Компьютерное моделирование структуры и порового пространства терригенных осадков

• Автор: Амосова, Ольга Евгеньевна
• Шифр специальности: 04.00.01, 04.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 356 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СТРУКТУРА ТЕРРИГЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
1.1. Общие положения
1.2. Размеры зерен пластического осадка
1.3. Форма зерен как элемент структуры пластического осадка
1.4. Взаимное расположение зерен
1.4.1. Упаковка и координационные числа осадка
1.4.2. Ориентировка зерен как важный показатель структуры осадка
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ (ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ) ОСНОВЫ
ГРАВИТАЦИОННОЙ СЕДИМЕНТАЦИИ ЧАСТИЦ
2.1. Феноменологическое описание моделируемого явления
2.2. Терминология и краткие комментарии к ней
2.3. Виды элементов траектории спуска
2.4. Система обозначений
2.5. Условия смены видов элементов траектории спуска
2.6. Условия остановки
2.7. Вопросы, связанные с ограниченностью бассейна седиментации
Глава 3. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСАДКА
3.1. Общий алгоритм моделирования пластического осадка
3.2. Алгоритмы отдельных процедур
3.2.1. Первое касание
3.2.2. Спуск по меридиану частицы
3.2.3. Спуск по ложбине между двумя частицами
3.2.4. Условия остановки или выбора вида элемента траектории
спуска в момент касания трех частиц
3.2.5. Спуск по ложбине между частицей и гранью контейнера седиментации
3.2.6. Условия остановки или выбора вида элемента траектории движения в момент касания двух частиц и грани
контейнера седиментации
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОСАДКА
4.1. Коллекторские и некоторые другие структурные свойства осадка
4.2. Сферическое распределение точек касания

4.3. Координационные числа осадка

Глава 5. СТРУКТУРА ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА
5.1. Анализ структуры порового пространства
5.2. Характеристики порового пространства правильных упаковок шаров
5.3. Метрики порового пространства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение
Приложение
Приложение З
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Несмотря на обилие эмпирических результатов по гранулометрии, пористости, проницаемости, нефте- водо- и газонасыщенности горных пород и осадков, нет физических основ, которые позволяли бы связать эти характеристики количественно. Выяснилось, что отсутствуют строгие определения самых простых фундаментальных понятий: порового канала, поры, ее поперечника и многих других. Определение структуры терригенной породы и осадка, из которого она происходит, имеет в настоящее время исключительно феноменологический характер. Для структуры порового пространства кроме размеров пор и извилистости поровых каналов упоминаний других характеристик в литературе не имеется, да и упомянутым свойствам строгих определений не дано. Изучение первичной структуры терригенных осадочных пород в литологии и нефтегазовой геологии ведется на эмпирическом уровне без привлечения математических моделей. Это не позволяет дать глубокую и однозначную интерпретацию получаемых результатов.
Обычные лабораторные исследования пористости, проницаемости, структуры порового пространства, связанные со снятием порометрических кривых методами капиллярного вытеснения воды или вдавливания ртути, позволяют получить лишь приблизительные характеристики строения поровой системы. Основным недостатком существующего положения в этой отрасли науки является отсутствие формальной математической теории, с помощью которой можно было бы описывать осадок.
Целью исследования является создание формально-математической теории осадочной терригенной породы. К ней предъявлены следующие требования:
- теория должна включать определения таких понятий, как поровое пространство, пора, поровый канал, ориентировка поровых каналов, частица осадка, ориентировка частиц, размеры, форма частиц, координационное число для пор и для частиц, сферическое распределение точек касания частиц осадка.
- теория должна позволить однозначно описывать структуру породы (осадка), и прогнозировать ее утилитарные свойства: пористость, проницаемость по заданному направлению, остаточную флюидонасыщенность для вытесняемых и вытесняющих флюидов в зависимости от их физических свойств.
19. Еі - экватор на частице і.
20. 5і - точка смены вида элемента траектории спуска-ложбины на меридиан.
21. Аі - начальная точка касания падающей вертикально вниз частицы и первой касательной частицы і, (хА, гА, у л) ее координаты.
22. Вк - начальная точка касания движущейся по меридиану частицы и второй касательной частицы к, (хв, гв, ув) - ее координаты.
23. С„ - начальная точка касания движущейся по ложбине частицы и третьей касательной частицы п, (хс, гс, у с) ~ ее координаты.
24. <2і - точка касания на касательной частице і следов спусков по ложбине Ьік и меридиану лежащая в одном полупространстве с точкой Вк относительно вертикальной плоскости, проходящей через центры частиц і и к.
25. п- номер третьей касательной частицы, (хп, г„, уг1) - координаты ее центра, г„ - радиус, <4 - диаметр.
26. Е- та из трех касательных частиц, центр которой расположен ниже.
27. Аі - область всевозможных перемещений следа на касательной частице Е, ограниченная следами спуска по ложбинам Ьт и 1кп.
28. Ар- область на касательной частице, содержащаяся внутри параллели Р.
29. (х]2, 2/2, У]2> - координаты центра частицы, движущейся по меридиану первой касательной частицы, в момент касания со второй касательной частицей.
30. (х/3, 2р, ур) - координаты центра частицы, движущейся по ложбине между первой и второй касательными частицами, в момент касания с третьей касательной частицей.
31. (хЕ, 2Е, Уе) - координаты центра частицы, спускающейся по меридиану первой касательной частицы, в момент достижения ее центром экватора первой касательной частицы.
32. (хр 2р у(1) - координаты центра движущейся частицы в момент достижения ею дна контейнера седиментации.
33. (хд, 2Ч, у - координаты центра движущейся частицы в момент касания ее с гранью контейнера седиментации.
34. У/-, - точка касания первой касательной частицы і и движущейся частицы в момент третьего касания, (хкЕ, гцг, уп) - ее координаты.