMI U, KOPONEN A, et al. Latticeoltzmann and finitedifference simulations for the permeability for three dimensional porous media[J]. Physical Review E, 2020, 66:doi: [14]LIU C F, NI Y S. The fractal roughness effect of micro Poiseuille flows using the lattice Boltzmann method[J]. International Journal of Engineering Science, 2020, 47:660668 [15]LINDQUIST W B, LEE S M, COKER D, et al. Medial axis analysis of void structure in threedimensional tomographic images of porous media[J]. Journal of Geophysical Research, 1996,101(B): 8297. [16]蒋海岩 , 袁士宝 , 陶军 . 流体在多孔介质仿真模型内的粘性指进研究 [J]. 大庆石油地质与开发， 2020 ， 26（ 2):83～ 86 [17]赵明，张端明，郁伯铭 . 多孔介质粘滞指进中的毛细效应 [J]. 华中理工大学学报，1998, 26:59～ 61 [18]屈世显，种建华，冯延春，罗俊 .粘性指进现象的分形研究 [J]. 西安石油学院学报， 1994, 9 (4):60～ 64 [19]李贺丽，李怀恩 ，王智，史文娟 . 多孔介质中指流的研究综述及展望 [z].土壤，2020， 40( 1 ):27～ 33 [20]袁士宝 , 雷光伦 , 张建国 , 陈月明 , 陶军 . 利用多孔介质计算机仿真模型研究粘性指进 [z]. 中国学术期刊电子杂志出版社 ， 2020, 13 (5):59～ 62 四 ． 国内外现状和发展趋势以及研究的方向 根据模型的自身特点，迄今，储层孔隙空间的所有三维模型可划归两类：数字岩心和孔隙网络模型，数字岩心建模方法可分为两大类：物理实验方法和数值重建 VIII 方法。 物理实验方法均借助高倍光学显微镜、扫描电镜 或 CT成像仪等高精度仪器获取岩心的平面图像，之后对平面图像进行三维重建即可得到数字岩心；数值重建方法则借助岩心平面图像等少量资料，通过图像分析提取建模信息，之后采用某种数学方法建立数字岩心。 (1)物理实验方法建立数字岩心 用以建立数字岩心的物理实验方法主要有序列成像法、聚焦扫描法和 CT扫描法。 序列成像法建立数字岩心的基本过程如下：将准备好的岩样抛光得到平整的岩样面，用高倍显微镜拍摄岩样抛光面获取岩心微观结构图像；平行于抛光面切除一层岩样薄片，将切割后的岩样面做抛光处理并用显微镜取像：重复切割、抛光、取像的 实验过程直至获得一定数量的岩心图像为止；最后，将得到的实验图像分离、组合即可得到数字岩心。 (2)数值重建方法建立数字岩心 数值重建法通常以岩心切片图像为基础借助各种不同的统计方法或模拟岩石的形成过程来建立数字岩心。 迄今已发展了多种重建方法，比较典型的有高斯模拟法、模拟退火法、过程模拟法、多点统计法和马尔可夫随机重建法。 本课题基于上述重建方法所得数值岩心三维数据，重点研究数字岩心三维孔隙结构的分形性质，包括： 利用指导教师提供的数字岩心数据，对若干岩心样品进行三维数值重建；研究数字岩心的孔隙相与固相的尺寸分 布维数，及其与孔隙度的关系；研究数字岩心密度 密度相关函数与局域孔隙度的相互关系；通过数值计算，得到数值岩心孔隙相的多重分形谱。 五 ． 研究内容，需要重点研究的关键问题及解决思路 ● 研究内容： 1. 利用指导教师提供的数字岩心数据，对若干岩心样品进行三维数值重建。 2. 研究数字岩心的孔隙相与固相的尺寸分布维数，及其与孔隙度的关系。 3. 研究数字岩心密度 密度相关函数与局域孔隙度的相互关系。 4. 通过数值计算，得到数字岩心孔隙相的多重分形谱。 ● 需要重点研究的关键问题： IX 对若干数字岩心样品的孔隙结构进 行三维数值重建。 ● 解决思路： 提出一个孔隙结构的三维数字重建的算法，并通过 CVF 编程实现。 六．完成毕业论文所须具备的工作条件及解决办法。 工作条件：需各种与课题相关的文献，计算机以及相关软件、各种数字图书馆。 解决办法： 在校图书馆及其它各种数字图书馆查阅与课题有关的文献。 网上查找和搜索与课题相关的论文及期刊资料，以了解国内外这方面的发展趋势及方向。 计算机由物理学院计算机房提供。 相关软件由指导教师提供。 七、工作的主要阶段、进度与时间安排 3月 01 日 — 3 月 03 日 完成 英 文 翻译，送给指导老师修改 3月 04 日 — 3 月 11 日 指导老师讲解有关课题相关知识 3月 12 日 — 3 月 18 日 完成开题报告，送给指导教师审阅 3月 19 日 — 3 月 24 日 准备开题报告与开题报告答辩 3月 25 日 — 4 月 2 日 查阅参考文献，要作好阅读笔记 4月 3 日 — 4月 10 日 探讨分形理论在孔隙网络建模理论与方法中的应用 4月 11 日 — 4 月 18 日 提出孔隙网络的分形模型 4月 19 日 — 4 月 26 日 利用上述模型探讨单相流体在多孔介质中的流动 4月 27 日 — 4 月 30 日 完成写作提纲，写出论文初稿 5月 01 日 — 5 月 15 日 根据指导老师意见，完成修改论文第一稿 5月 16 日 — 5 月 31 日 再次修改论文并定稿，总字数达到一万五千字 6月 01 日 — 6 月 06 日 由定稿的论文用 PowerPoint 制作论文答辩幻灯片 6月 07 日 — 6 月 10 日 根据指导老师意见，完成幻灯片修改并定稿 X 6月 11 日 — 6 月 15 日 毕业论文答辩 八、指导教师审查意见 指导教师签名： 长江大学毕业论文 (设计 )指导教师评审意见 学生姓名 李俊杰 专业班级 物理 10703 毕业论文 (设计 )题目 数字岩心孔隙结构的分形性质 指导教师 职 称 评审日期 XI 评审参考内容： 毕业论文 (设计 )的研究内容、研究方法及研究结果， 难度及工作量，质量和水平，存在 的主要问题与不足。 学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力， 毕业论文 (设计 )是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。 评审意见： 指导教师签名： 评定成绩（百分制）： _______分 长江大学毕业论文 (设计 )评阅教师评语 学生姓名 李俊杰 专业班级 物理 10703 毕业论文 (设计 )题目 数字岩心孔隙结构的分形性质 XII 评阅教师 职 称 评阅日期 评阅参考内容： 毕业论文 (设计 )的研究内容、研究方法及研究结果， 难度及工作量，质量和水平， 存在的主要问题与 不足。 学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力， 毕业论文 (设计 )是否完 成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。 评语： 评阅教师签名： 评定成绩（百分制）： _______分 长江大学 毕业论文 (设计 )答辩记录及成绩评定 学生姓名 李俊杰 专业班级 物理 10703 毕业论文 数字岩心孔隙结构的分形性质 XIII (设计 )题目 答辩时间 年 月 日 ～ 时 答辩地点 一、答辩小组组成 答辩小组 组长： 成 员： 二、答辩记录摘要 答辩小组 提问（分条摘要列举） 学生 回答情况评判 三、答辩小组对学生答辩成绩的评定 （百分制） ： _______分 毕业论文 (设计 )最终成绩评定 (依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文 (设计 )评分的相关规定 ) 等级 (五级制 )： _______ 答辩小组组长 (签名 ) ： 秘书 (签名 )： 年 月 日 院 (系 )答辩委员会主任 (签名 )： 院 (系 )(盖章 ) XIV 数字岩心孔隙结构的分形性质 学 生：李俊杰，长江大学，物理科学与技术学院 指导老师：赵 明，长江大学，物理科学与技术学院 [摘要 ] 岩石的孔隙空间具有良好的分形特征 , 孔隙结构的分形维数可以描述孔隙结构的复杂程度和非均质性。 微观孔隙尺度上研究流体在多孔介质中的流动是揭示其流动机制、获得新认知的重要途径，是多孔介质流动模拟领域目前国际学术界研究的热点。 首先 ，依据岩心切片或粒度组成曲线等岩心资料，系统研究了 CT扫描法、模拟退火法和过程模拟法建立数字岩心的理论与方法，建立了人造岩心、砂岩和碳酸盐岩等岩样的数字岩心。 本文基于多孔介质孔隙结构的分形理论，对 9种数字岩心样品的孔隙相和固体相结构进行了分形表征。 在此基础上，对 9种数字岩心样品的孔隙度、体积分数和渗透率进行了预测。 数字岩心和孔隙网络模型为微观尺度上开展多孔介质的流动模拟构建了基础研究平台，具有重要的科学意义、学术价值和应用前景。 [关键词 ] 数字岩心；分形表征；孔隙结构；渗透率；最大孔隙尺寸； 孔隙网络模型 XV The Fractal Nature of the Pore Structure for Digital Cores Candidate: Li Junjie, School of Physical Science and Technology Supervisor: Zhao Ming, School of Physical Science and Technology [Abstract] There is fractal property in reservoir rocks, and the fractal dimension can describe quantitatively the plexity and the heterogeneity of pore structure. To perform porescale study, it is first necessary to construct the research platform， numerical rock and pore work． To perform porescale study, it is first necessary to construct the research platform, numerical rock and pore work. Therefore， we conducted an allround study in the field of model． building for both of them． We first prepared the input data for numerical rock construction,which include microCT images， grain size distribution curves， etc． Then, we studied the model． building methodologies of both CT scanning， simulated annealing and process based simulation． With these methods， we constructed numerical rocks for our selected rock samples including a sand pack, two sandstone samples and one carbonate sample． In this paper, based on the fractal theory about pore structures for porous media, the fractal characterization of pore structure for nine numerical rocks is studied. The porosities, volume fractions and permeabilities of nine numerical rocks are predicted. project． Numerical rock and pore work work as the fundamental research platform for all the porescale study of flow through porous media， and thus they have important scientific and academic value as well as promising application prospect． [Keywords] numerical rock。 fractal characterization。 pore structure。 permeability。 maximum pore size ； pore work 绪论 第 1 页 共 24 页 数字岩心孔隙结构的分形性质 1 绪论 分形的定义 分形（ fractal）这个名词是 Mandelbrot在 20 世纪 70 年代为了表征复杂图形和复杂过程首先引入自然科学领域的，它的原意是不规则的、支离破碎的物体。 分形可以分为规则分形和不规则分形。 在分形名词使用之前，一些数学家就提出过不少复杂和不光滑的集合，如 Cantor 集、 Koch 曲线、 Sierpinski 垫片、地毯和海绵等。 这些都属于规则的分形图形，。