北京航空航天大学计算机学院
硕士学位论文开题报告
论文题目：复杂介质下地震波数值模拟方法研究及应用专业：计算机科学与技术
研究方向：计算机图形学
研究生：梁堰波
学号：SY0906430
指导教师：杨钦(教授)
北京航空航天大学计算机学院
2010年11月19日
目录
1 选题依据 (2)
1.1 选题意义 (2)
1.2 国内外研究现状分析 (3)
2 论文研究方案 (4)
2.1 研究目标 (4)
2.2 研究内容与方法 (5)
2.3 技术路线 (5)
2.4 关键技术与难点 (6)
3 预期目标与研究成果 (6)
4 工作计划 (7)
5 参考文献 (7)
复杂介质下地震波数值
模拟方法研究及其应用
1 选题依据
1.1 选题意义
本课题来源于实验室课题。
地震数值模拟(Seismic Numerical Simulation)是地震勘探方法研究的前提和基础，对地震数据处理及解释起着重要的作用。地震数值模拟是首先给出地下介质结构模型，并已知相应的物理参数，进而通过给定的物理方程模拟地震波在地下各种介质中传播时的规律，并计算出各个观测点所观测到的数值而形成地震记录的地震模拟方法。地震数值模拟在地震勘探和地震学的各项研究及生产工作中都扮演着重要的角色。在野外地震观测系统的设计和评估以及地震观测系统的优化中，地震数值模拟都得到广泛应用；此外地震数值模拟还可以用来检验地震数据处理中的各种反演方法的正确性，并且可以对地震解释结果的正确性进行检验。目前，这种地震数值模拟方法不但在石油、天然气、煤、金属和非金属等矿产资源及工程和环境地球物理中得到普遍的应用，而且在地震灾害预测、地震区带划分以及地壳构造和地球内部结构研究中，也得到相当广泛的应用。地震勘探的目的则是根据各观测点所观测的地震记录来描绘地下介质结构模型，并且描述其状态或岩性；虽然说这是一个反演过程，但是它是建立在地震正演模拟的基础上的。通过地震正演模拟研究，充分了解和掌握地震波传播规律是指导地震反演的基础。随着现代计算机技术的飞速发展，地震数值模拟研究也随之得到了更深入的研究和广泛应用。到目前为止，已经发展出了许多种的地震数值模拟方法，并且都在地震勘探和地震学中得到广泛而有效的应用，地震数值模拟方法主要可以归纳为地震波方程数值解法、积分方程法和射线追踪法三大类。
地震偏移是反射地震学的一个核心内容。地震偏移就是在波动方程的基础上，通过将同相轴归位到其正确空间位置并聚焦绕射能量到其散射点来消除反射记录中的失真现象。无论是过去、现在和将来，地震偏移技术都是地震勘探的最
重要内容之一，因为它是与地震勘探的最终目的有着密切的关系，即确定地下构造分布、研究地层与地层之间的接触关系，从而找到油气聚集的有利地带。地震偏移是地震勘探数据处理的三大主要技术(反褶积、叠加、偏移)之一。现在偏移技术不再是研究简单的探测目标的几何形态，而是研究反射界面空间的波长特征、反射率和振幅等问题的有效方法。
1.2 国内外研究现状分析
地震数值模拟技术的飞速发展始于从20世纪60年代，并形成了多种类型的正演模拟方法：有限差分法、有限元法、积分方程法和虚谱法等。
有限差分法是地震数值模拟中较早出现的数值模拟方法，它是一种基于偏微分方程的数值解法。在1968年，Alterman和Karal首先使用了有限差分法进行了非均匀介质地震波传播的模拟。在1972年，Boore用有限差分法进行了非均匀介质地震波传播的模拟。在1974年，Alford等人对声波方程有限差分法模拟的精确性进行了研究。在1976年，Kelly等做了用有限差分法制作人工合成地震记录的方法的研究。在1986年，Virieux提出了应用速度—应力一阶方程交错网格有限差分法模拟P-SV波在非均匀介质中的传播。通过交错网格方法，能够有效地提高地震模拟的精度和稳定性。在1988年，Carcione等提出了粘滞声波在地层中传播的模拟方法。Tal-Ezer等在1990年进行了线性粘弹性介质中地震波传播的方法研究。在1994年，Robertsson等给出了粘弹性波有限差分模拟方法。
有限元法也是偏微分方程的一个主要的数值解法。在1972年，Lysmer和Drake最早在地震数值模拟中使用了有限元法。在1994年，Padovani等进行了地震波模拟的低阶和高阶有限元法的研究。
积分方程是在有限元法之后发展起来的一种地震数值模拟方法。它以惠更斯原理为理论基础，并且是建立在波动方程的积分表达式上的。Pao和V aratharajulu 于1976年提出了弹性波散射的积分表达式。在1981年，Bennett和Mieras得出了流体目标声波散射的时间域积分方程解。在1989年，Bouchon等研究了具有不规则界面的多层介质中波传播的边界积分方程—离散波数法。在1992年，Bakamjian给出了三维的地震波传播模拟的边界积分方程法。
偏移技术的重大飞跃就是偏移理论从几何理论发展到了波动理论。早在20
世纪20年代，偏移是一种图形方法而且可以通过多种非数字化方法来实现，这些方法在本质上都是Kirchhoff积分偏移运动学原理的体现。
在1962年，Mayne开发了共中心点道集(CMP)叠加，以及在地震数据处理中应用到了数字信号处理技术，使得偏移进入了以波动方程为基础的数字偏移方法阶段。在这一时期，以J.F.Claerbout为首的SEP小组利用有限差分近似解法实现了地震偏移。此后，以波动方程为基础的地震偏移成像方法有：有限差分法，频率—波数域法(Gazdag，1978；Stolt，1978)、Kirchhoff积分法(Schneider，1978)等。张关泉（1986）、Holberg,O,(1998)等人提出对单程波方程的系数进行优化理论，从而使得低阶方程的成像精度得到了进一步提高。Stoffa(1990)根据自己研究的成果提出分步傅里叶偏移方法，用相移法对常速度背景所对应的波场进行波场延拓，紧接着时移校正由变速扰动引起的时差。该种方法有它的局限性，即在非剧烈变速情况下，才能利用该种方法。Kessinger(1992)对分步傅里叶方法进行了改进，使得对于更强的横向速度也适应，具体改进的是使用多个参考速度。由于增加参考速度的个数，从而大幅度增加了计算工作量。在分步傅里叶法的导出过程中，我们舍弃慢度扰动的二阶项，这种近似会带来计算上的误差，Ristow和Ruhl（1994）提出利用傅里叶有限差分解决上述问题，具体实现方法在分步傅里叶方法的基础上加进一个有限差分补偿项。王华忠（1997）对常规的方程用共轭梯度法进行了优化，并且在时空域运用有限差分深度偏移算法。当今各种各样的偏移技术方法极为丰富。
1982年Whitemore在第52届SEG会议上提出了逆时偏移方法，此后多位学者发展和完善了这一偏移方法。
2 论文研究方案
2.1 研究目标
通过深入了解地震波和波动方程的数值模拟的概念和方法，对该物理现象的数学规律进行计算机表达，通过计算几何、计算机图形学和可视化技术，快速、真实、可靠的模拟地震波的物理规律。通过对这些现象和规律的表达，使其在石油勘探的偏移处理中得到应用，实现计算快速、数值模拟准确、使用方便、界面
友好的石油勘探工具模块。
2.2 研究内容与方法
主要研究一下几个方面：
1）地质模型的建立和使用，包括适合地质模型计算的数据结构、射线求交算法、地质属性（如速度、密度）的表达等。
2）地震波数值模拟方法及其对应的数学表达，包括主要射线追踪法、有限差分法、有限元法、虚谱法、积分方程法等。主要涉及弹性波和声波方程的正演模拟以及射线追踪中的最短路径算法等。
3）地震偏移方法和技术，主要包括时深转换技术、偏移成像技术和可视化技术等。
4）利用GPU等技术技术实现算法的加速。
2.3 技术路线
描述在各种介质中地震波传播的波动方程属于双曲型变系数偏微分方程。它由微分算子、微分算子的系数(可变或常系数)、震源项、边界条件、初始条件等组成，求解此方程的过程即是地震勘探正演问题。
地震波正演过程是由原因推出结果的过程，求解微分方程可算出系统中随时间演化的状态参量。表征地震波正演过程的数学方程表示为：
d =A (m)
上式中，d为合成地震数据；A为正演算子；m为模型向量。d的精度受m 的离散化精度和正演算子A计算精度的控制。
地震数值模拟方法原理、地震数值模拟算法和计算程序数值计算的质量影响影响着正演模拟结果的精度、计算过程效率和稳定性。
波场模拟时，需对模型的空间和时间剖分来实现物理模型的离散化。目前对物理模型有正交网格剖分和非正交网格剖分两种空间剖分法。在平面上，正交网格是矩形的网格，而非正交网格剖分则是三角形网格和不规则的四边形网格。在对地下介质进行非正交网格剖分，由于不受目标体形态、边界的几何形状的限制，
可以充分的考虑地下目标介质体分布的几何形状。正交网格的数值模拟方法则无法很好描述地质体的形态及边界。
我们在进行模型离散化时所做的模型空间的网格化也必然带来波场分量的网格化。在实现这种网格化的过程就是要我们把一个连续的地震波动问题转换成一个离散的地震波动问题，在具体的过程中将会涉及到波场逼近问题，在空间网格化之后，表示离散波场的空间微分时，我们尽量用较小的逼近误差。有限差分法是通过有限差分算子从而将波动方程离散化，把微分替换为差分，这样微分方程问题就转化为代数问题，相关的线性代数方程组的解就是微分方程的数值解。在
2.4 关键技术与难点
1）三维空间地质属性的表达。如何利用计算几何和计算机图形学的知识准确表达出地质模型，并基于这样的模型进行计算。这需要对计算几何和计算机图形学知识的掌握。
2）地震波波动方程的模拟。如何利用数值算法并结合上述地质模型，快速准确模拟出地震波在地下的走时情况，设计并实现自己的算法。这需要对数值计算等数学知识的掌握。
3）如何把上述地震波的模拟规律利用到石油勘探的偏移成像中，特别是基于不同属性的地质模型。
4）对于数值计算和石油勘探这种计算密集型应用来说，如何提高程序的速度也是一个关键的问题。这需要结合GPU并行计算方面的知识，利用GPU来加速数值计算。
3 预期目标与研究成果
本课题的预期目标是基于课题组提供的三维地质建模软件，设计出一个新的功能模块，实现地震波的数值模拟、快速准确快速计算地震波旅行时和偏移时深转换功能，并提供与其他功能交互的接口。
4 工作计划
5 参考文献
[1]李钒.一种三维地质模型的构建及其可视化技术：[硕士学位论文].武汉：华中科技大学，2006
[2]宫法明.三维地质建模中地质面的生成与编辑.油气田地面工程.2005，5
[3]牛文杰.三维数据场可视化克里金建模及具算法的理论和应用研究[博士论文].北京：北京航天航空大学，2002
[4]蔡强、杨钦、陈其明．地质结构重叠域的限定Delaunay三角剖分研究，计算机辅助设计与图形学学报/16卷/6期/2004/766-771
[5]蔡强、杨钦、朱大培、徐永安、牛文杰、李吉刚．三维地质可视化图形系统的研究与实现，第四届全国虚拟现实与可视化学术会议发表，2004年7月
[6]王勇.地震成像新方法.北京：石油工业出版社2005.
[7]张文生等.复杂构造叠后逆时深度偏移.石油物探,1998 37(4)：55-63.
[8]俞寿朋.宽带Ricker子波.石油地球物理勘探,1996,31(5)：605-615.
[9]谢里夫,吉尔达特著,初英等译,勘探地震学.北京:石油工业出版社，1999.
[10]张国娟.任意差分精细积分在逆时偏移中的应用:[硕士学位论文].北京：石油大
学，2004.
[11]Wang Runqiu,Jia Xiaofeng,and Hu Tianyue.The Precise finite difference method for seismic modeling,APPLIED GEOPHYSICS, 2004,1(2):69-74
[12]陈敬国,任意差分精细积分逆时偏移数值模拟:[硕士学位论文].北京:中国地质大学,2007.
[13]Jinming Zhu and Larry https://www.doczj.com/doc/ed942916.html,parison of Kirchhoff and reverse-time migration methods with applications to prestack depth imaging of complex structures.Geophysics,1998,63(4):1166-1176.
[14]Edip Baysal,Dan.D.Kosloff,and John W.C.Sherwood.Reverse time migration.Geophysics,1983,48(11):1514-1524.
[15]Loewenthal D.and Mufti I.R.Reversed time migration in spatial frequencydomain,Geophysics,1983,48(5):627-635.
[16]Stewart A.Levin.Principle of reverse-time migration.Geophysics, 1984,49(5):581-583.
[17]Hildebrand S.T.Reverse-time depth migration:Impedance imaging condition.Geophysics,1987.
[18]Esmersoy.C.and.M.Oristaglio.Reverse time.Wave field extrapolation, imaging,and inversion,Geophysics,1988,53(7):920-931.
[19]Jun Ji.An exact adjoint operation pair in time extrapolation and its application in least-square reverse-time migration.Geophysics,2009, 74(5):27-33.
[20]Baysal,E.,D.D.Kosloff,and J.W.C.Sherwood,Reverse time migration: Geophysics,1983,48,1514–1524.
[21]Baysal,E.,D.D.Kosloff,and J.W.C.Sherwood,Atwo-way nonreflecting wave equation:Geophysics,1984,48,132–141.
[22]Claerbout,J.F,Toward.a.unified.theory.of.reflector.mapping:
Geophysics,1971,36,467-481.
[23]Nemeth,T.,C.Wu,and.G.T.Schuster,.Least-squares.migration.of incomplete reflection data:Geophysics,1999,64,208–221.
[24]Stewart.A..Levin..Principle.of.reverse-time.migration.Geophysics,
1984,49(5):581-583.
[25]Esmersoy.C.and.M..Oristaglio..Reverse-time.wave-fieldex.trapolatin, imaging,and inversion,Geophysics,1988,53(7):920-931.
[26]Higdon.R.L..Absorbing.boundary.conditions.for.elastic.waves.
Geophysics,1991,56:231-241.
[27]Levander,A.R.,Fouth-order finite-difference P-SV seismograms[J].Geophysics,1988,53:1425-1436.
[28]Oprsal.I.,Zahradnik.J.,Elastic.finite-difference.method.for
irregulargrids[J],Geophysics,1999,64(1):240-250.
[29]Reynolds,A.C.,Boundary conditions for the numerical solution of wave propagation problems:Geophysics,1978,43,1099–1110.
[30]Hanitzsch,C.,J.Schleicher,and P.Hubral,,True-amplitude migration of 2D synthetic data:Geophysical Prospecting,1994,42,445–462.
[31]Fletcher,R.P.,P.J.Fowler,P.Kitchenside,and U.Albertin,Suppressing artifacts in prestack reverse time migration:75th Annual International Meeting,SEG,Expanded Abstracts,2005,2049–2051.
材料研究方法
第二章思考题与习题 一、判断题 √1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。 ×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。 ×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。 ×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。 ×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长围是200~400nm。 ×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。 √7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。 √8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。 ×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸收波长的波长位置向长波方向移动。 ×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。 ×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。（） √12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。（） ×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。（） ×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。（） ×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。（） ×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。（） ×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。（） √18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。（） √19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动偶合谱带。（） ×20．确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。（） ×21．对称分子结构，如H2O分子，没有红外活性。（） √22．分子中必须具有红外活性振动是分子产生红外吸收的必备条件之一。（） √23．红外光谱中，不同化合物中相同基团的特征频率总是在特定波长围出现，故可以根据红外光谱中的特征频率峰来确定化合物中该基团的存在。（） ×24．不考虑其他因素的影响，下列羰基化合物的大小顺序为：酰卤＞酰胺＞酸＞醛＞酯。（） √25．傅里叶变换型红外光谱仪与色散型红外光谱仪的主要差别在于它有干涉仪和计算机部件。（）√26．当分子受到红外光激发，其振动能级发生跃迁时，化学键越强吸收的光子数目越多。（） ×27．游离有机酸C=O伸缩振动v C=O频率一般出现在1760cm-1，但形成多聚体时，吸收频率会向高波数移动。（） 二、选择题 1．在一定波长处，用2.0 cm吸收池测得某试液的百分透光度为71%，若改用3.0 cm吸 收池时，该试液的吸光度A为（B） （A）0.10 （B）0.22 （C）0.45 2．某化合物浓度为c1，在波长λ1处，用厚度为1 cm的吸收池测量，求得摩尔吸收系数为ε1，在浓度为3 c1时，在波长λ1处，用厚度为3 cm的吸收池测量，求得摩尔吸收系数为ε2。则它们的关系是（A）（A）ε1=ε2（B）ε2=3ε1（C）ε2＞ε1
2013年秋季兰州理工大学研究生《材料研究方法》考试复习题 一、名词解释 1）短波限 各种管电压下的连续X射线谱都具有一个最短的波长值，该波长值称为短波限。P6。 2）吸收限 吸收限是指对一定的吸收体，X射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。P13。 3）特征X射线 U时，在连续谱的某些特当加于X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值 k 定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为特征X射线。P8。 4）相干散射 当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射电磁波，这些散射波之间符合波长相等、频率相同、位相差相同的光的干涉条件，故称相干散射。P11。 5）光电效应 光电效应是入射X射线的光量子与物质原子中电子相互碰撞时产生的物理效应。当入射光量子的能量足够大时，可以从被照射物质的原子内部（例如K壳层）击出一个电子，同时外层高能态电子要向内层的K空位跃迁，辐射出波长一定的特征X射线。这种以光子激发原子所发生的激发和辐射过程称为光电效应。P12。 6）晶带面 在晶体结构和空间点阵中平行于某一轴向的所有晶面均属于同一个晶带，这些晶面叫做晶带面。P24。 7）系统消光
我们把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象称之为系统消光。P35。 8）球差 球差即球面像差，是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律而造成的像差。P111。 9）像散 像散是由于电磁透镜磁场的非旋转对称性而引起的像差。P112。 10）色差 是由于入射电子波长（或能量）的非单一性所造成的。P112。 11）倒易点阵 倒易点阵是在晶体点阵的基础上按照一定的对应关系建立起来的空间几何图形，是晶体点阵的另一种表达形式。 二、简答题 1、试说明电子束入射固体样品表面激发的主要信号、主要特点和用途。P183-185。 2、扫描电镜的分辨率受哪些因素影响? 给出典型信号成像的分辨率，并说明原因。P188 3、透射电镜中有哪些主要光阑？在什么位置？其作用如何？P124。 4、何为波谱仪和能谱仪？说明其工作的三种基本方式，并比较波谱仪和能谱仪的优缺点。P198。 5、决定X 射线强度的关系式是 M c e A F P V V mc e R I I 2222 2230)()(32-???? ??=θθφπλ， 试说明式中各参数的物理意义? 6、比较物相定量分析的外标法、内标法、K 值法、直接比较法和全谱拟合法的优缺点？ 7、实验中选择X 射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe 为主要成 分的样品，试选择合适的X 射线管和合适的滤波片？ 三、计算题 1、在立方点阵中画出下面的晶面和晶向。 2、已知面心立方铝的点阵常数a=0.40491nm ，今用CuKα（λ=1.5406?）辐射在衍射仪上扫
名词解释 油藏模拟油藏数值模拟数学模拟物理模型数值模型质量守恒定律适定问题初始条件黑油模型组分模型网格节点块中心网格点中心网格离散化有限差分法显示差分 隐式差分前差分后差分中心差分点交替排列格式交替对角排列格式标准排列格式 对角排列格式隐式差分格式差分方程稳定性截断误差松弛法IMPES方法历史拟合 动态预测灵敏度实验 选择题 由于油藏各点的渗透率不同，束缚水饱和度不同，因而需要对相对渗透率曲线进行归一化处理 以X方向为例，传导系数为 块中心网格是用（）来表示小块坐标的 A网格块中心B节点C网格块边缘D网格块夹角 下述表达式表示定产量内边界条件的是 认识油田的主要方法有直接观察法和模拟法 相对渗透率取值一般取上游权的处理方法 IMPES方法是（）的求解方法 A隐式压力B隐式饱和度C全隐式 历史拟合在含水拟合时主要是对（）的修改 A孔隙度B相对渗透率曲线C渗透率D地层厚度 在隐式差分格式中，有多个未知数，当已知第n时刻的值P i n时，为了求出第n+1时刻的P i n+1，需要（） A解n个方程B解一个线性代数方程组C直接求解D解一个方程 根据每一组分的质量守恒建立的渗流数学模型称为（）模型 A热采B化学驱C黑油D组分 一维径向模拟时r=10cm，r=40cm，那么可以推断r s的大小是 A120 B200 C400D 640 下列哪一种方法不属于迭代求解方法 A雅克比法B超松弛法CLU分解法D交替方向隐式法 对于二位6*4网络系统，如果按行标准排列，气半带宽W= A6 B4 C12 D8 克兰克?尼克森差分格式的截断误差为（） 块中心网格和点中心网格的差分方程相比较，结果（） A一样的B有半个网格的误差C相差流动项系数D维数不同 三．判断题2分*10 1.黑油模型中水相与其他两相不发生质量转移，气可以从油中出入，但不能汽化液相 2.离散化的核心是把整体分为若干单元来处理，它是油藏对象的空间离散 3.显式差分格式是有条件收敛的 4.差分方程组的直接解法的特点是计算工作量小，精确度较高，计算程序简单 5.差分方程组的迭代解法主要用于处理系数矩阵阶数较高的问题 6.相对渗透率取值一般取上游权的处理方法 7.油藏模拟的基础在于油藏描述和生产动态，若油层参数和生产数据不准确，通过数值模 拟的算法也可以消除 8.显示差分格式的稳定条件是△t/△x2≤0.5 9.有限差分法就是用差商来代替微商
ECLIPSE 高级油藏数值模拟器
1 ECLIPSE － 先进的油藏数值模拟研究工具 ECLIPSE 油藏管理决策的标准化工具 ECLIPSE 家族数值模拟产品，综合了地球物理、地质、油藏工程、钻井工程、采油工程、经济评价等多学科知识，准确预测不同条件下油藏开发动态。ECLIPSE 的强大功能架设了一座从地球物理学和地质学通往经济世界的桥梁。 ECLIPSE 软件为数字油田实现成功的商业决策；它充满活力，适用于油田开发的各个阶段。 从设计早期的生产井和地面设备到提高采收率技术中问题的解决，ECLIPSE 油藏数值模拟工具允许科研人员科学的管理油气藏中的流体驱动。 ECLIPSE 的预测功能实现油气藏的优化开发。ECLIPSE 软件针对不同的方案，预测油气藏的开发动态。基于ECLIPSE 预测结果，油田公司能做出准确的决策，从而降低投资风险和开发的不确定性。 ECLIPSE 为所有的油气藏提供： ? 地质模型建立和地质储量计算 ? 油气藏地质模型不确定性评估 ? 油气田开发决策优化 ? 油气藏开发机理研究 ? 流体相态准确预测 ? 不同压力、温度、时间条件下油气藏动态特征 ? 采收率最大化 ECLIPSE 国际认可的数值模拟工业标准 ECLIPSE 自1983年进入商业数值模拟市场以来，始终占据着数值模拟技术的前沿。它的领先水平与不断创新赢得了全球70%以上的市场份额，是众多国际知名公司认可和推崇的研究工具。 ECLIPSE 家族提供了一套完整的数值模研究工具，涵盖了从地质建模到历史拟合、开发预测、 生产优化的整个开发研究流程。 ECLIPSE 不仅包括标准的有限差分模拟器ECLIPSE BlackOil 黑油、ECLIPSE Compositional 组分和ECLIPSE Thermal 热采，还包括快速准确的流线模拟器ECLIPSE FrontSim 。结合大量的ECLIPSE 高级选项，最大限度地模拟油气田开发的全过程，最大化地满足客户的需求。 ECLIPSE 提供全隐式和IMPES 、AIM 、IMPSAT 解法，实现数值模拟速度与精度的平衡。软件支持跨平台操作，可运行在Linux (SUN ，HP ，DELL ，SGI ，IBM 等) 和Windows 系统上；所有模拟器都支持多处理器的并行计算。
材料研究方法作业答案
材料研究方法
第二章思考题与习题 一、判断题 √1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。 ×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。 ×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。 ×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是200~400nm。 ×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。 √7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。 √8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。 ×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸
收波长的波长位置向长波方向移动。 ×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。 ×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。（） √12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。（） ×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。（）×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。（） ×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。（） ×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。（） ×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。（） √18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。（） √19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红
1．X射线与物质相互作用时会产生那些效应？利用其中那些效应可以进行晶体结构的分析鉴定？如何利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态？ 2．画出晶体对X射线衍射的示意图，写出布拉格方程，并说明该方程中各参数的意义。3．X射线衍射方法在材料研究中有哪些应用？请具体阐述。 4．请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号，并介绍这些电子信号在材料分析研究中的各种用途。 5．试讨论加热速度、试样颗粒度、炉内压力和气氛对差热分析结果的影响，为什么说差热分析只能进行定性或半定量分析，而示差扫描量热分析法则可以进行定量分析？ 6．通常在一张NMR谱图中可以得到哪些基本信息？并举例说明NMR在材料结构分析中的应用。 7．影响热重曲线的因素有哪些？如何保证热重分析的精确度？举例说明热重分析在材料研究中的应用 8．请介绍透射电镜分析时的块状样品表面复型种类和复型方法。为何电子显微分析可以获得较光学显微分析高得多的分辨。 9．请阐述电子探针X射线显微分析的基本原理和应用，并比较两种常用的X射线谱仪——波谱仪和能谱仪的特点。 10．如何利用差热分析、热重分析和热膨胀分析来区分无机材料中的脱水分解、氧化、多晶转变、烧结等过程？ 11．微晶玻璃是一种在玻璃基体中均匀析出所需微晶相的新材料，在微晶玻璃材料研究过程中，需要掌握玻璃转变温度Tg、析晶温度、析出晶体的晶相种类、以及析出晶体尺寸形貌等物性数据。通过哪些测试方法可以方便地获得这些数据？并请介绍在这些测试图谱中获取所需数据的具体过程。 12．有机高分子材料的TEM和SEM的试样有哪些特点。 13．试画出有机高分子材料DSC的特征曲线，并说出相应的焓变峰或转变区的物理化学含义。 14．试阐述红外光谱分析的基础以及应用。 15．什么是斯托克斯线、反斯托克斯线，试说明拉曼光谱与红外光谱是互补的。 4. 请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号那些信号可以用于晶体研究？ 5. DTA曲线用什么作为反应起始温度，为什么？ 6. 何谓自旋偶合? 何谓自旋分裂? 它们在NMR分析中有何重要作用? 7.下列化合物中OH的氢核，何者处于较低场? 为什么? 8.按化学位移值的大小，将下列每个化合物的核磁共振信号排列程序。 (1) CH3CH2OCH2CH3 (2) CH3CHO (3) Cl2CHCH2Cl 1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬
第一章油藏数值模拟方法分析 油藏数值模拟 油藏数值模拟简述 油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律 的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。其基础理论是基于达西渗流定律。 油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模 拟实际的油田开采的一个过程。基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值（生产动态）与实际吻合。其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。 油藏数值模拟技术从50年代的提出到90年代间历经40年的发展，日益成熟。现在进入另外一个发展周期。近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用 非常广泛。 油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模 拟研究，且可重复、周期短、费用低。
图1油藏数值模拟流程图 油藏数值模拟的类型 油藏数值模拟类型的划分方法有多种， 划分时最常用的标准是油藏类型、 需要模拟的油 藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程， 也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种 各样的复杂问题而设定， 油气藏特性和油气性质不同， 选择的模型也不同， 还可以根据油藏 数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。 以油藏和流体类型来划分，其模型有：气体模型、黑油模型和组分模型； 以开采过程来 划分，其模型包括：常规油藏、化学驱、热采和混合驱模型。 以油藏和流体描述为基础的油藏模型分为两类：黑油模型和组分模型。 （1） 黑油模型，是常规油田开发应用的油藏数值模型，用于开采过程中，对油藏 流体组分变化不敏感的情况， 是最完善、最成熟的。黑油模型假设质量转移完全取决于 压力变化，适应于油质比较重的油藏类型，在这些模型中，流体性质 E O 、B g 、R S 决定PVT 的 变化，如普通稠油及中质油的油气藏。 （2） 组分模型，应用于开采过程中对组分变化敏感的情况。这些情况包括：挥发性油 藏和凝析气藏的一次衰竭采油阶段， 用组分模型进行模拟。在组分模型中，适用于油质比较轻、气体组分比较高的油气藏， 使用 数据化 流体的PVT 数据、相 渗曲线、岩石数据 建立地质模型 建立网格 参数场 表格数据 油水井产量、井史 数据 T 动态模拟 含油边界拟合 非井点地质静态参数拟合 区块、单井压力拟合 生产指数拟合 以及压力保持阶段。同时，多次接触混相过程通常也采
通过了几节课的“油藏数值模拟课”的学习，我知道了“油藏数值模拟”是应用计算机研究油气藏中多相流体渗流规律的数值计算方法,它能够解决油气藏开发过程中难以解析求解的极为复杂的渗流及工程问题,是评价和优化油气藏开发方案的有力工具。它主要是让我们石油石油工程专业的学生掌握一些基本的油藏数值模拟技术和技巧,学习基本的油藏渗流数学模型及其解法、计算方法和应用方法,培养我们用计算机解决油藏开发问题的能力。 “油藏数值模拟”涉及的学科较多,利用数学知识和计算机知识较多,我认为是非常难的。虽然教师教的很认真也很耐心，我仍然不能跟着老师的节奏。因为一开始就知道这个软件很有实际应用价值，所以我也就特别的想好好的学习它。可惜现在我面临着考研这座大山，我实在是没有充分的时间课下来好好的温习与研究老师上课所讲的东西。很遗憾，后来老师讲的东西我有些就不会了。好在前三四节课讲的内容还学会了，学会了模拟三层的油层概况。也许这点知识对我以后的再次学习会有不错的基础作用吧！总之还是很感谢老师的耐心教导。 在学习的过程中，我觉得油藏原始参数，如渗透率、孔隙度等的收集，以及油藏原始数据是否齐全准确非常重要，尤其是一开始填date时的单位的选择，这些都关系到数值模拟的效果。如果原始资料很少，数值模拟的效果就不可能好。数值模拟方法越复杂，所需的原始资料也越多。收集资料时，如发现必需的资料不够或不准确，应采取补救措施。通常要求准备的参数包括：①油藏地质参数。产层构造图，油、气、水分布图，油层厚度、孔隙度、渗透率、原始含油饱和度的等值图等。②流体物理性质参数。地面性质和地层状态下的物性数据，原始压力和地层温度数据，对凝析气田还需要相图和相平衡的资料。③专项岩心分析资料。油水相渗透率曲线，油气相渗透率曲线，油层润湿性，吸入和排驱毛细管压力曲线；对碳酸盐岩孔隙裂缝双重介质储层，还需渗吸曲线。④单井和分层分区的生产数据和有关测试资料。⑤油田建设和经济分析的有关数据。 将收集的油藏地质资料进行系统整理后，要将油藏的地质特征模式化，以充分反映油藏的构造特征和沉积特征，如油层物理性质参数的分布、油气水的分布、油气水在地面和地下的性质、驱油动力、压力系统和地温梯度等。油藏地质模型是否符合实际情况，直接影响数值模拟成果的准确性。 由于人们对油田实际地质条件的认识有一定的限度，计算时所用的参数也就有一定的局限性，因此，第一次模拟计算的结果，如压力、产量、气油比、含水率等与油田实际生产状况常有较大的出入。必须进行分析，修改相关的计算参数，重新进行计算。通常，经过多次修改可使计算结果与实际生产历史基本相符，误差在允许范围以内。从工程应用的角度看，可认为此时所应用的计算参数，反映了油田地下的实际状况，使用这些参数来计算和预测油田未来的动态，能够达到较高的精度。在油田开采过程中这类历史拟合要进行多次，使油田的模型逐步更接近实际而得到更适用的结果。
[转]【推荐】油藏数值模拟入门指南 尝试写一写油藏数值模拟入门指南，希望对那些刚刚开始进入油藏数值模拟领域的工作者有所帮助。 第一：从掌握一套商业软件入手。 我给所有预从事油藏数值模拟领域工作的人员第一个建议是先从学一套商业数值模拟软件开始。起点越高越好，也就是说软件功能越强越庞大越好。现在在市场上流通的ECLIPSE,VIP 和CMG都可以。如果先学小软件容易走弯路。有时候掌握一套小软件后再学商业软件会有心里障碍。 对于软件的学习，当然如果能参加软件培训最好。如果没有机会参加培训，这时候你就需要从软件安装时附带的练习做起。油藏数值模拟软件通常分为主模型，数模前处理和数模后处理。主模型是数模的模拟器，即计算部分。这部分是最重要的部分也是最难掌握的部分。它可以细分为黑油模拟器，组分模拟气，热采模拟器，流线法模拟器等。数模前处理是一些为主模拟器做数据准备的模块。比如准备油田的构造模型，属性模型，流体的PVT参数，岩石的相渗曲线和毛管压力参数，油田的生产数据等。数模后处理是显示模拟计算结果以及进行结果分析。 以ECLIPSE软件为例，ECLIPSE100,ECLIPSE300和FrontSim是主模拟器。ECLISPE100是对黑油模型进行计算，ECLISPE300是对组分模型和热采模拟进行计算，FrontSim是流线法模拟器。前处理模块有Flogrid,PVTi,SCAL,Schedule,VFPi等。Flogrid用于为数值模拟建立模拟模型，包括油田构造模型和属性模型；PVTi用于为模拟准备流体的PVT参数,对于黑油模型，主要是流体的属性随地层压力的变化关系表，对于组分模型是状态方程；SCAL为模型准备岩石的相渗曲线和毛管压力输入参数；Schedule处理油田的生产数据，输出ECLIPSE 需要的数据格式（关键字）；VFPi是生成井的垂直管流曲线表，用于模拟井筒管流。ECLIPSE OFFICE和FLOVIZ是后处理模块，进行计算曲线和三维场数据显示和分析，ECLIPSE OFFICE同时也是ECLIPSE的集成平台。 对于初学者，不但要学主模型，也需要学前后处理。对于ECLISPE的初学者，应该先从ECLISPE OFFICE学起，把ECLISPE OFFICE的安装练习做完。然后再去学Flogrid，Schedule 和SCAL。PVTi主要用于组分模型，做黑油模型可以不用。 第二：做油藏数值模拟都需要准备什么参数 在照着软件提供的安装例子做练习时经常遇到的问题是：虽然一步一步按照手册的说明做，但做的时候不明白每一步在做什么，为什么要这么做。这时候的重点在于你要知道你一开始做的工作都是为数值模拟计算提供满足软件格式要求的基础参数。有了这些基础参数你才能开始进行模拟计算。这些基础参数包括以下几个部分： 1。模拟工作的基本信息：设定是进行黑油模拟，还是热采或组分模拟；模拟采用的单位制（米制或英制）；模拟模型大小（你的模型在X,Y,Z三方向的网格数）；模拟模型网格类型（角点网格，矩形网格，径向网格或非结构性网格）；模拟油藏的流体信息（是油，气，水三相还是油水或气水两相，还可以是油或气或水单相，有没有溶解气和挥发油等）;模拟油田投入开发的时间；模拟有没有应用到一些特殊功能（局部网格加密，三次采油，端点标定，多段井等）；模拟计算的解法（全隐式，隐压显饱或自适应）。 2。油藏模型：模型在X,Y,Z三方向的网格尺寸大小，每个网格的顶面深度，厚度，孔隙度，渗透率，净厚度（或净毛比）。网格是死网格还是活网格。断层走向和断层传导率。
第1章 1、材料是如何分类的？材料的结构层次有哪些？ 答：材料按化学组成和结构分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料； 按性能特征分为：结构材料、功能材料； 按用途分为：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、生物材料、医用材料。 材料的结构层次有：微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。 2、材料研究的主要任务和对象是什么，有哪些相应的研究方法？ 答：任务：材料研究应着重于探索制备过程前后和使用过程中的物质变化规律，也就是在此基础上探明材料的组成(结构)、合成(工艺过程)、性能和效能及其之间的相互关系，或者说找出经一定工艺流程获得的材料的组成(结构)对于材料性能与用途的影响规律，以达到对材料优化设计的目的，从而将经验性工艺逐步纳入材料科学与工程的轨道. 研究对象和相应方法见书第三页表格。 3、材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？ 答：按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图像分析法；按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。 第2章 1、简述现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中有那些主要应用？ 答：现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中主要有以下几种应用： （1）X射线物相定性分析：用于确定物质中的物相组成 （2）X射线物相定量分析：用于测定某物相在物质中的含量 （3）X射线晶体结构分析：用于推断测定晶体的结构 2、试推导Bragg方程, 并对方程中的主要参数的范围确定进行讨论. 答：见书第97页。 3、X射线衍射试验主要有那些方法, 他们各有哪些应用，方法及研究对象. 答： 实验方法所用 辐射 样 品 照相法衍射仪法 粉末法劳厄法转晶法单色辐射 连续辐射 单色辐射 多晶或晶 体粉末 单晶体 单晶体 样品转动或固定 样品固定 样品转动或固定 德拜照相 机 劳厄相机 转晶-回 摆照相机 粉末衍射仪 单晶或粉末衍 射仪 单晶衍射仪 最基本的衍射实验方法有：粉末法，劳厄法和转晶法三种。由于粉末法在晶体学研究中应用最广泛，而且实验方法及样品的制备简单，所以，在科学研究和实际生产中的应用不可缺少；而劳厄法和转晶法主要应用于单晶体的研究，特别是在晶体结构的分析中必不可少，在某种场合下是无法替代的。 第3章 1、如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？ 答：分辨本领：指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离；以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。光学透镜：d0 =0.061λ/n·sinα= 0.061λ/N·A，式中：λ是照明束波长；α是透镜孔径半角； n是物方介 质折射率；n·sinα或N·A称为数值孔径。 在物方介质为空气的情况下，N·A值小于1。即使采用油浸透镜(n=1.5；α一般为70°～75°)， N·A值也不会超过1.35。所以 d0≈1/2λ。因此，要显著地提高显微镜的分辨本领，必须使用波长比可见光短得多的 照明源。
第一章油藏数值模拟方法分析 令狐采学 1.1油藏数值模拟 1.1.1油藏数值模拟简述 油藏数值模拟是根据油气藏地质及开发实际情况，通过建立描述油气藏中流体渗流规律的数学模型，并利用计算机求得数值解来研究其运动变化规律。其实质就是利用数学、地质、物理、计算机等理论方法技术对实际油藏的复制。其基础理论是基于达西渗流定律。 油藏数值模拟就是利用建立起的数学模型来展现真实油藏动态，同时采用流体力学来模拟实际的油田开采的一个过程。基本原理是把生产或注人动态作为确定值，通过调整模型的不确定因素使计算的确定值(生产动态)与实际吻合。其数学模型，是通过一组方程组，在一定假设条件下，描述油藏真实的物理过程。充分考虑了油藏构造形态、断层位置、油砂体分布、油藏孔隙度、渗透率、饱和度和流体PVT性质的变化等因素。这组流动方程组由运动方程、状态方程和连续方程所组成。油藏数值模拟是以应用数学模型为基础的用来再现油田实际生产动态的过程。具体是综合运用地震，地质、油藏工程、测井等方法，通过渗流力学，借助大型计算机为介质条件建立三维底层
模型参数场中，对数学方程求解重现油田生产历史，解决实际问题。 油藏数值模拟技术从50 年代的提出到90 年代间历经40 年的发展，日益成熟。现在进入另外一个发展周期。近十年油藏数值模拟为油田开发研究和解决实际决策问题提供强有力的支持。在油田开发好坏的衡量、投资预测及油田开发方案的优选、评价采收指标等应用非常广泛。 油藏数值模拟功能包括两大部分：①复杂渗流力学研究，②实际油气藏开发过程整体模拟研究，且可重复、周期短、费用低。 图1 油藏数值模拟流程图 1.1.2油藏数值模拟的类型 油藏数值模拟类型的划分方法有多种，划分时最常用的标准是油藏类型、需要模拟的油藏流体类型和目标油藏中发生的开采过程，也可以根据油气藏特性及开发时需要处理的各种各样的复杂问题而设定，油气藏特性和油气性质不同，选择的模型也不同，还可以根据油藏数值模拟模型所使用的坐标系、空间维数和相态数来划分。 以油藏和流体类型来划分，其模型有：气体模型、黑油模型和组分模型；以开采过程来划分，其模型包括：常规油藏、化学驱、热采和混合驱模型。 以油藏和流体描述为基础的油藏模型分为两类：黑油模型
PETR EL软件在油藏数值模拟研究中的应用Ξ 向传刚 (大庆油田有限责任公司第七采油厂,黑龙江大庆 163517) 摘 要:在油藏数值模拟研究中,油藏数据流处理和生产历史拟合花费了数值模拟人员大量的时间。考虑到Petrel软件在人机交互计算及三维可视化方面的技术优势,以大庆PN油田七断块油藏为例,介绍了其优势功能在油藏数值模拟研究中的充分应用,实现了地质建模与数值模拟的软件一体化,方便了数据流处理,提高了历史拟合效率和精度,为该类断块油藏剩余油挖潜提供了更加直观、准确的依据和目标。 关键词:PETR EL;数值模拟;人机交互;三维可视化 目前,Petrel软件已经成为我国各大油田最常用的建模软件,其在相控建模算法、人机交互、函数计算和三维可视化方面具有其他建模软件不可比拟的优势〔1〕。然而其诸多优势功能的充分应用还没有得到足够的重视,尤其是在油藏数值模拟研究中,更有待加强应用,这对提高油藏数值模拟数据处理的效率及数模人员的多学科协同工作水平具有一定的现实意义。考虑到Petrel软件与ECL IPSE等主流数值模拟软件的兼容性,将Petrel软件的技术优势充分体现在油藏数值模拟研究中,可实现油藏地质建模与数值模拟真正意义上的一体化。论文拟以大庆PN油田七断块油藏为例,充分应用Petrel建模软件的人机交互计算及三维可视化功能,提高油藏区块数值模拟效率和精度,并最终实现剩余油定量三维可视化描述,对油藏的综合调整及措施决策具有指 导意义。 1 PETR EL在数值模拟研究中的可应用功能介绍众所周知,采用目前较为先进的Petrel软件,可以建立接近油藏实际地质特征的全三维精细地质模型〔2～3〕。当考虑到计算工作量,地质模型需经过一些“粗化”转化为油藏数值模拟所需的初始油藏模型,即用一系列等效粗网格去“替代”原地质模型的细网格,并使其能反映原模型的主要地质特征和流动响应特征。Petrel软件的网格粗化功能直接实现了三维精细地质模型向粗化模型的转化。 事实上,Petrel软件是一个真正意义上为油藏数值模拟服务的软件,如图1所示,将Petrel充分应用于油藏数值模拟研究中,除了能建立精细地质模型并提供粗化模型外,其可应用技术功能还包括:模型分区处理、三维可视化显示、人机交互参数调整、 用的经验,进行必要的理论研究。从作用原理上探讨品种的开发以及创造新的防缩孔流平剂提供理论上的依据,指导其发展,进入分子结构与功能效应的设计阶段。 [参考文献] [1] 涂料流平剂的应用研究进展.D evelop ing of study on pain t R heo logical A gen t. [2] 黄玮,黄琪.涂料技术与文摘Coatings T echno logy and A b stracts. [3] 杜威华,尹国强,康正.粉末涂料流平剂的合成 Syn thesis of leveling A gen t fo r Pow der Coatings. The Coa ti ng Progresses from the Fla tti ng Agen t Research CH EN G Chun-p ing D IN G Y ong-p ing (Inner M ongo lia U n iversity of Scien tific and T echno logy B ao tou T eacher’s co llege014030) Abstract:F low ed au tom atically the even p u lp is a k ind has the i m po rtan t fundam en tal research value and the b road app licati on p ro spect new functi on coating,the p resen t paper m ain ly in troduced the coating flatting agen t,like so lid state flatting agen t RB503,flatting agen t RB505,general flatting agen t T988 research su rvey. Key words:Coating;F latting agen t;T he Coating H elp s the M edicinal P reparati on Ξ收稿日期:2009-05-21 作者简介:向传刚(1982-),男,2007年7月毕业于成都理工大学,获油气田开发工程硕士学位,助理工程师,现在大庆油田有限责任公司第七采油厂地质大队攻关队工作,主要从事多学科油藏描述研究。
第一章 由于透镜的中心区域和边缘区域对光的折射能力不符合预定规律而造成的图像模糊现象称为（） 答案：球差 光学透镜的像差主要有（） 答案：像场弯曲#球差#色差 光学显微镜具有（）放大功能。 答案：二级 光学透镜要能区分开两个成像物点，则此两物点形成的埃利斑之间的最小距离应 答案：大于埃利斑半径 光学显微镜的极限分辨能力为（） 答案：200nm 光学透镜成像的基础是光可以（） 答案：折射 光学透镜的像差主要有（） 答案：像场弯曲#球差#色差 由于照明光源波长不统一形成的图像模糊称为（） 答案：色差 成像物体上能分辨出来的两物点间的最小距离称为（） 答案：分辨率 要提高显微镜的分辨率，关键是要（） 答案：减小光源波长
干镜的有效放大倍数一般为（）倍 答案：500~1000 为获得大景深，可以考虑（） 答案：减小数值孔径#降低放大倍数 金相砂纸后标号越大，说明砂纸上的磨削颗粒越（） 答案：小 抛光平面样品时，可以选择（） 答案：机械抛光#化学抛光#电解抛光#复合抛光 砂纸背面的防水标志是（） 答案：WATERPROOF 透镜的像差是由于本身几何光学条件的限制造成的，和光源波长无关（）答案：错 逆光拍照时，明暗对比强烈的地方出现的彩色边缘就是色差（） 答案：对 最小散焦斑是点光源成像质量最好的情况（） 答案：对 衬度是指图像上相邻部分间的黑白对比度或颜色差（） 答案：对 油镜的最大数值孔径小于干镜的最大数值孔径（） 答案：错 明场照明时光线损失很少（） 答案：错
只要聚焦准确，点光源的像可以是一个清晰的亮点（） 答案：错 从衍射效应来看，透镜分辨的最小距离和数值孔径成反比（）答案：对 有效放大倍数和人眼的分辨能力无关（） 答案：错 只要是导电材料，都可以用电火花线切割切取样品（） 答案：错 第二章 发现X射线的是 答案：伦琴 进行第一次晶体衍射实验的是 答案：劳厄 X射线衍射时，首先出现的衍射峰必定是（）的晶面。 答案：低指数 对衍射强度影响最大的是 答案：结构因数 能影响短波限位置的因素是 答案：管电压 X射线是物理学家伦琴发现的（） 答案：对 X射线管的效率极低，一般仅有百分之几（） 答案：对
2009 1.在晶体光学鉴定中，哪些晶系的晶体表现为光性非均质体？它们又分属于哪类型的光率体？请阐述光在这些光率体中的传播特点。 2.简述特征X射线的产生及其应用；简述X射线衍射产生的充要条件，写出布拉格方程通用式，并说明公式中各符号的物理意义。 3.简述粉末衍射物相定性分析过程，写出3种以上X射线粉末衍射方法的实际应用，并给出影响表征结果的主要因素。 4.简述如何利用X射线衍射方法来区分金属材料脱溶分解和Spinodal分解的不同？ 5.简述高能电子书与物质作用后所产生的主要信号（至少列出4中信号）及其应用；写出SEM的成像基本原理，分辨率以及影响分辨率的主要因素。 6.请分析SEM中二次电子像，背散射电子像，X射线面扫面像的差异，并叙述这三种方法在无机材料中的应用。 7.简述TEM在金属材料研究方面的应用。 8.请阐述差热分析中影响差热曲线的式样方面的因素，为何在差热分析中采用外延起始温度（外延始点）作为吸、放热反应的起始温度？ 9.在功率补偿型DSC量热法中，是如何实现式样吸、放热定量分析的？请举例说明DSC在材料物性分析中的应用。 10.如何利用DTA、TG与热膨胀分析技术区分材料热分解、玻璃化转变、氧化（老化）玻璃析晶、陶瓷烧结等过程？举例说明热分析技术在材料研究领域的应用。 11.试写出有机化合物ETIR谱图的主要基团特征频率，并说出FTIR在材料分析中有哪些应用。 12.试写出胡克定律的数学表达式，并根据该表达式举例解释IR集团频率的变化规律。 13.请画出一张乙醇的质子NMR示意谱图，并说明该谱图主要给出哪些信息；再请阐述核磁共振分析中影响化学位移的主要因素。 14.简述核磁共振试验中弛豫过程的类型，并解释通常进行的核磁共振实验分析中为何应先将固体式样配成溶液，然后再测式样溶液样品的核磁共振。 15.请利用所学到得或掌握的微观分析和测试方法及手段，结合你的专业，选择某种材料进行微观结构的表征。请你简要写出微观结构表征的过程。（所用表征方法不得少于2种）。 2010 一、简答题(必答题，每题15分) 1 光在高级晶族、中级晶族、低级晶族中的传播特点，如何用光学显微分析方法区分晶体和非光晶体。 2 特征X射线的产生、性质和应用。 3 高能电子与固体物质碰撞产生哪些物理信号？说明他们在形貌表征中的应用。（至少三种） 4 试推导布拉格方程，说明各参数的物理意义，限定范围。 5 电子显微分析方法有哪些？SEM和TEM的衬度原理，并说明他们在材料中的应用。 二、叙述题（选做题，任选5道，每题15分） 1 XRD在多晶粉末试样物性分析中的应用，影响表征结果的因素。 2 二次电子、背散射电子、特征X射线表征形貌时的不同，说明他们在材料分析中的应用。 3 影响红外吸收的因素，为什么说红外光谱和拉曼光谱互补，拉曼光谱和红外光谱相比有什么特点。 4 试画出一种典型的热分析曲线，并解释各个吸收峰和转变处的意义。 5 叙述透射电镜的制样方法，并分析其特点。 6 如何用差热分析、热重分析、热膨胀分析区别碳酸盐分解、金属氧化、玻璃析晶、晶型
前言： 油藏数值模拟是随着计算机的发展，而在石油行业中逐步成为一门成熟的技术。追溯油藏数值模拟的发展史，从30年代开始研究渗流力学到50年代在石油工业方面得以应用，到70年代进入商品化阶段，而80年代油藏数值模拟又向完善、配套、大型多功能一体化综合性软件飞跃发展。近十年油藏数值模拟已成为油田开发研究，解决油田开发决策问题的有力工具。在衡量油田开发好坏、预测投资、对比油田开发方案、评价提高采收率方法等方面应用都极为广泛。 油藏数值模拟就是应用数学模型再现实际油田生产动态。具体通过渗流力学方程借用大型计算机，结合地震、地质、测井、油藏工程学等方法在建立的三维地层属性参数场中，对数学方程进行求解，实现再现油田生产历史，解决油田实际问题。 油藏数值模拟是一门综合性很强的科学技术，涉及油田地质、油层物理、油藏工程、采油工程、测井、数学、计算机及系统等学科。而油藏数值模拟工作又以其繁重的前期准备和上机历史拟合运算工作让人望而生畏。 那么如何做好前期资料准备工作和尽快掌握模拟技巧？使得今后的油藏数值模拟工作在作业区顺利开展，便是出此书的目的所在。 本书结合以往工作中的实际经验教训，成功与失败，参考诸多资料从前期数据准备工作开始到模拟技巧做了较为的详细介绍，以舐读者。有不妥之处，请予指证。同时，今后不定期的将更新的模拟技术及方法推荐给大家。 目录 一、数值模拟发展概况 二、数值模拟的基本原理 二、选择适当的数值模型及相类 三、数据录取准备工作 （一）建立油藏地质模型 （二）网格选择 （三）数据录入准备 四、历史拟合方法及技巧 （一）确定模型参数的可调范围 （二）对模型参数全面检查 （四）历史拟合 附件1：关于实测压力的皮斯曼校正 附件2：关于烃类有效孔隙体积的计算 一、数值模拟发展概况 30年代人们开始研究地下流体渗流规律并将理论用于石油开发； 50年代在模似计算的方法方面，取得较大进展； 60年代起步，人们开始用计算机解决油田开发上的一些较为简单间题，由于当时计算机的速度只有每秒几万到几十万次，实际上只能做些简单的科学运算； 70 年后主要体现于计算机的快速升级带动了油藏数模的迅猛发展，大型标量机计算速度达到100--500万次，内存也高增主约16兆字节。在理论上黑油模型计算方法更趋成熟，D. W.
裂缝性油藏数值模拟方法 摘要：目前对天然裂缝性油藏的数值模拟可以大致分为连续性模型和离散性模型两大类；连续性模型又可以分为双重介质模型和单介质模型，双重介质模型主要是以Barrenblatt和Warren-Root在20世纪60年代提出的双重孔隙/双重渗透模型为基础，在这类模型中认为油藏中每一点都存在有基岩和裂缝两种介质，基岩被相互平行排列的裂缝分割称为单个的岩块，每种介质存在独立的水动力场，通过两种介质间的窜流的将其联系起来；而对于单介质模型，则是通过一定的方法将裂缝的渗透率和基岩的渗透率进行综合的考虑，得出整个油田的有效渗透率，该有效渗透率考虑了裂缝的密度、方位等的影响，然后将该有效渗透率输入到普通的单一介质模拟器中来对裂缝性油藏进行模拟； 由于双重介质模型不能够对不连续且控制着流体流动的大裂缝进行准确的模拟等原因，离散性模型在近段时间逐渐发展起来，而其又可以分为离散裂缝网络模型和离散管网模型；在离散裂缝网络模型中，对地质上描述出来的每个裂缝都进行了离散的显式的表示，同时根据局部裂缝的形状决定基岩的几何形状，由于地质上描述的裂缝数目一般较多，相应的在数值模拟中需要的离散点数目也就十分巨大，对模拟造成了一定的困难，所以目前很多的专家和学者又对该方法进行了进一步的改进，有许多简化的方法存在；离散管网模型则是先对所要模拟的区域进行了网格的划分，进而采用管子连接两个网格块，相应的两个网格块之间的传导率也采用管子的传导率来代替，这种方法的特点是数学上比较简单，灵活性较强，同时由于管子只对其连接的两个网格有影响，所以改变管子的传导率只会影响一个方向的传导性，而不会像常规的模拟器那样要同时影响两边的传导性，但是该方法目前研究较少。 0 前言 随着世界碳酸盐岩油气田的大规模开发，系统深入研究这类油气田的渗流模式及其在开发中的应用已成为重要课题。地质学家通过岩芯分析，确认碳酸盐岩(灰岩、白云岩)具有明显可见的裂缝、孔洞，含有密集的树枝状构造的粗裂缝以及连接的孔洞和孔隙。这类特殊的储集层结构不仅造成了井的高产、不稳定、跃变等开采特征，而且也造成各异的油气井压力降或压力恢复曲线特征。 碳酸盐岩油藏在孔隙结构和渗流机理上同砂岩油藏相比都存在很大的差别，由于天然裂缝的发育十分的不规则，裂缝的密度、长度、方位等参数都会因沉积过程以及沉积后应力的变化而变得非均质性极强，裂缝的发育程度和连接性也因此而各异，同时由于基岩的存在并向裂缝和/或井筒供液，造成了相同位置基岩