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高温作用下富油煤孔隙结构及渗透率演化规律
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作者 高喜才 刘政辉 +2 位作者 伍永平 童小兵 马凯祥 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第2期370-386,共17页
富油煤在中低温热解条件下优先提取油气是富油煤资源绿色低碳开发的重要发展方向,富油煤储层孔裂隙结构与渗透特性是影响原位加热效能及油气产出率的关键影响因素。采用显微CT扫描、图像处理技术建立了三维等效孔隙网络模型,实现了不同... 富油煤在中低温热解条件下优先提取油气是富油煤资源绿色低碳开发的重要发展方向,富油煤储层孔裂隙结构与渗透特性是影响原位加热效能及油气产出率的关键影响因素。采用显微CT扫描、图像处理技术建立了三维等效孔隙网络模型,实现了不同温度下富油煤试样多尺度孔隙结构精细表征,利用COMSOL流固耦合数值模拟方法,运用Beacher模型和Monte-Carlo随机模拟理论,构建了离散裂隙网络渗流模型,揭示了高温作用下富油煤孔隙结构与渗透特性演化规律。结果表明:随温度的升高,富油煤试样孔隙结构、连通性与孔隙率等均呈现阶段性变化特征。在25~300℃,由于水分蒸发与吸附气体解吸,富油煤试样小孔向中孔、大孔转变,表现为小孔数量及体积减小,中孔、大孔与超大孔数量先增加后减少,小孔、中孔与大孔孔隙体积减小,超大孔孔隙体积增加,喉道数量与配位数稍有增加;在400~600℃,有机质热解和“扩孔效应”导致富油煤试样小孔数量及体积增加,中孔与大孔数量及体积先增加后减小,中孔、大孔与超大孔占比减小,喉道数量与配位数增幅显著。高温作用下富油煤试样孔裂隙结构的多尺度演化,渗透率呈现先缓慢增加后快速上升的阶段性变化趋势;同时,试样渗透率受入口压力影响显著,随压力的升高渗透率先减少后增大,相同入口压力条件下,试样渗透率增幅随温度升高显著增强。 展开更多
关键词 富油煤 热解 显微CT扫描技术 孔隙结构 离散裂隙网络 渗流模拟
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济阳坳陷纹层状页岩油储层孔隙结构表征与渗流模拟 被引量:1
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作者 杨雨萱 王森 +2 位作者 梁怡普 陈李杨 冯其红 《油气地质与采收率》 北大核心 2026年第1期39-47,I0002,共10页
随着油气开采向非常规储层发展,页岩油作为重要的接替资源对国家能源安全具有重要作用。纹层状页岩是济阳坳陷页岩油开发的主力岩相,具有良好的储渗性能,明确其微观孔隙结构分布特征和页岩油渗流规律对实现页岩油规模效益开发具有重要... 随着油气开采向非常规储层发展,页岩油作为重要的接替资源对国家能源安全具有重要作用。纹层状页岩是济阳坳陷页岩油开发的主力岩相,具有良好的储渗性能,明确其微观孔隙结构分布特征和页岩油渗流规律对实现页岩油规模效益开发具有重要意义。针对济阳坳陷纹层状页岩,基于聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)得到有机质与无机质高精度岩心图像,通过滤波处理、阈值分割等技术预处理图像,利用最大球算法构建有机质与无机质的孔隙网络模型,定量表征基质纳米孔隙分布及拓扑结构。通过设定基质与纹层孔隙结构参数,采用随机建模方法构建纹层状页岩数字岩心机理模型,分析纹层占比及渗流方向对页岩油渗流能力的影响。结果表明:非局部均值滤波方法能够有效剔除噪声点,且刻画孔隙边缘清晰,有效保留了原始孔隙和喉道形态的完整性;无机质以10~40 nm的连通孔隙为主,其连通孔隙数是有机质的12.2倍,平均配位数是有机质的3倍,无机质孔隙网络连通性优于有机质的,其孔隙对页岩油渗流能力具有主导作用;纹层状页岩渗透率具有明显的各向异性特征,平行纹层方向渗透率远高于垂直纹层方向,纹层是页岩油渗流的主要通道;纹层厚度占比越高,基质渗透率越大,纹层发育密度对页岩基质渗透率具有重要影响。 展开更多
关键词 页岩油 纹层状页岩 孔隙结构 孔隙网络模型 渗流模拟
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煤矿综放采空区岩块自由堆积PNM重构分析
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作者 张洪硕 高科 +1 位作者 于健康 李启文 《中国安全科学学报》 北大核心 2026年第2期153-162,共10页
为准确描述煤矿综放采空区内部自由堆积岩块状态及孔隙空间特性,引入孔隙网络模型(PNM),开展固定空间内岩块自由堆积切片试验和图像处理,利用OpenPNM和PoreSpy等开源包提取孔隙网络信息,三维可视化重构和定量表征孔隙网络模型,分析重构... 为准确描述煤矿综放采空区内部自由堆积岩块状态及孔隙空间特性,引入孔隙网络模型(PNM),开展固定空间内岩块自由堆积切片试验和图像处理,利用OpenPNM和PoreSpy等开源包提取孔隙网络信息,三维可视化重构和定量表征孔隙网络模型,分析重构模型拓扑结构的几何特性和统计特征。结果表明:随着固定空间内自由堆积岩块块度的增加,孔喉尺寸明显增大,平均直径由2.46和1.41 mm分别增至3.85和2.73 mm,与喉道长度的相关性较弱,其中孔喉数目由3146和6428分别减少至1043和2225,孔隙配位数集中在2~5,峰值为2,孔隙空间所占比例增大,多孔介质连通性增强;各拓扑性质参数整体上近似呈现正偏态分布,波峰偏左且数据集中值较小;计算两点相关函数得出原始图像数据和重建模型的孔隙度相对误差均在2.5%以内。 展开更多
关键词 煤矿综放采空区 岩块自由堆积 孔隙网络模型(PNM)重构 切片试验 图像处理 标记分水岭分割(SNOW)算法 提取孔隙网络(PNE)
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Application of flow driven pore-network crack model to Zipingpu reservoir and Longmenshan slip 被引量:7
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作者 ZHU BoJing LIU Chang +2 位作者 SHI YaoLin SUN DongSheng ZHANG Kai 《Science China(Physics,Mechanics & Astronomy)》 SCIE EI CAS 2011年第8期1532-1540,共9页
The study has analyzed the relationship between the water-drainage sluice process of reservoir, stress triggers and shadows of earthquake and porosity variability of fault slip zone. First, the pore pressure, pressure... The study has analyzed the relationship between the water-drainage sluice process of reservoir, stress triggers and shadows of earthquake and porosity variability of fault slip zone. First, the pore pressure, pressure gradient, viscous stress and Reynolds stress to reservoir-earthquake fault slip problem are analyzed, and these are un-negligible factors of the extended coulomb failure stress under ultra-high temperature and pressure condition. Second, the porosity tensor and permeability tensor are studied, the relationship between Zipingpu reservoir and Longmenshan slip has been analyzed, and the extended viscous stress and Reynolds stress as function of time and infiltration process are obtained. Last, some primary conclusions about the flow-solid coupled facture mechanism to the Zipingpu reservoir and Longmenshan slip problem are presented, which can help understand the flow-solid coupled facture mechanism of reservoir-coseismic fault slip problem. 展开更多
关键词 Zipingpu reservoir 2008 Wenchuan earthquake coulomb failure stress diffusion pore stress diffusion fluid flow driven pore-network crack model
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崩岗侵蚀区花岗岩土壤孔隙的定量表征及渗流模拟
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作者 徐俊康 陈新 +3 位作者 王建勋 魏玉杰 张光辉 蔡崇法 《华中农业大学学报》 北大核心 2026年第2期122-136,共15页
为揭示花岗岩残积土孔隙的渗流规律,解析孔隙尺度水分运移机制,选取崩岗完整风化剖面,对全剖面原状花岗岩风化土体进行X射线计算机断层扫描(CT),并利用AVIZO软件进行三维重构、构建孔隙网络模型,定量化分析花岗岩风化土全剖面孔隙结构... 为揭示花岗岩残积土孔隙的渗流规律,解析孔隙尺度水分运移机制,选取崩岗完整风化剖面,对全剖面原状花岗岩风化土体进行X射线计算机断层扫描(CT),并利用AVIZO软件进行三维重构、构建孔隙网络模型,定量化分析花岗岩风化土全剖面孔隙结构特征。结果显示:土壤孔隙度随着风化深度增加呈现下降趋势(4.2%~25.1%),上层土壤(A和B层)明显高于下层砂层(P<0.05)。各层次土壤孔隙等效直径主要集中分布于0.1~0.2 mm,方向角集中于40°~50°,且各层次方位角分布较为一致。大孔隙(>100μm)形状以规则球形孔隙为主(0.8~1.0),上层规则孔隙较下层更多。风化剖面从上到下连通孔隙与非连通孔隙变化呈现相反趋势,孔隙连通性逐渐减弱。各层次土壤孔隙网络模型(pore network model,PNM)中连通孔隙半径(0.1~1.0 mm)、配位数及表面积在剖面上均呈现逐渐减少的趋势,上层平均孔喉长度整体高于下层土壤,孔隙网络结构随风化程度增大而逐渐复杂。基于孔隙网络的渗流模拟结果与实测值存在较高拟合度(R^(2)=0.96)。孔隙结构参数与渗流导水率之间相关性分析显示,PNM参数(孔喉直径、通道长度、PNM孔隙直径)之间存在显著正相关(P<0.05),孔隙形态和方向参数(球度、方向角与方位角)与迂曲度呈显著正相关(P<0.05),孔隙连通性与分形维数、孔隙率、配位数、孔喉面积为渗透导水率关键影响因素(P<0.05),孔隙几何特征共同影响孔隙网络的结构和功能。结果表明,可以通过花岗岩风化土孔隙的三维重建及孔隙网络结构定量分析,明确风化土壤内部孔隙拓扑空间结构差异特征,解释风化作用下花岗岩土壤非均质性、各向异性、亚稳定结构形成的关键原因。 展开更多
关键词 崩岗侵蚀 水土流失 花岗岩残积土 孔隙结构参数 孔隙网络模型 渗流模拟 X射线计算机断层扫描(CT)
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基于孔隙网络的非饱和水泥基材料氯离子扩散数值研究
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作者 王祉琦 童良玉 +1 位作者 熊青香 刘清风 《建筑材料学报》 北大核心 2026年第1期39-48,66,共11页
采用孔隙网络建模(PNM)方法,考虑非饱和条件下水分在孔隙结构中的分布状态,建立了基于孔隙网络的非饱和水泥基材料氯离子扩散二维数值模型,并通过与文献数据对比,验证了模型的可行性。该模型在充分考虑孔隙率、孔径分布、连通度和迂曲... 采用孔隙网络建模(PNM)方法,考虑非饱和条件下水分在孔隙结构中的分布状态,建立了基于孔隙网络的非饱和水泥基材料氯离子扩散二维数值模型,并通过与文献数据对比,验证了模型的可行性。该模型在充分考虑孔隙率、孔径分布、连通度和迂曲度等孔隙结构特征的基础上,研究了水泥基材料微观孔隙结构对氯离子扩散性能的影响。结果表明:氯离子的扩散性能与水饱和度及孔隙结构密切相关;孔隙率的降低和平均孔径的减小会导致水泥基材料的氯离子扩散系数降低;迂曲度和连通度呈反比关系,当孔隙结构的连通度小于0.7且迂曲度大于1.5时,非饱和状态下的相对氯离子扩散系数低于0.2,表明材料的抗氯离子侵蚀性能显著提升。 展开更多
关键词 水泥基材料 氯离子扩散 孔隙网络建模 孔隙结构 非饱和状态
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枯竭气藏储氢盖层密封性多尺度模拟研究
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作者 张秋月 曹仁义 +2 位作者 贾志豪 郑新一 蒲保彪 《力学学报》 北大核心 2026年第3期797-808,共12页
氢气在枯竭气藏中易通过盖层发生泄漏,明确盖层孔喉的密封特性对地下氢气的安全存储至关重要.本文结合分子动力学模拟和孔隙网络模拟,构建了不同孔径的高岭石狭缝模型以及盖层的孔隙网络模型.模拟了氢气、甲烷、乙烷和二氧化碳4种典型... 氢气在枯竭气藏中易通过盖层发生泄漏,明确盖层孔喉的密封特性对地下氢气的安全存储至关重要.本文结合分子动力学模拟和孔隙网络模拟,构建了不同孔径的高岭石狭缝模型以及盖层的孔隙网络模型.模拟了氢气、甲烷、乙烷和二氧化碳4种典型气体的吸附与扩散行为,并分析了盖层孔隙中烷烃和二氧化碳的存在对氢气扩散的影响.进一步地,将分子模拟结果耦合至孔隙网络模型,以评估氢气、烷烃及二氧化碳等气体通过盖层孔喉的扩散过程,并重点考察了在甲烷和二氧化碳存在时,氢气穿过盖层孔喉的扩散行为.结果表明:(1)氢气与高岭石壁面的吸附能较低,导致其扩散系数相较于甲烷、乙烷和二氧化碳高出1~2个数量级,表现出更强的渗透性;(2)甲烷和二氧化碳占据孔隙表面吸附位点的行为,在物理上和化学上均对氢气的自由扩散产生了抑制效应;(3)孔喉结构影响盖层密封能力,盖层的孔喉连通性和孔径分布的非均质性是决定其密封性能的关键;(4)尽管盖层厚度对宏观渗透有影响,但氢气穿过盖层的扩散过程呈现非线性动力学特征,表明扩散速率随时间降低.本研究为枯竭气藏储氢的风险评估和选址提供了重要的理论指导. 展开更多
关键词 地下储氢 分子模拟 孔隙网络模拟 盖层 扩散
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基于MATLAB App Designer的数字岩心建模软件设计与开发
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作者 左艳彤 邢兰昌 +1 位作者 贾宁洪 刘宝 《计算机测量与控制》 2026年第1期235-243,共9页
为解决现有商用数字岩心建模软件功能可扩展性弱、成本高等问题,文章基于MATLAB App Designer工具开发了一款集成化的数字岩心建模软件,该软件包括图像处理、图像分析和孔隙网络提取等三大功能模块;图像处理模块集成了中值滤波、高斯滤... 为解决现有商用数字岩心建模软件功能可扩展性弱、成本高等问题,文章基于MATLAB App Designer工具开发了一款集成化的数字岩心建模软件,该软件包括图像处理、图像分析和孔隙网络提取等三大功能模块;图像处理模块集成了中值滤波、高斯滤波、SUSAN平滑、图像锐化及阈值分割等多种图像处理算法;图像分析模块采用多平面切片与序列叠加方法、借助三维交互技术实现了岩心结构的三维可视化、切面展示与旋转浏览;孔隙网络提取模块采用最大球法提取孔隙网络,从而获取配位数、孔隙半径、孔隙体积等关键结构参数,利用直方图对结构参数分布进行统计分析;利用典型岩心样本对所开发的软件进行功能测试,结果表明:该软件功能集成度高、界面友好、操作简便,能够有效提升图像质量、对岩心图像进行三维可视化展示以及准确提取三维岩心的孔隙网络结构特征;软件具备良好的可扩展性和二次开发潜力,为后续开发数字岩心电学、声学、核磁共振等响应的数值仿真模块提供了前提。 展开更多
关键词 数字岩心 MATLAB App Designer 图像处理 图像分析 孔隙网络提取
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结合多分支判别器和改进的CBAM的单图像GAN的页岩随机重建
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作者 白化林 张挺 杜奕 《计算机应用与软件》 北大核心 2026年第1期89-95,101,共8页
页岩的复杂孔隙结构和强非均质性导致常规的数值模拟方法难以捕获真实模式,且数据获取困难。针对这个问题,提出以ConSinGAN为基础的单图像GAN的页岩随机重建模型。该模型引入并改进CBAM机制,实现自适应特征细化,提高对局部细节的聚焦能... 页岩的复杂孔隙结构和强非均质性导致常规的数值模拟方法难以捕获真实模式,且数据获取困难。针对这个问题,提出以ConSinGAN为基础的单图像GAN的页岩随机重建模型。该模型引入并改进CBAM机制,实现自适应特征细化,提高对局部细节的聚焦能力;引入多分支判别器,让重建结果与训练样本在内容信息和布局信息上保持一致;融合SVM的Hinge损失函数使正负样本间距最大化保证训练稳定,也采用多种损失函数。实验结果表明,该模型能有效再现页岩的地质性质,如孔隙空间、MPC等。 展开更多
关键词 重建 生成对抗网络 注意力机制 页岩 孔隙空间 单图像
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基于机器学习算法的地层孔隙压力预测模型构建与应用
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作者 孙小芳 蒋荻南 +3 位作者 金亚 侯晓东 孙志峰 王储 《测井技术》 2026年第1期163-171,共9页
传统地层孔隙压力预测方法在复杂地质条件下普适性低、计算流程复杂,难以满足工程现场对参数快速精准获取的需求。为解决该问题,以某实际勘探区块为研究对象,构建了随机森林、支持向量机、多元线性回归及神经网络这4种机器学习预测模型... 传统地层孔隙压力预测方法在复杂地质条件下普适性低、计算流程复杂,难以满足工程现场对参数快速精准获取的需求。为解决该问题,以某实际勘探区块为研究对象,构建了随机森林、支持向量机、多元线性回归及神经网络这4种机器学习预测模型,开展了地层孔隙压力的智能预测与对比研究。在方法设计上,优选出井深、地层密度、纵波时差、横波时差、自然伽马这5项关键测井数据作为模型输入,将经现场测压数据校正的孔隙压力值作为标定参数,建立了地层孔隙压力智能预测模型并进行了性能验证。结果表明:随机森林算法的预测性能最优,其平均绝对误差和标准差分别低至0.026 g/cm^(3)和0.044 g/cm^(3),且在岩性突变、构造异常段仍保持稳定预测效果;相比之下,支持向量机模型存在一定的系统性偏差,多元线性回归难以拟合孔隙压力与测井曲线之间的非线性关系,神经网络在局部异常段存在偏差。进一步的敏感性分析表明,模型结构与参数不变时,预测准确度与训练数据集规模、目标参数(孔隙压力)取值的覆盖范围呈显著正相关。结论认为:机器学习预测方法可有效突破传统技术局限,随机森林算法综合表现最佳,在实际应用中可优先采用;为确保模型预测效能最大化,实际应用中需广泛收集工区内具有代表性的井资料,构建涵盖完整压力区间的高质量训练数据集,从而为钻井工程设计、安全钻进与地质灾害防控提供更为可靠、高效的参数支持。 展开更多
关键词 地层孔隙压力 随机森林 支持向量机 多元线性回归 神经网络 声波时差 地层密度 自然伽马
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湛江地面沉降与地面沉降监测网络分层标建设
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作者 冯世造 林仁智 《资源信息与工程》 2026年第1期44-48,共5页
地面沉降作为典型地质灾害,不仅严重威胁城市安全,更对区域经济社会可持续发展构成显著制约。开展地面沉降精准监测是科学减缓及有效控制其发展的关键前提。本文以广东省湛江市为研究区,结合区域水文地质特征与地面沉降防控需求,通过新... 地面沉降作为典型地质灾害,不仅严重威胁城市安全,更对区域经济社会可持续发展构成显著制约。开展地面沉降精准监测是科学减缓及有效控制其发展的关键前提。本文以广东省湛江市为研究区,结合区域水文地质特征与地面沉降防控需求,通过新建18座基岩标、48组分层标及改造1座旧基岩标,构建覆盖重点区域的地面沉降综合监测网络,为当地地质灾害防治与地下水资源治理提供技术支撑。 展开更多
关键词 地面沉降 监测网络 分层标建设 地下水动态监测 孔隙水压力监测
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从页岩到页岩气储层:论泥(页)岩层构成油气储集层的必要条件 被引量:2
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作者 周文 蒋柯 +3 位作者 徐浩 周秋媚 胡钦红 刘瑞崟 《成都理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期140-152,共13页
近10年来,页岩气的勘探开发已取得重要进展,但对于传统意义上作为“油气烃源岩或盖层”的富有机质泥(页)岩能否作为“储层”还需验证。利用薄片鉴定、扫描电镜观测、分子示踪剂扩散实验、孔隙度与脉冲渗透率测试等手段,系统分析了泥(页... 近10年来,页岩气的勘探开发已取得重要进展,但对于传统意义上作为“油气烃源岩或盖层”的富有机质泥(页)岩能否作为“储层”还需验证。利用薄片鉴定、扫描电镜观测、分子示踪剂扩散实验、孔隙度与脉冲渗透率测试等手段,系统分析了泥(页)岩的储集属性特征。结果表明:(1)富有机质泥(页)岩发育有机质孔隙(10~100 nm)和无机孔隙(10~500 nm),孔隙度在1%~10%之间,具备储集油气的有效空间;(2)富有机质泥(页)岩在高演化阶段(高成熟至过成熟阶段)发育与裂解气同期形成的大量微-纳米级有机质气孔,天然气能就近无阻力充注于有机质孔隙中,在克服运移阻力后经过短距离运移可以充注于与有机质孔连通的无机孔隙中;(3)泥(页)岩微-纳米孔隙系统呈网状连通,页岩渗透率小于0.01×10^(-3)μm^(2),天然气分子可以沿网状连通孔隙运移,但流动速度缓慢。综合分析认为富有机质泥(页)岩具备形成天然气储层的3个必要条件(储气空间、储集天然气和天然气流动),可作为“页岩气储层”,但能否作为油的储层,还需进一步验证,其他类型的泥(页)岩层只能被作为盖层及烃源岩层对待。 展开更多
关键词 页岩气储层 有机质气孔 微孔隙类型 连通网络 气体分子流动
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储集层孔喉网络模拟中球棍模型适用性探讨
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作者 代金友 雷禧桢 +3 位作者 沈小述 师洋阳 周晓峰 张立娟 《新疆石油地质》 北大核心 2025年第5期630-636,共7页
球棍模型广泛应用于储集层孔喉网络模拟,然而,储集层孔喉尺度跨度大,且结构类型多样,球棍模型是否完全适用,缺乏有效验证。恒速压汞法是研究孔喉结构的重要方法之一。利用构型理论和层次分析方法,划分恒速压汞曲线构型,并解译构型的储... 球棍模型广泛应用于储集层孔喉网络模拟,然而,储集层孔喉尺度跨度大,且结构类型多样,球棍模型是否完全适用,缺乏有效验证。恒速压汞法是研究孔喉结构的重要方法之一。利用构型理论和层次分析方法,划分恒速压汞曲线构型,并解译构型的储集层孔喉层次结构,深入探讨储集层孔喉网络模拟中球棍模型的适用性。结果表明:恒速压汞曲线可分为A构型区和B构型区,分别对应微米级大孔和纳米级小孔;A构型区,随着进汞压力增大,孔隙、孔道和喉道的进汞饱和度均单调递增,说明大孔具有孔喉二元结构,孔道与喉道并存,孔喉比大于1,球棍模型适用;B构型区,随着进汞压力增大,孔隙和喉道的进汞饱和度单调递增,孔道进汞饱和度保持不变,说明小孔不具有孔喉二元结构,基本为喉道,孔喉比为1,球棍模型不适用,毛细管模型更适合。球棍模型与毛细管模型结合,可完整模拟储集层孔喉网络。储集层物性越差,毛细管模型越适用于孔喉网络模拟。 展开更多
关键词 储集层 孔喉网络 球棍模型 毛细管模型 适用性 恒速压汞曲线 构型 孔喉层次结构
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质子交换膜电解池阴极催化层的孔隙网络模拟
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作者 罗马吉 秦超超 +1 位作者 陈黎 陈奔 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期293-300,共8页
为了探究催化层内部的水气传输和电子传导现象,建立了质子交换膜电解池阴极催化层的孔隙网络模型,获取了传输参数(渗透率、扩散率)以及电化学参数(电导率、电化学活性比表面积)随催化层微观结构的变化规律.结果表明:在催化层内部,随着... 为了探究催化层内部的水气传输和电子传导现象,建立了质子交换膜电解池阴极催化层的孔隙网络模型,获取了传输参数(渗透率、扩散率)以及电化学参数(电导率、电化学活性比表面积)随催化层微观结构的变化规律.结果表明:在催化层内部,随着水饱和度的降低,催化层不同方向上的气体相对扩散率和相对渗透率均逐渐增大,且当水饱和度为0~0.61时具有较佳的水气传输特性;催化层电导率随着铂颗粒半径的增大而非线性增大,铂颗粒半径由5 nm增大到20 nm时,电导率增大了55.7%;电导率随孔隙直径的增大而逐渐减小,但变化较小;催化层电化学活性比表面积随着铂颗粒半径或者孔隙直径的增大而非线性减小,且减小程度相当. 展开更多
关键词 质子交换膜电解池 阴极催化层 孔隙网络模型 传输特性 电子传导
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基于深度多网络特征融合的测井成像图孔洞智能识别方法
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作者 夏文鹤 刘茗月 +2 位作者 官文婷 丁星 陈向东 《天然气工业》 北大核心 2025年第11期57-68,共12页
测井成像图中孔洞、裂缝等地质构造的精确分割与识别对油气储层评价至关重要。尽管深度学习技术在该领域取得了一定进展,但仍存在小目标漏检率高、背景干扰强、多尺度特征融合不充分等问题。为此,提出一种基于卷积神经网络(CNN)-Transfo... 测井成像图中孔洞、裂缝等地质构造的精确分割与识别对油气储层评价至关重要。尽管深度学习技术在该领域取得了一定进展,但仍存在小目标漏检率高、背景干扰强、多尺度特征融合不充分等问题。为此,提出一种基于卷积神经网络(CNN)-Transformer双分支协同的深度多网络特征融合分割模型,构建了以CNN为主干、Transformer为辅助分支的编码网络;在解码器中设计分区合并通道注意力(PMCA)机制,通过对特征图进行空间分区、权重学习和特征增强,有效恢复了细节信息;最后,采用来自多个区块的FMI测井数据集验证模型性能,并进行系统的消融实验与对比分析。研究结果表明:①CNN-Transformer双分支结构跨阶段特征交互,显著提升了模型对多尺度孔洞特征的表征能力;②解码器集成的分区合并通道注意力模块,有效校准了特征通道权重,实现了关键特征的针对性增强与背景干扰的有效抑制;③所构建的模型在复杂地质背景下对孔洞轮廓与边缘特征具有优异的捕捉能力,整体分割精度与鲁棒性优于现今主流技术方法。结论认为:①在真实数据集上,新构建模型在平均交并比(mIoU)、准确率(Precision)和召回率(Recall)3项关键指标分别达到84.49%、89.76%和92.21%,性能表现显著优于主流分割网络;②引入图像形态相似度(IS)和准确识别率(ASA)作为量化评估指标,测试集上分别达到81.6%和83.2%,证实了该模型在孔洞分割与标注任务中具备替代人工解释的潜力;③新方法为测井成像图的自动解释提供了高效、准确的技术支持,对油气资源勘探中的井筒、井壁稳定性评估与储层空间定量分析具有重要的工程指导价值。 展开更多
关键词 测井成像图 深度多网络 孔洞分割 语义分割 TRANSFORMER 卷积神经网络 人工智能技术
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基于深度卷积生成对抗网络的多孔材料微结构跨维度重构及传输性能表征 被引量:1
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作者 蒋金洋 吴浩天 +1 位作者 王凤娟 许文祥 《工程力学》 北大核心 2025年第12期34-46,共13页
该文提出了一种深度学习模型,能够从有限的甚至单一的二维图像中重构多孔材料的三维微结构,避免了传统试验成像方法中图像采样的耗时、耗财、耗力的问题。通过结合深度卷积神经网络和带有梯度惩罚系数的损失函数,构建了用于二维和三维... 该文提出了一种深度学习模型,能够从有限的甚至单一的二维图像中重构多孔材料的三维微结构,避免了传统试验成像方法中图像采样的耗时、耗财、耗力的问题。通过结合深度卷积神经网络和带有梯度惩罚系数的损失函数,构建了用于二维和三维重构的深度卷积生成对抗网络架构。相较于传统的随机优化方法,该方法在精度和效率上表现出优势。进一步应用三维重构的微结构样本,可靠地预测了多孔材料的渗透率、有效热导率和相对扩散系数。研究结果表明:该深度学习框架能够有效还原目标结构的统计特征和宏观传输性能。 展开更多
关键词 多孔材料 孔隙微结构 深度卷积生成对抗网络 重构 传输性能
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单面冻融后TiO_(2)混凝土光催化性能研究
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作者 赵燕茹 刘兴源 +1 位作者 关鹤 张建新 《功能材料》 北大核心 2025年第9期9092-9102,共11页
研究nano-TiO_(2)混凝土冻融循环后光催化降解效率变化。通过单面冻融循环试验、NMR孔结构试验、光催化试验探究不同nano-TiO_(2)掺量、光照时长、冻融对混凝土光催化降解效率的影响规律和机理,用灰熵关联度法确定关联程度并建立灰色神... 研究nano-TiO_(2)混凝土冻融循环后光催化降解效率变化。通过单面冻融循环试验、NMR孔结构试验、光催化试验探究不同nano-TiO_(2)掺量、光照时长、冻融对混凝土光催化降解效率的影响规律和机理,用灰熵关联度法确定关联程度并建立灰色神经网络预测模型来预测冻融循环后TiO_(2)混凝土光催化降解效率。结果显示:nano-TiO_(2)混凝土试件光催化降解效率随光照时长、TiO_(2)掺量增加而增大,随冻融次数增加而降低,与微孔和大孔占比负相关、中孔正相关、裂缝无明显相关性,盐冻比水冻下降更显著,6%掺量TiO_(2)混凝土在水冻下紫外光照射4 h光催化降解效率最优。水冻及盐冻下,试验条件影响:TiO_(2)掺量>冻融次数;孔结构参数影响:束缚水饱和度>自由水饱和度>孔隙率;孔径分布影响:中孔>微孔>大孔。建立灰色BP神经网络模型,模型预测准确度高,稳定性好,更适用于nano-TiO_(2)混凝土光催化降解效率的预测。 展开更多
关键词 nano-TiO_(2) 混凝土 光催化性能 孔结构 灰色神经网络
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风积沙改良硫酸盐渍土微细观结构及渗流机制研究 被引量:1
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作者 刘润豪 王英 +3 位作者 张永志 刘吉林 史智伟 孙小雅 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期130-136,共7页
为探明风积沙改良硫酸盐渍土孔隙结构与渗透性的关系,基于CT扫描分析改良前后盐渍土的孔隙分布演化特征,提取孔隙网络模型开展渗流分析,基于孔隙分布表征参数拟合建立渗透率预测模型。研究结果表明,不同于原状样的稳定分布,掺沙样沿高... 为探明风积沙改良硫酸盐渍土孔隙结构与渗透性的关系,基于CT扫描分析改良前后盐渍土的孔隙分布演化特征,提取孔隙网络模型开展渗流分析,基于孔隙分布表征参数拟合建立渗透率预测模型。研究结果表明,不同于原状样的稳定分布,掺沙样沿高度方向分布的总孔隙率及连通率较原状样有显著降低,总孔隙率分布呈现“倒V字型”对称分布;改良硫酸盐渍土的渗透率随孔隙率及分形维数呈幂函数关系递增,连通孔隙率预测渗透率较于总孔隙率与渗透率的拟合精度更高,总孔隙率次之,分形维数与渗透率的相关性较低。 展开更多
关键词 盐渍土 掺沙改良 数字岩心 孔隙网络模型 渗透率
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苹果片热风干燥过程中的热湿传递与溶质迁移模拟及试验 被引量:1
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作者 赵哲 袁越锦 +3 位作者 柳忠彬 彭懿婷 佘海龙 尹鹏 《食品科学》 北大核心 2025年第10期231-239,共9页
为揭示果蔬干燥营养流失的热湿传递与溶质迁移内在机理,确定果蔬微孔结构特性及孔隙界面毛细力等因素对其干燥过程的影响,运用孔道网络方法和热质传递原理等交叉学科知识,建立孔隙尺度下果蔬干燥营养流失的孔道网络模型,采用Visual C++... 为揭示果蔬干燥营养流失的热湿传递与溶质迁移内在机理,确定果蔬微孔结构特性及孔隙界面毛细力等因素对其干燥过程的影响,运用孔道网络方法和热质传递原理等交叉学科知识,建立孔隙尺度下果蔬干燥营养流失的孔道网络模型,采用Visual C++与Matlab语言联合编程设计开发软件,模拟分析干燥过程中的温度、水分及糖分分布等情况,并以苹果切片作为果蔬典型代表进行热风干燥实验及模型验证。结果表明:干燥曲线模拟值与试验值相对误差小于10%,模型可有效模拟果蔬干燥热湿传递与溶质迁移过程,再现干燥过程中的“流糖”现象;温度场与水分场相互耦合,导致干燥前沿呈现比较明显的温度分界线;热风温度升高、热风相对湿度减小及热风风速增大均会使干燥速率增大,且均会导致物料中营养成分流失增加;热风相对湿度越大,物料温度在干燥前期上升速率越大。研究结果可为果蔬干燥品质分析与优化、干燥过程的节能与提效提供理论基础。 展开更多
关键词 果蔬干燥 传热传质 溶质迁移 孔道网络 苹果片
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基于高贯通网络多孔支撑层调控制备薄层复合纳滤膜 被引量:2
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作者 李煜 潘国元 +3 位作者 张杨 赵国珂 钟天 刘轶群 《石油化工》 北大核心 2025年第2期203-212,共10页
利用雾化辅助非溶剂诱导相分离(AA-NIPS)方法制备多孔支撑层,再在支撑层上通过界面聚合得到系列高性能薄层复合纳滤(TFC NF)膜,利用SEM、ATR-FTIR、接触角测试等方法研究了支撑层结构对TFC NF膜结构与性能的影响。实验结果表明,通过调... 利用雾化辅助非溶剂诱导相分离(AA-NIPS)方法制备多孔支撑层,再在支撑层上通过界面聚合得到系列高性能薄层复合纳滤(TFC NF)膜,利用SEM、ATR-FTIR、接触角测试等方法研究了支撑层结构对TFC NF膜结构与性能的影响。实验结果表明,通过调节雾化工艺,在不依赖致孔剂的前提下,可实现支撑层膜孔地精准调控。优化的孔道结构显著增强了流体的过滤通道,促进支撑层纯水通量和整体膜通量的提升。支撑层的理想膜孔结构缓解了诱发渗透剂横向扩散的孔限制效应,使膜分离层的结构得到优化。其中,NF-AA/20膜上形成更多的聚酰胺突起结构,增大了流体的有效渗透面积,渗透与分离性能长期稳定,在保持较高MgSO4截留率的前提下,通量比原始膜提高近50%。AA-NIPS法具有简便高效、易于连续化和结构可控性强的特点,为理想结构支撑层的制备和改性提供了新思路。 展开更多
关键词 雾化辅助非溶剂诱导相分离 纳滤膜 支撑层 高贯通网络孔 聚丙烯腈
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