网格逐次剖分算法在三维地震射线追踪中的应用

初至波走时计算与路径追踪是基于射线理论层析成像的关键,走时线性插值(LTI)算法具有较高的追踪精度和计算效率,在二维条件下应用广泛,但在三维情况下存在最小走时方程不能解析求解的问题。为此,在走时线性插值的基础上,提出了一种改进的网格逐次剖分方法。该方法基于原有的LTI网格界面剖分算法,在最小走时剖分点附近建立同样规格的剖分点阵列进行进一步的细分搜索,寻找最小走时,避免了增加剖分精度而进行的全局细化搜索,节约了计算时间。该方法解决了三维LTI最小走时求解问题,并且能够以较小的计算代价获得更高的计算精度。在给出算法原理与计算步骤的同时,通过模型及实例验证了新算法在计算精度与计算效率上的改进。     

基于MATLAB的钻井井眼轨迹三维仿真研究

为了直观形象地观察钻井井眼轨迹,便于钻井井眼轨迹设计和控制,提出一种钻井井眼轨迹三维仿真方法。该方法基于MATLAB软件,采用圆柱螺线内插法进行计算,实现钻井井眼轨迹的三维仿真,并具有图形平移、图形旋转、图形缩放等功能。该方法既可以直接从EXCEL文档中整体导入测量的离散井眼数据来实现钻井井眼轨迹的三维仿真,也可以对设计的井眼轨迹实现三维仿真;便于将设计的井眼轨迹与实际测量的井眼轨迹进行对比分析,为井眼轨迹的合理设计和有效控制、油田开发方案的制定等带来方便,具有较高的实用价值。     

基于测井数据的三维地质模型构建与可视化

地质构造三维可视化是指将地质勘探数据和测井数据用直观的图形方式显示，是正确认识地质构造和油藏分布的重要手段。根据对地质测井的稀疏散乱数据的三角剖分及用Shepard，Multiquadric，Ordinary-Kriging等多种方法进行的插值，完成了地质测井层面和地质体的重构，进而实现了地层和地质体的属性分布、地质体的立体剖切、测井曲线等多种三维地质模型的可视化，为准确快速掌握地质构造和多种属性分布提供了科学的依据。介绍的方法均已在FON—WARD．NET软件平台二维、三维绘图中实践。     

基于Maxwell 2D的抽油杆漏磁检测仿真研究

抽油杆的无损探伤多采用漏磁检测方法,简述了在Maxwell 2D仿真软件中建立抽油杆漏磁检测仿真模型的方法、励磁线圈尺寸的设计方法以及缺陷检测的仿真过程。在传统检测方法的基础上对磁路进行优化设计,并对优化前后抽油杆的磁化效果和缺陷检测结果进行了仿真对比。结果表明,优化后的磁路结构能够有效地缩小端部效应,并能够有效地提高缺陷检测的灵敏度。     

三维模型协同设计的质量控制研究

从石油化工工程设计过程中常见的质量控制难点着手,提出采用三维协同设计来解决设计质量问题,通过分析三维协同设计的工作流程,结合其数字化、可视化和集成化的特点,分别研究它在三个阶段系统性的质量控制方法,包括事先建立和完善规则、事中强化过程检查与验证和事后落实质量记录关闭,以SmartPlant Foundation为例验证了三维协同设计的质量控制方法在保证设计完整性、可靠性和一致性上是行之有效的,探索三维协同设计对质量管理和控制技术的创新和发展。     

稳定地电场三维有限差分正演模拟

本文阐述了用有限差分模拟计算三维稳定点电场的原理,提出了可以节约内存,提高运算速度的剖分网格、差分格式和超松弛迭代数值解的计算方法;采用解析法计算点电源在均匀大地条件下产生的正常电位场,用有限差分法计算地电异常体引起的异常电位场,进而得到实际电位场;简化了三维地电场数值模拟的问题,并且有效地控制了模拟计算精度。     

开孔接管结构三维有限元建模方法

提出一种有效的压力容器开孔接管补强结构三维有限元单元自动剖分方法.它以DXF格式文件为中介,用数学的方法实现有限元模型的自动生成,并能够保证开孔接管相贯区域内都是8节点单元.数值计算结果证明,其计算精度一般高于孔边含有8节点单元的蜕化元有限元模型.     

微球聚焦有限元数值计算中的预处理技术研究

针对微球聚焦测井仪器的测井预处理响应,在分析有限元数值计算方法的基础上,研究了自动网格剖分和自动节点编号预处理技术.在1/2空间三角形网格剖分中,采用极板对称轴对称分割的方法,提高了计算电位的对称性和计算精度.在网格自动编号中,提出了根据电极结构对求解区域分块的思想,保证电极的编号连续,满足有限元数值计算中等位面处理的要求.通过计算仪器常数、无侵和有侵地层模型验证了所设计预处理程序的有效性.     

三维可视化引擎在海上智能油田建设中的应用

随着科技的进步,三维可视化引擎已经成功应用于交通、建筑、安检和军工等多个领域,并且凭借出色的虚拟仿真功能,大大提升了数据与模型交互的及时性和准确性.本文结合海上智能油田项目的业务需求,通过三维可视化引擎技术架构设计、三维可视化服务平台架构设计和三维可视化服务平台应用部署设计,首次成功将三维可视化引擎技术应用于智能油田建...     

地质体的二维数值剖分

本文通过对５种最基本的地质模型的建立及对角度不整合模式的剖分,详细探讨了对三维地质体进行二维（剖面）数值剖分的算法,建立起地质体和油气储层从建模到量化全过程的工作方法和思路。     

超深井套管三维弹塑性ABAQUS有限元分析

针对一个井深为7500 m的竖直油井套管地层中有若干段蠕变严重的盐岩层，在固井后，由于盐岩层蠕变对套管产生的压力引起套管产生过量塑性变形，进而被挤毁。工程单位要求对原设计方案进行三维有限元模拟验算，并要求依据所拥有的资料提出新的设计建议。为此，应用ABAQUS有限元软件对原设计方案进行了三维弹塑性数值分析，进一步对壁厚增加以后的套管进行了弹塑性数值模拟分析。计算内容有：①原设计外径为0.34 m、内径为0.31 m的套管在内外液体压力以及对称的15°扇形区盐岩压力作用下的三维弹塑性分析；②新设计建议外径为0.35 m、内径为0.315 m的套管在内外液体压力和非对称的15°扇形区盐岩压力作用下的三维弹塑性分析；③将上述②的模型所处位置深度增加，即平移使其顶部深度达到6500 m时套管的三维弹塑性分析。结果表明，原设计套管厚度不能承受盐岩层所产生的较大压力梯度，而壁厚增加以后的套管设计承载能力能够满足工作环境要求。     

微电阻率成像测井三维数值模拟

采用有限元素法进行三维数值模拟研究微电阻率成像测井响应。模拟过程在全井眼里进行。将井眼、仪器及共周地层划分成适当的三维网络,然后用拉普拉斯微分方程在三维网络的每个小单元中离散成一个个线性方程,求解这些线性方程形成的方程组得到微分方程的解。网络划分的同时权衡了计算精度、计算时间和计算机容量等因素。对典型地质特征的微电阻率成像测井响应进行了模拟计算,结果证明效果良好,其方法亦适用于如倾斜裂缝、复合裂缝     

中子—中子测井数值模拟集成系统

在二维居中和三维偏心的中子－中子测井数值模拟软件包ＮＮＬＳＰ和ＰＥＭ３Ｄ的基础上开发了中子测井数值模拟集成系统ＮＮＬＴＣ。该系统采用了ＷＩＮＤＯＷＳ用户界面技术和独立模块结构，在保留原有软件包计算精度高、速度快等优点的基础上，又包括了仪器划分、模型井模拟、居中响应计算、偏心响应计算、校正图版制作和多环境自动校正等功能。本文介绍了ＮＮＬＴＣ的设计思想，实现过程以及实际应用。     

无限元法在三维电测井计算中的应用

为了更有效地计算三维电测井资料的响应，在三维数值模式匹配法的基础上引入了一种无限元法。该方法把每层待求解的无限大区域划分为两部分：内部有限区域和外部无限区域。对内部区域，形成传统的矩阵；对外部区域，引入几何中的Kelvin变换，对变换后的场域形成另一个矩阵。内外区域的矩阵在公共边界上耦合，形成三维数值模式匹配法广义特征值矩阵。与原来的三维数值模式匹配法比较，这种新方法减少了形成的广义特征值矩阵维数。结果表明，改进后方法的计算速度比原方法快7倍，而使用内存仅为原方法的1/3，可广泛用于电缆和随钻三维电阻率测井的正反演计算。     

异形甲烷蒸汽转化催化剂传质传热耦合数学模型

针对甲烷蒸汽转化催化剂异形化过程中理论研究困难、性能数据主要依靠实测的问题,建立了适用于异形甲烷蒸汽转化催化剂的传质-传热耦合三维数学模型,用有限元法求解,求解方法简单、快速、精确。应用本模型计算了七孔球形转化催化剂的效率因子,获得了催化剂粒内的浓度、温度、反应速率、温度梯度分布。效率因子模型值与实验值较为吻合,平均相对误差8 22%。模拟结果表明:七孔球形催化剂效率因子在0 2～0 4之间,粒内存在10～16℃的温差,不能视为等温;催化剂粒内浓度、温度变化剧烈,有效反应区仅存在于靠近催化剂外表面的较小范围内,粒内存在较大的死区。     

复杂管网线源井地电位三维有限元模拟

为更真实地模拟油气田井地电位法中由复杂管网线电流源供电的实际情况,本文给出了复杂管网线源在地下半空间中的正常电位表达式,导出了地下点电源异常电位边值问题,详细推导了地下点电流源异常电位变分问题,进而用有限元法求解了复杂管网线电流源异常电位的变分问题。编写了三维有限元正演程序对垂直、地下水平二分支油井钢套管与注水、输油钢管组合形成的复杂管网线源井地电位进行了模拟。结果表明,复杂管网线源激励下的井地电位异常响有其独特的特征和规律。这些结果将对利用复杂管网线源井地电位法探测剩余油的空间分布和注水前沿位置提供有力的指导,也为复杂管网线源井地电位三维反演奠定了良好基础。     

正压冲固基础海洋平台冰激振动动力响应

正压冲固基础海洋平台是一种新型平台桩基结构形式。采用三维有限元的数值分析方法,建立了正压冲固平台的三维有限元模型。基于冰激强迫振动理论提出动冰载荷的计算方法,根据海冰破碎长度和冰速确定冰载周期,冰强度限制的水平冰力作为冰力峰值,得到的动冰载荷用于正压冲固平台的动力响应分析,并依照规范计算了6倍桩径处刚性固定时的动力响应。三维有限元方法计算得到的动力响应大于6倍桩径刚性固定时的计算结果,结构安全性评估偏于安全。     

流动模拟法预测三维孔隙介质的渗透率

介绍一种通过岩心薄片预测渗透率的新方法。该方法首先对薄片图像进行分析，确定薄片孔隙度和自相关函数，然后应用地质统计方法建立三维孔隙介质模型，最后采用LATTICE-BOLTZMANN方法直接进行三维流动模拟，从而通过计算流体流量估计渗透率。经验关系式法预测的渗透率、流动模拟法预测的渗透率和实验室测量渗透率的对比结果表明，基于经验关系式的传统方法预测的渗透率和三维孔隙介质流动模拟的渗透率值表现出了相同的误差趋势，但流动模拟方案的渗透率值比经验关系式的渗透率值更符合实验室测量结果，条件流动模拟的结果比非条件流动模拟的结果稍好。     

精细相控储层地质建模技术在老油田调整挖潜中的应用——以绥中36-1油田为例

以绥中36-1油田I期为例,首先,利用以精细地质建模为目的的地震、测井和地质一体化综合研究与建模方法,合理划分模拟单元;依据单井微相的解释成果,结合三角洲前缘亚相各沉积微相平面的组合关系,编制各沉积单元的沉积微相平面图,作为三维沉积微相模拟的趋势约束条件;建立沉积微相三维模型。其次,依据相控建模思路及各微相物性参数的分布特征,采用相控方法建立三维孔隙度模型。最后,采用相控加孔隙度协模拟的方法建立渗透率三维模型。老井及新钻调整井的生产动态资料表明,以地质模型为基础的数值模拟结果与生产动态吻合较好。     

盆地模拟关键技术之油气运聚模拟技术进展

在总结盆地模拟传统的研究内容的基础上，指出新的应用领域及面临的技术难题，重点论述3种油气运聚模拟技术的现状和进展。（1）流线模拟技术。从油藏数值模拟技术演化而来，该技术是一种快速模拟技术，适用于构造油气藏的模拟，但不能有效模拟岩性地层油气藏。通过建立简化的三维地质模型，实现对三维圈闭空间和储层物性的描述，解决了岩性地层油气藏的模拟难题，实现了流线模拟技术的跨跃。（2）侵入逾渗模拟技术。该技术已经比较实用，但在复杂地质条件下对断面、不整合面等输导体系的刻画还不够细化，无法对断面、不整合面单独赋参数。三维输导体系网格建模方法和基于输导体系网格系统的三维油气追踪技术，能够有效地透视油气运移路径，模拟油气聚集、油藏调整和次生油藏的生成过程，使该技术得到较大发展。（3）三维达西流模拟技术。该技术是一种理论上最先进的技术，但地质参数很难达到其数值模型的精度要求。因此，改进地质网格模型，精确刻画地质参数，是三维达西流模型发展的重要内容之一。建立顺层柱状PEBI（Perpendicular Bisection）网格三维地质模型，构建变网格条件下的渗流方程，引入矢量渗透率，能够较好地解决复杂地质条件下的渗流问题，使模拟技术得到改进。