构造物理模拟实验以及实例分析
联合剖面法模型实验
实验三联合剖面法模型实验一、实验目的与内容1.掌握联合剖面测量的方法。
2.了解联合剖面曲线低阻正交点、高阻反交点特征。
二、实验仪器及材料准备WDDS-1数字电阻率仪一台（带8节2号电池），万用表一台，电池箱一个（带60节1 号电池），大头针若干，水槽跑极装置一套，低、高阻板状模型，低、高阻球状模型。
记录纸一张，单对数坐标纸一张，直尺一把，铅笔，橡皮。
三、实验步骤1.在水槽中放置低阻球体球体,顶面埋深1〜4cm测线通过球心在水面的投影。
联合剖面法极距按AO=8cm,MN=2cn 点距2cm设置。
无穷远极距离测线垂直距离5倍AO以上。
按（3-1）式计算装置系数。
(3-1)UMN(3-2)=K --------I2.按图3.1布设联合剖面法电极，准备好记连接仪器，在WDDS-1上设置极距参数等。
录纸和单对数坐标纸。
图3.1联合剖面法模型实验装置图3.逐点移动电极，测量（注意：测量完沈后要给B极供电, 记录u , I, d每个数据要至少测量两次，要求误差不超过阻率。
如图3.2把联剖曲线绘在单对数坐标纸上。
'餐和:都测完才跑极）。
5 %，按（3-2）式计算视电图中横坐标为测点位置， 采用算术坐标，单位cm;纵坐标为归一化视电阻率 匚：6，采用对数坐标， 匚为实测视电阻率，J 为远离低阻体的视电阻率，J 基本上等于水的 电阻率。
仪器操作步骤： (1) 开机，按“ 键，调节液晶屏对比度。
按“电池”键，检查仪器电池电压。
0.5秒，输入数值5后按“确认”键”选择3P-PRFL 联合剖面。
NO=01,按“确认”键；输入数据(单位为 m )：按“停止”键，屏幕显示 K 值。
(5)测量：测:将A 接线柱夹子与A 极电缆相连，按“测量”键测量。
在2号和4号排列下，版面显示“ A-极供电？”，按“确认”键为 A 极供电 并显示测量结果 ?SA (其他键表示B 极供电)；将测量参数记录到记录纸上。
按“确认”键存储数据测叮：将A 接线柱夹子与B 极电缆相连，按“测量”键，再按“确认”键，名义 上是对A 极供电，实际上是对B 极供电。
(1+++)油藏出砂对渗透率影响及出砂规律实验模拟
文章编号:100020747(2005)0620105204SZ 3621油藏出砂对渗透率影响及出砂规律实验模拟曾祥林1,2,何冠军3,孙福街1,王平双1(1.中国海洋石油研究中心;2.北京大学;3.西南石油学院)基金项目:“十五”国家项目“渤海稠油油田少井高产开发可行性研究”部分内容(海总科[2001]194号)摘要:油井出砂给油田生产带来消极影响,也在一定程度上提高油层渗透率,从而提高油井产能。
为深入认识适度出砂提高油井产能机理并为现场实施提供理论依据,通过物理模拟实验研究出砂对储集层渗透率的影响和出砂规律。
以渤海SZ3621油藏砂样为研究对象,进行砾石充填和金属筛网防砂实验,分析不同完井方式下压差、出砂与产能之间的关系以及蚯蚓洞及其网络形成情况。
实验结论是:适度出砂开采时宜采用筛管或割缝管完井方式;出砂提高了地层渗透率并形成蚯蚓洞网络,能提高油井产能;压力扰动对出砂有显著影响,出砂量与产油量相互依存,随着砂粒不断采出,原油产量不断增加。
图5参8关键词:疏松砂岩;出砂;渗透率;模拟实验中图分类号:TE345 文献标识码:A SZ3621油田位于渤海辽东湾的辽西低凸起,皇岛市102km 。
该油田储集层为东营组下段,主体部位厚达200m 以上,层数多,岩石结构疏松,油黏度大,地层微粒运移和油井出砂是该油田开采过程中的主要矛盾。
为深入认识适度出砂提高油井产能机理,本文通过物理模拟实验,研究出砂对储集层渗透率的影响和出砂规律。
实验内容包括:人造岩样制作,砾石充填防砂效果评价实验以及简易防砂条件下岩样出砂规律实验。
1实验设计在研究国内外出砂模拟实验的基础上,研制了岩样出砂模拟实验装置,该仪器主要由长岩心多点夹持器系统、流动及回压系统、控制采集系统、操作面板集成等,实验装置见图1。
设计的出砂模拟管长2.3m ,岩心最长可达2m ,上有多个测压管,可在实验模拟井底地应力下的出砂情况过程中实时监测压力分布情况,研究出砂造成的距井眼不同位置的储集层渗透率变化,模拟多种防砂方式下出砂对渗透率的影响。
差异升降运动的物理模拟及其对黄珏南地区构造解释
不同湿度 的沙 、 黏土 、 沙泥混合物 中优选 出干黏土作 为实验材 料， 详细记 录 了实验过程 ， 并做 出相应 的地质解释 。实
验 结果表 明： 黄珏南地 区阜 宁早期在拉 张力 的作 用下形成 了东 西 向的断层 ， 构成 了断阶带的基本构造格架 ， 宁晚 阜
期在拉 张力和 差异升降运 动的共 同作用 下发 育 了近 南北 向的次级断层 。另外， 还讨论 了实验模 型的设计方 法对 实验
（ ） 南北 向断 层规 模 小 ， 伸短 ， ３近 延 限制 中止在 东西 向断层之 间 ， 且东北部 发育较为 密集 。 本 次 物理 模 拟 的对 象 处 于阜 宁期 ， 时整个 苏 此 北 盆地 正 处 于伸 展 断 陷期 间 ， 一级 大 断层 真① 断 且
层在 该 地 区 的走 向为东 西 向 ， 区域 应 力 场 的方 向应
由于上 述 模 型存 在诸 多 问题 ， 以需 要通 过 分 所 析原 因并加 以改进 。差异 升降 运动 的关 键 问题在 于 地层 沉积 过程 中在不 同地 区所 体现 出的垂 向上 的相 对运 动 方 向有 所 差异 ， 而 可 以考 虑 利用 上拱 力 施 故
在实 验室 中按地 质历 史 时期再 现地 质运 动与 构
研 究表 明边 界几 何条件 和 裂陷伸 展方 向是控 制
裂 陷盆地 伸展 构造形成 特征 的关键 因素 ， ， 它不仅 决 定 了构造 的剖 面样 式 ， 且控 制 构 造 的平 面展 布 而
地 质 调 查 与 研 究
第 ３ 卷 ４
过对泥、 沙 、 湿 沙泥混 合介 质 、 干沙 、 干黏 土 的多次实
３２上拱 作 用叠加 伸展 模型 ． ３ ２ １ 验模 型 的设计 ．． 实
大学物理实验实验操作,实验原理等
当然，这种理想的单摆实际上是不存在的，因为悬线是有质量的，实验中采用了半径为r的金属小球来代替质点。所以，只有当小球质量远大于悬线的质量，而它的半径双远小于悬线长度时才能将小球作为质点来处理，并可由（1）式进行计算。但此时必须将悬挂点与球心之间的距离作为摆长。如固定摆长
L，测出相应的振动周期T，即可由（1）式求g。也可以逐次改变摆长L，测量各相应的周期T，再求出 ，最后在坐标纸上作出 图。如图是一条直线，说明 与L成正比关系。在直线上选到两点P1(L1,T12)和P2(L2,T22)，由两点式求得斜率 ；再从 求得重力加速度，即： （2）
用量杯直接称衡体积其测量的准确度低，利用阿基米德原理测量的准确度可以大大提高。阿基米德原理指出，物体在液体中减少的重量等于它所排开同体积液体的重量。为此，用物理天平测得物体在空气中的质量 （不考虑空气的浮力）和浸在水中（全部浸没）的质量 ，则 就等于物体同体积的水的质量，若实验时，温度为 ℃，该时水的密度为 ，则物体的体积为 。
即测定植=读数-修Βιβλιοθήκη [ ]（3）固体密度的测定
直接称衡法
对于形状规则的物体，用游标卡尺或千分尺测量其线度，然后根据其体积公式计算它的体积；对于形状不规则、密度分布均匀的物体用量杯测它的体积，量杯读数时，应注意以液体中心面为读数基准，不能以液体与量杯接触交线为基准，同时眼睛位置应与液面相平。
液体静力称衡法
构造：由精密的微动螺旋杆和一螺旋套组成。
准确度：
螺旋杆可以在螺旋套内旋转，其螺距为 ，螺旋杆是和螺旋柄相连的，在柄上附有沿圆周的刻度，共有 个分格，当螺旋杆沿轴线方向前进 ，螺旋杆圆周刻度转过 个分格，即螺旋测微器的准确度 为
读数：
测量之前，应先把卡口闭合，检查是否有修正。若不需，就可以开始测量了。测量时，将物体放在卡口之间。当螺旋杆离待测物理较远时可用微分筒；当螺旋杆快接近待测物体时，要用后面的小棘轮，直到听到“咔、咔”的声音。然后观察微分筒边缘在固定标尺上的位置， 整数部分由固定标尺上的刻度直接读出，小于 的部分，则由固定标尺横线在微分筒上所在的位置上读出。则待测物体的长度：
爆炸冲击波的实验研究及其模拟仿真技术
爆炸冲击波的实验研究及其模拟仿真技术爆炸冲击波是指在爆炸物体内部爆炸释放巨大能量时，产生的高速冲击波。
这种冲击波对于建筑物、船只等工业用途上的构造物，以及人类身体也有着极大的危害。
因此，研究爆炸冲击波在空间中的传播规律和对物体的影响是非常重要的。
对于爆炸冲击波的实验研究，一般需要使用爆炸实验和高速摄像技术。
爆炸实验是将爆炸物体放置在一个特定的实验场地内，通过引爆并记录其爆炸过程和释放的能量等信息来研究爆炸冲击波的规律。
而高速摄像技术则是通过使用高速相机记录冲击波的传播过程和对物体的作用，来了解其对不同物体的破坏规律。
另外，还有一种重要的研究方法就是模拟仿真技术。
利用计算机模拟仿真技术，可以更精细的模拟爆炸冲击波在空间中的传播过程和对不同物体的作用。
这种技术的优点是可以有效地减少人工实验的成本和安全风险，同时也可以控制仿真环境和数据记录方式。
在进行爆炸冲击波模拟时，需要建立一种精确的数学模型来表示其传播特性。
这个数学模型通常会基于爆炸物体的物理参数，如能量输入、爆炸物体材料的性质、空气密度和空气流动方向等。
利用这些参数，可以构建一种基于数理方程的物理模型，来模拟爆炸冲击波的传播规律和对不同物体的影响。
目前，常用的爆炸冲击波模拟软件有ANSYS、ABAQUS、FLUENT等。
这些软件在模拟过程中，通常需要输入爆炸物体的物理参数，然后构建中空球模型、立体模型等，来模拟爆炸冲击波在空间中的传播过程。
同时，还需要对仿真结果进行数据分析和对比，以增加仿真的可信度和精度。
除了模拟仿真技术，近年来，还出现了一种新的研究方法——无人机研究。
借助先进的无人机技术，研究人员可以在安全的距离内，实时记录爆炸冲击波在不同高度的传播规律。
这种方法可以保证研究人员的安全，并且获得的数据也更具有实际意义。
总之，爆炸冲击波是一个非常复杂和危险的自然现象，它对于人类社会的建筑、交通和人身安全都会产生巨大的影响。
因此，掌握研究爆炸冲击波的实验方法和模拟仿真技术，以及借助先进的科技手段进行研究，才能更好地了解这个自然现象的规律和应对方法。
井筒物理模型-概述说明以及解释
井筒物理模型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述井筒物理模型是指将井筒的结构、材料以及周围环境抽象成为数学和物理模型的过程。
通过建立井筒物理模型，我们能够更好地理解和描述井筒的各种特性和行为。
这种模型将井筒的物理现象和过程转化为数学方程和物理规律，能够帮助我们预测井筒在不同条件下的表现和响应。
井筒作为石油工业中极其重要的设施，其结构和性能对于油气的开采具有重要影响。
而井筒物理模型则能够提供一种全面、系统的方式来理解和研究井筒的特性。
它可以帮助工程师和研究人员更好地设计和优化井筒的结构，提高油气开采的效率和可持续性。
通过建立井筒物理模型，我们可以研究井筒在不同地质条件下的动力响应，包括地震波传播、地层变形和应力分布等。
这些研究为我们提供了在实际工程中更准确地评估井筒的稳定性和安全性的手段。
此外，井筒物理模型还可以用于研究井筒的流体力学行为，如油气流动和压力分布等，以便更好地理解和优化井筒的开采效果。
总而言之，井筒物理模型是建立在数学和物理基础上的一种工具，用于研究和描述井筒的特性、行为和响应。
它对于优化井筒设计、提高油气开采效率以及确保井筒的稳定性和安全性具有重要意义。
通过持续的研究和创新，井筒物理模型将在未来发挥更大的作用，并为石油工业的可持续发展做出贡献。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分，具体结构安排如下：1. 引言部分引言部分主要对井筒物理模型进行概述，介绍其定义和背景。
首先简单描述井筒物理模型的概念，即对地下井筒系统进行建模，并通过物理实验或数值模拟等手段来研究其性质和行为。
接着介绍文章的结构，即各个章节的主要内容和目的。
最后明确本文的目的，即探讨井筒物理模型在实际应用中的作用和意义。
2. 正文部分正文部分涵盖了井筒物理模型的定义和背景以及其在不同应用领域中的具体应用。
首先详细介绍井筒物理模型的定义，包括其所涉及的物理变量、参数和方程等，以及建模的基本原理和方法。
水工结构模型试验
特点：地质力学模型的应用扩大了结构模型试验领域；（可研究坝体与坝基的联合作用、 重力坝的坝基抗滑稳定、拱坝的坝肩稳定、地下洞室围岩稳定等问题）
计算力学的发展又使得大多工程结构应力分析可在计算机上进行；
结构模型试验转向解决一些重大和复杂的问题。
对象：坝、坝与基础、地下洞室等，
二、我国水工结构模型试验的发展概况
几何相似：结构形状和尺寸相似。
模型试验必须遵守的相似条件:
进行试验的模型，不仅要几何形状相似，而且在模型试验过程中所包括的各项物理量或 主要的物理量应与原型相似。
在实际工作中，同时都能满足所有参数的相似要求是不可能的。通常的做法是保证满足 主要参数的相似要求，放宽或近似满足次要参数的相似要求。
用这类材料作模型工作量较23模拟地质构造带的模型材料大宽度模型材料对于像断层或破碎带等宽度较大的构造目前采用的模型材料有橡皮板硅胶乳胶水泥石膏等其变形模量有的可低达几十mpa二小宽度模型材料对于像节理裂隙或某些小断层等宽度很小的构造由于几何比尺关系往往只按接触性质模拟采用只模拟摩擦力或同时模拟摩擦力与凝聚力的材料
二、相似判据 对于承受静力荷载作用的线弹性体,可从弹性力学的基本方程求出相似判据。由弹性力
水工结构模型实验指导书
水工结构模型实验指导书水工结构静力模型实验指导书２００５年６月２０日水工结构静力模型实验指导书一、课程性质和目的：（1）水工结构模型试验所谓水工结构模型试验就是将原型以某一比例关系缩小成模型，然后向该模型施加与原型相关的荷载，根据从模型上获得的信息如应变位移等，通过一定的相似关系推出原型建筑物在应力、变形强度等成果。
（2）进行水工结构模型试验的目的和意义水工建筑物因其受力特征、几何形状、边界条件等均较复杂，特别是修建在复杂地基上建筑物更为如此，尽管计算机技术和空间有限元等正迅速发展，但目前还不能用理论分析方法完美地解决建筑物的稳定和应力问题，因此模型试验作为一种研究手段更具有重要的意义，可归纳成如几个方面：1．通过对水工建筑物的模型试验研究可以验证理论设计，国内外大型和重要的水工建筑物的设计，都同时要求进行计算分析和试验分析，以期达到互相验证的目的。
2．通过对原型结构的模拟试验，预测水工建筑物完建后的运行情况以及抵御事故的能力。
3．由于物理模型是对实际结构性态的模拟，在模型上还有可能出现原先未知而又实际存在的某些现象，因此模型试验研究不仅仅是对数理分析方法的验证，而且是获得更丰富切合实际的资料的积极探索，所以进行水工结构模型试验目的也是更好地探索新理论、新材料、新技术、新工艺的一种手段。
（3）结构模型试验研究的主要内容：a. 大型水工建筑物的整体应力及变形问题。
b. 结构物之间的联合作用问题。
c. 地下结构的应力与稳定问题。
d. 大坝安全度及破坏机理问题。
e. 水工结构的动力特性问题。
f. 验证新理论、新方法、新材料、新工艺等。
（4）模型试验的分类方法①按建筑物的模拟范围和受力状态分类a. 整体结构模型试验：研究整体建筑物在空间力系作用下的强度或稳定问题。
b. 平面结构模型试验：研究结构单位长度断面在平面力系作用下的强度和稳定问题，如重力坝坝段平面结构模型试验就是研究重力坝在水荷载作用下的应力和变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1．相似原则； 2．选择原则； 3．分解原则 4．逐步近似原则； 5．统计的原则
通常模拟实验的一分钟相当于自然界中10-100Ma，
构造物理模拟实验
• 作用：
– 1） 综合变形几何学和动力学的特点，构造变 形物理模拟可以重现构造变形演化史，从而可 清楚解释其形成机制和形成过程，对于理论研 究和指导生产都有很大的帮助和启发。
似材料。 – ⑸ 根据地质和地球物理资料分析所推断的原型受力方式与约
束条件，确定模型的加载方式与边界几何条件。 – ⑹ 记录模拟实验过程，及时分析实验结果。 – ⑺ 分析实验结果与天然实体的相似程度。若达不到要求，可
重复第⑵、⑷、⑸、⑹、⑺步，甚至对第⑴步作进一步的工 作。 – ⑻ 合理地将实验结果用于解释实际问题。 – 以上8个步骤构成了“从实际中来到实际中去”的循环。
根据各级盆地的系列砂箱实验结果，了解几何条件对 构造形成特征的一般控制规律，探讨构造的形成规律
通过实验结果和地质实际对照，选择最佳相似方案，进一步改进 实验设计并证伪相反的变形方式，提出构造演化机制、运动学解释
一、构造物理模拟实验简介 二、车古201潜山的构造物理实验模拟 三、辽河盆地西部凹陷北带正反转构造
它始于19世纪初，是帮助地质学家认识构造 变形过程、研究构造形成机制的重要方法。它能 够再现人们在自然界中已无法观察到的构造变形 过程。
现在从模型设计到材料的运用均已经趋于成 熟。在含油气盆地构造研究中也取得较好成效。
构造物理模拟实验
基本原理：
一、构造变形过程（除地震）的特点是时间长，变形量 大。大量研究结果表明其主要受几何因数的控制(模型 边界条件、应变方式和应变量)，因此实验中基本上不 考虑模型的应力大小(Braun,1994;Mc Clay,1995)
• 要准确再现盆地的古构造面貌，平衡地质剖面法则非常有效。利 用现今的剖面构造反演恢复剖面上的古地质构造，进而勾绘古地 质构造平面图，对于寻找油气藏具有重要的意义
• 遵循三原则：a体积不变；b岩层厚度不变；c各标志层长度一致
剖
面
选 取 剖 面
地时 震深 解转 释换
选
取 钉 线
上
选去 择压 标实 志校 层正
– 2）在油区构造解析中可重现含油气盆地构造 变形过程，了解其形成和演化的运动学和动力 学机理，为地质、地球物理资料的综合解释提 供地质构造模型。
• ⑴ 相似原则：即实验模型与研究对象必须符合相似原理，只有 符合这一原则，实验结果才能对研究对象作出正确的解释。
• ⑵ 选择原则：影响构造变形的可能因素很多，往往无法同时满 足相似原则，因此只能选择考虑其中主要因素的相似原则。
• ⑶ 分解(分离)原则：如果同时考虑所有的因素，模型的设计就 会变得十分复杂，需要采取分解的原则，即设计多组实验，每一 组实验只考虑一个因素而固定其它因素，在分解研究各个因素的 基础上进行综合分析，以达到简化模型设计的目的。
• ⑷ 逐步近似(逼近)原则：自然界的条件很复杂，实验室条件有 时只能做到大致相似，并随着认识的发展和实验条件的改善逐步 逼近相似。
剖面特征
潜 山 的 古 生 界 平 面 特 征
存在构造问题
1、断阶带潜山的形成机制 a、主断层产状对潜山的影响 b、断块如何残留
2、断陷中逆断层的形成机制 c、逆断层是在伸展中形成？ d、存在一个挤压期？
实验资料分析
• 车古201潜山位于主控断层的断阶带上，本区缺少基底隆起 的证据，所以排除了断层下盘隆起形成潜山的可能。
按模拟实验的功能和驱动方式分为两类：
一、平台式变形装置：可以进行包括挤压、伸展、 剪切和拱升等多种形式构造变形的模拟，既可以采用 软材料（如粘土、硅泥等）进行实验，也可以进行松 散材料的实验。特点是实验过程中模型所处的重力加 速度为1g。
二、离心机模拟实验装置：其特点是能对模型施 加大于1g以上的重力加速度（最高可达2000g），这 类装置对于模拟底辟构造尤其有用，但这类装置制造 成本偏高。
构造物理模拟实验 石油大学构造变形物理模拟综合实验仪
构造物理模拟实验
组合及驱动方式
构造物理模拟实验
实验参数
• 实验材料：粒径0.2-0.3mm的松散石英砂，其 抗张强度接近于零，变形特性符合 库仑准则，与地壳浅层次岩石的变 形特性相似
• 边 界：刚性边界－聚苯模块 自由边界－无
• 基 底：刚性基底—玻璃、薄板、聚苯板 塑性基底—橡皮(可伸展、收缩)
构造物理模拟实验的步骤
根据含油气区地震勘探所获的构造资料分析盆地 （包括全盆地的主边界条件和次级盆地的边界几何条件）
根据各级盆地边界几何条件设计系列砂箱实验模型，研究在不同边界性质（如自 由边界与刚性边界）、不同运动方向及运动方式（包括均匀与非均匀运动、单侧
与双侧运动等）条件下形成的剖面构造样式和平面展布特征及三维变化规律
断
块 内
的 平 衡
恢
整
条 剖 面 的 恢
平 衡是Βιβλιοθήκη 平 衡判恢断
复
复
最
终 恢 复 剖 面
复
否
构造物理模拟实验 及实例分析
一、构造物理模拟实验简介 二、车古201潜山的构造物理实验模拟 三、辽河盆地西部凹陷北带正反转构造
的物理模拟
构造物理模拟实验
• 定义：构造物理模拟是在研究构造变形力 学机理的基础上发展起来的，用实验模型 来再现构造变形过程的一种研究方法。
的物理模拟
车古201潜山的构造物理实验模拟 构造特征 存在问题 实验设计及结果 讨论及结论
霸县-束鹿邯郸断裂带
黄骅—东 明断裂带
沈阳--维 坊断裂带
车古201潜山位置
地质概况： • 位于车镇凹陷
北部的陡坡带 车西洼陷与大 王北洼陷的交 界处
• 处于车3鼻状 构造(NNW-SSE 走向)的主体 部位，以它为 主构成了富台 油田。
• ⑸ 统计的原则：模型实验所获得的结论是纯经验的，特别是每 个实验不可能保证条件精确相同，因此需要从统计的角度来评价 它的可信度与准确度。
• 构造物理模拟实验一般采取以下八个步骤
– ⑴ 地质分析，确定构造原型。 – ⑵ 分析控制构造原型的主要因素。 – ⑶ 根据原型几何尺寸及所采用的实验方法，确定模型比例尺。 – ⑷ 根据构造变形条件与原型的岩石力学性状，选择合适的相