图形的维数分析：分形测量

自１９７５年Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ创立分形几何以来，人们发现地质学及地球物理学方面的许多图形都具有分形标度特征。本文对估计无规律（自然）分形的分形维常规方法及新方法作了介绍，并对这些方法作了比较研究。通过实例说明了这些方法的局限性。如要对特征作更准确的估计，则需要对这些方法作适当的修改。本文主要对枝状受限扩散聚集（ＤＬＡ），碎裂表面及分数布朗表面进行了讨论，并给出了实例分析。     

确定线性特性分形维数的方法综述

本文深入地论述了计算机一维曲线分形维数的常用方法，收集了关于不同方法的不同的观点，并对它们作了对比。另外。还论述了一些目前还不是很清楚但可能仍用的技术，对应用任一方法所尖考虑的问题也作了一般性介绍。     

利用测井资料的分形维数研究储层特征

本文较全面地介绍了利用测井资料应用分形方法确定储层参数的相关资料，如：利用测井资料的盒维数、相空间关联维数、以及Ｒ／Ｓ方法等多种维数方法，实现定性划分岩性和沉积相；定量求取泥质含量、渗透率；建立与阿尔奇公式的关系；以及分形理论在油气检测、井间储层参数预测和曲线修复等方面的应用。通过求取曲线的分形维数、应用和研究合理的分维数及其形式可进一步撮测井资料中包含的更多信息，从而提高解释精度。     

确定孔隙结构分形维数的新方法

储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征。将分形几何学的原理运用于储层岩石的孔隙结构研究,能建立毛细管压力曲线、相对渗透率、孔喉大小分布等的分形模型。但这些模型只有在求取了孔隙结构分形维数D的基础上,才可能对孔隙结构作出预测。本文提出了在建立毛细管压力分形模型的基础上,运用毛细管压力资料预测分形维数D.通过实测检验证明,该方法不仅简便易行、精度高,而且能直接得到三维空间的信息,值得研究和推广应用。     

利用分形维数研究储层的孔隙结构特征

以分形理论为基础,结合压汞测试资料,计算了鄂尔多斯盆地东-韩地区延长组长2段储层孔隙结构的分形维数。结果表明,储层孔隙空间存在单一分形和多重分形的现象,中孔隙的分形维数大于小孔隙的分形维数,中孔隙的均匀程度差于小孔隙。分形维数与孔隙结构参数呈微弱的正相关性,分形维数越大,孔隙分布的非均质性越强。     

基于裂隙分形维数的煤储层压力动态分析

传统的煤层气渗流数学模型均是建立在欧几里德几何基础上的。以分形理论为基础,引入了分形维参数来刻画煤储层裂隙分形特性,在考虑了煤层的吸附特性、双重介质特征及介质变形的情况下,建立了只考虑裂缝发生形变的分形煤层气藏非平衡吸附、拟稳态条件下气体单相流动数学模型,并采用Newton法求得了该模型的数值解,讨论了无因次压力对模型参数的敏感性,绘制了典型压力曲线。认为此模型可为煤层气开采提供理论依据和新的试井模型。      

自然伽马曲线分形维数在沉积物源分析中的应用——以柴达木盆地七个泉-狮北地区下干柴沟组下段为例

将分形理论应用于沉积物源方向的分析,即利用自然伽马测井曲线的分形维教进行物源方向分析.该方法在柴达木盆地七个泉一狮北地区下干柴沟组下段沉积物源分析的应用中取得良好效果,与重矿物分析法得出的结论一致,表明此方法可以作为分析沉积物源方向的一种新手段.     

自然伽马曲线分形维数在沉积物源分析中的应用——以柴达木盆地七个泉-狮北地区下干柴沟组下段为例

将分形理论应用于沉积物源方向的分析,即利用自然伽马测井曲线的分形维数进行物源方向分析。该方法在柴达木盆地七个泉—狮北地区下干柴沟组下段沉积物源分析的应用中取得良好效果,与重矿物分析法得出的结论一致,表明此方法可以作为分析沉积物源方向的一种新手段。     

基于分形盒维数的无杆抽油机示功图自动识别技术

针对抽油机示功图人工目测准确性低,神经网络自动识别网络训练复杂、计算速度慢的现状,研究了基于分形盒维数的示功图自动识别技术。验证了分形盒维数理论用于示功图识别的可行性,提供自动识别步骤,并对无杆抽油机正常、供液不足、游动阀泄漏以及油管漏失4种工况下的示功图进行识别。结果表明:基于分形盒维数的示功图自动识别技术能对以上4种工况下的示功图进行准确有效的识别,自动识别效果在低噪声时更为准确,噪声较高时,为保证自动识别的准确性需要先进行降噪处理。研究提出了无杆抽油机示功图自动识别的新方法,对于提升无杆抽油机运行状态监测的自动化、智能化分析水平具有重要意义。     

基于分形维数的钻头优选指数标度法及其应用

应用指数标度法的基本理论,建立了钻头优选的层次结构模型。指数标度中的相邻重要度比率采用新的方法来确定,其中准则层的相邻重要度比率按照一般的经济问题选取,钻头方案层的相邻重要度比率应用岩屑分形维数进行确定。改进后的选取方法有效地增强了模型的定量评价功能,同时保留了该模型的灵活性。该模型的使用不受区域限制,准则选取灵活,准则资料易于获取。经现场应用验证,该模型能够定量评价牙轮钻头方案的综合性能的优劣,优选结果准确。     

�ϲ���ϵ�ķ�ά�����㼰������Դ�����ƹ�ϵ̽��

松辽盆地北部大庆长垣以东地区是松辽盆地北部深部来源气分布的主要地区，也是深源气勘探程度最高的地区。为了分析控制深源气运移的主要地质因素，文章计算了该地区Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４三个反射层不同区域内断层体系的盒维数和信息维数。计算结果表明，这些区域的断层体系具有明显的自相似分形特性，分形维数基本分布在１．２～１．８之间。通过分析不同区域内的断层体系分形维数大小和深源气田（藏）的关系，发现断层体系分维高值区与深源气气田（藏）的分布区存在着良好的对应关系，表明断层体系在该区深源气运移和聚集过程中起着重要的控制作用。由于分形维数值大小反映了断层体系空间分布的复杂程度，分形维数越大，断裂及其伴生的小断层和裂缝就越多，对油气二次运移就越有利，因此分维值高低可以作为反映深源气二次运移条件相对优劣的指标     

天然气沿断裂运移规律的物理及数值模拟

利用自行设计组装的模拟实验装置,对原油沿断裂运移的规律进行了物理模拟,结果表明,原油沿断裂运移速度具有与断裂带倾角成正比、与断裂带填充物粒度和泥质含量成反比的规律。利用模拟实验研究了原油和天然气通过岩样运移速度之间的函数关系,结果查明其比值大小与砂岩孔隙度成直线反比关系、与渗透率成指数反比关系。在此基础上,利用原油沿断裂运移规律对天然气沿断裂运移规律进行了数值模拟,在相同条件下发现了天然气沿断裂运移速度较原油大两个数量级以上和天然气沿断裂运移速度与断裂带倾角也成正比、与断裂带填充物粒度和泥质含量也成反比的规律。     

徐家围子断陷深层烃源岩生烃条件研究

松辽盆地徐家围子断陷4套烃源岩中沙河子组暗色泥岩和煤层最为发育，其平均有机碳值分别为1.59%和32.8%，原始生烃潜力较大；有机质类型以Ⅲ型为主，少量为Ⅰ型和Ⅱ型，以生气为主；断陷边部烃源岩大都处于高成熟阶段，断陷中部沙河子组烃源岩R_o全部大于2.0%，处于过成熟阶段。徐家围子断陷从火石岭组沉积开始，大地热流值逐渐升高，白垩纪末期达到最大值2.3 HFU，然后地层逐渐冷却，大地热流值降至现今的1.75 HFU。徐深1井沙河子组暗色泥岩到现今的累积生气强度达到38×10⁸m³/km²，达到形成大气田的气源条件。距今90 Ma和80 Ma出现2次显著的生气高峰，对应泉头组沉积时期和姚家组沉积时期，区域盖层已经完全具有封闭能力，对天然气的后期保存比较有利。     

徐家围子断陷营城组火山岩及气藏分布

徐家围子断陷营城组火山岩是该区深层天然气勘探的重要领域。根据钻井揭示结果,并结合地质、地球物理综合分析,探讨了徐家围子断陷营城组多期次火山岩分布规律,明确了储层发育的控制因素,分析了气藏富集的控制因素,预测了气藏分布。研究结果表明:营城组火山岩可划分为两段六期,火山口区沿断裂带展布,酸性火山岩与中基性火山岩在火山口区展布规模差异大;火山岩储层受岩性、岩相控制,酸性火山岩优于中基性火山岩,平面上火山口区最优,远火山口区最差;纵向上受期次控制,各期次上部发育优质储层;酸性火山岩火山口区、近火山口区气藏主要受构造控制,为岩性—构造气藏,远火山口区发育致密岩性气藏,中基性火山岩气藏整体为致密岩性气藏。研究成果为深层天然气勘探指明了方向,取得了良好的勘探效果。     

断裂输导体系输导天然气效率评价方法及其应用

为了研究断裂输导体系垂向输导天然气的效率,在分析断裂输导能力影响因素的基础上,提出了断裂输导体系输导系数的概念。根据天然气成藏过程的有效性,建立了断裂输导体系输导效率评价标准,并将其应用于库车坳陷北带断裂输导体系输导效率评价中,结果显示该坳陷北带天然气的分布与断裂输导体系输导系数分布具有较好的相关性,表明该评价方法用于评价断裂输导体系的输导效率是可行的。     

磨溪气田高成熟天然气的气源与运移

利用天然气的组成、碳同位素和储集层沥青的生物标志化合物分布的综合研究.并根据烃类运移的相态原理,表明磨溪气田雷一~1气藏的天然气主要来源于上二叠统的煤系烃源岩,及其高成熟天然气是通过断层垂向运移至龙女古构造,然后经过横向运移至磨溪构造聚集成藏,在横向运移过程中,地层水的溶解使天然气中的乙烷、丙烷的含量发生倒转。     

松辽盆地北部深层气藏类型及形成条件分析

本根据气藏成因及储层岩性，将松辽盆地北部深层划分为层状构造砂岩、古潜册花岗岩风化壳、地层超覆砾岩，火山岩岩性，不整合面下的千枚岩和不整合面上的砾岩６种类型气藏；阐述了深层气藏的形成条件，即具有面积和厚度大的生烃断陷，能够进行天然气运移的侏罗系顶和基岩顶的２个不整合面，存在于株罗系地层周边的地层超覆圈闭，以及致密砂岩，砾岩，山岩和花岗岩储集层；并指出了天然气藏分布规律是以烃源岩区为中心，向外依次为     

泌阳凹陷的断层在油气运移和聚集中的作用

实际生产资料表明，泌阳凹陷内断层封闭形式已发现有油－油、油－水邻接等八种形式，封闭机理有断面封闭、对盘岩层封闭和孔隙流体压力封闭。断层活动对油气运移聚集的影响主要有两个方面：第一，同生正断层在活动期是流体的渗流通道；第二，断层活动改变了两盘地层的邻接状态。根据对凹陷内几个主要油田的断层研究分析，断层的封闭能力和特征主要与断层规模（断距大小）、两盘地层邻接状态、产状、埋藏深度、流体性质和断层活动等因素有关。     

莺-琼盆地天然气成因类型及气源剖析

根据天然气地质、地化特征 ,利用烃类气与非烃气碳、氮同位素及稀有气体氦同位素等多项地化指标并结合地质综合分析结果 ,划分了莺 -琼盆地烃类气与非烃气成因类型。在气源岩评价的基础上 ,采用多项地化指标综合对比 ,确认上第三系中新统 -上新统下部海相泥岩是莺歌海盆地泥底辟带浅层烃类气的主力气源岩 ,下第三系渐新统滨海沼泽相含煤岩系泥岩和半封闭浅海相泥岩是琼东南盆地崖 13- 1气田烃类气的主要气源岩。利用在本区建立的δ1 3C1 - Rc关系方程 ,判识泥底辟带浅层烃类气源岩的成熟度处于成熟 -高成熟阶段 ,而崖 13- 1气田烃类气源岩尚处在成熟阶段。 CO2 气则主要来自受泥底辟及热流体上侵活动强烈影响发生碳酸钙热分解的中新统海相含钙砂泥岩。     

准噶尔盆地气源岩热模拟及产气能力分析

本文以准噶尔盆地未成熟、低成熟气源岩的热模拟产气率为基础,研究了甲烷、重烃、液态烃、H_2、CO_2、N_2在各模拟温度下的产量及其变化规律,并对准噶尔盆地可能气源层的产气能力进行了分析对比。