《數字岩心及3D列印在岩石滲流-變形機理研究中的套用》是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版。
基本介紹
- 中文名：數字岩心及3D列印在岩石滲流-變形機理研究中的套用
- 作者：劉建軍,宋睿,汪堯
- 類別：礦業工程
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2021年
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝-膠訂
- ISBN：9787030656728
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書將圍繞岩石微觀結構表征、岩石滲流-變形可視化研究兩個主要研究內容，基於岩心分析、油層物理、滲流力學、岩石力學和數字圖像處理等多學科交叉的內容，採用理論分析、室內實驗和數值模擬相結合的研究方法開展系統的研究。本書在微觀表征和巨觀測試的基礎上，首次將室內岩石孔隙結構測試、基於微尺度建模的數字岩心模擬和3D列印岩石三類技術進行了有機的結合。天然岩芯的室內測試為數字岩芯模擬提供基礎的模型重建數據與模擬結果驗證的對比數據；而模型重建又為3D列印岩芯的製備提供數字模型與列印模型驗證的對比數據。三項工作層層遞進，相互聯繫，*終建立起一套多技術手段融合的岩芯微觀結構表征和岩石物理特性研究的分析測試體系。為開展岩石可視化滲流-變形機理研究提供新的技術手段。
圖書目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內外研究現狀 2
1.2.1 微觀孔隙結構獲取與表征方法 2
1.2.2 基於孔隙結構圖像的模型重建技術 4
1.2.3 多孔介質流體流動的輸運方程 8
1.2.4 滲流物理模擬實驗技術 11
1.2.5 3D列印技術的研究進展及套用現狀 16
1.3 主要研究內容 18
第2章 孔隙結構測試與表征方法適用性評價 20
2.1 孔隙結構測試的間接技術 20
2.1.1 壓汞法 20
2.1.2 氣體吸附法 22
2.1.3 核磁共振法 25
2.2 孔隙結構測試的直接技術 27
2.2.1 薄片分析法 27
2.2.2 掃描電鏡法 28
2.2.3 CT掃描法 30
2.3 不同測試技術的對比分析及適用性評價 31
2.4 本章小結 33
第3章 基於CT圖像的孔喉特徵評價及模型重構 34
3.1 岩心CT成像實驗 34
3.1.1 岩心CT成像技術與設備 34
3.1.2 岩心CT圖像 37
3.2 CT圖像處理技術 39
3.2.1 圖像增強與預處理 39
3.2.2 圖像降噪與分割 41
3.3 基於CT圖像的孔喉特徵分析 45
3.3.1 確定表征單元體(REV) 45
3.3.2 孔隙度計算 46
3.3.3 孔徑分布計算 48
3.4 基於圖像的模型重建 51
3.4.1 孔隙網路模型 52
3.4.2 有限元格線模型 56
3.5 本章小結 61
第4章 基於CT圖像的滲透率模擬方法及殘餘流體捕集-動用機理研究 62
4.1 滲透率的實驗測試方法與理論 62
4.2 孔隙尺度滲透率計算方法研究 64
4.2.1 基於圖像像素直接模擬法 65
4.2.2 格子玻爾茲曼模擬法 67
4.2.3 孔隙網路模擬法 68
4.2.4 有限元模擬法 69
4.2.5 經驗公式法 71
4.3 不同滲透率計算方法的對比分析 73
4.3.1 計算精度的對比 73
4.3.2 計算效率的對比 75
4.4 毛細管數對兩相流動的影響 76
4.4.1 孔隙尺度重建模型與VOF理論 77
4.4.2 微觀毛細管數(Camicro) 80
4.4.3 巨觀毛細管數(Camacro) 82
4.5 本章小結 83
第5章 岩石3D列印製備及其孔滲參數實驗測試 84
5.1 3D列印技術研究 84
5.1.1 3D列印技術理論 84
5.1.2 複雜多孔介質3D列印製備 87
5.2 3D列印孔隙結構模型製備 88
5.2.1 圖像處理 88
5.2.2 表面三角格線模型構建 89
5.2.3 基於尺度放大的模型列印 90
5.3 3D列印模型的室內測試 95
5.3.1 氦氣孔隙度測試 95
5.3.2 高壓壓汞測試 97
5.4 列印模型與數字模型的對比分析 100
5.5 本章小結 103
第6章 基於3D列印微觀模型的可視化滲流實驗 104
6.1 傳統微觀滲流模型 104
6.2 3D列印微觀滲流模型 106
6.2.1 數字模型設計與轉換 106
6.2.2 3D列印微觀模型的製備 107
6.2.3 微觀模型結構及潤濕性表征 110
6.3 微觀滲流實驗方法 113
6.3.1 實驗儀器 113
6.3.2 實驗流體 114
6.3.3 實驗流程 115
6.4 實驗結果與微觀滲流機理分析 116
6.4.1 實驗結果處理與分析 116
6.4.2 潤濕性對水驅油過程的影響 120
6.4.3 優先流動路徑 122
6.5 本章小結 125
第7章 粉末基3D列印岩石的力學特性及微觀變形-破壞行為研究 126
7.1 不同基材3D列印岩石的製備研究 126
7.1.1 黏結劑噴射3D列印岩石 127
7.1.2 選擇性雷射燒結3D列印岩石 130
7.2 3D列印岩石強度及變形特徵 132
7.2.1 實驗方法及設備 132
7.2.2 單軸壓縮試驗強度及變形破壞特徵 134
7.2.3 三軸壓縮試驗強度及變形破壞特徵 137
7.3 單軸壓縮下3D列印岩石破壞的原位CT成像研究 138
7.3.1 實驗設備與實驗樣品 138
7.3.2 實驗方案與步驟 140
7.3.3 實驗結果與分析 141
7.4 3D列印岩石的微觀結構特徵研究 146
7.4.1 孔-喉分布及配位數 147
7.4.2 潤濕性與滲透率 150
7.4.3 膠結劑分布、孔隙類型及顆粒接觸形式 151
7.5 3D列印岩石微觀膠結形態及微觀破壞模式研究 158
7.6 本章小結 159
參考文獻 160
