[發(fā)明專利]基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510614337.6
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN105241911B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖立志;郭龍;廖廣志
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11205
• 代理人: 宋揚(yáng),黃健

1.一種基于LBM模擬低場核磁共振分析流體的方法，其特征在于，包括：

獲取樣品巖石的數(shù)字巖心；

依據(jù)所述數(shù)字巖心獲得所述樣品巖石中孔隙和巖石骨架對應(yīng)的三維數(shù)據(jù)體；

對所述三維數(shù)據(jù)體的X軸、Y軸和Z軸進(jìn)行離散劃分獲得多個晶格；

針對所述多個晶格中的任一晶格，將所述晶格內(nèi)的流體的組分劃分為第一類組分g和第二類組分f，所述第一類組分g為所述晶格內(nèi)在XY平面內(nèi)對應(yīng)有磁化矢量分量的流體分子，所述第二類組分f為所述晶格內(nèi)除所述第一類組分g之外的流體分子；

依據(jù)公式(1)和(2)分別獲得所述第一類組分g在平衡態(tài)的分布函數(shù)和所述第二類組分f在平衡態(tài)的分布函數(shù)f_i^eq：

$g_i^{eq}=w_i{\mathrm{\ρ}}_g\[1+\frac{e_i*u_g^{eq}}{c_s^2}+\frac{{(e_i*u_g^{eq})}^2}{2c_s^4}-\frac{u_g^{eq}*u_g^{eq}}{2c_s^2}\]---\left(1\right)$

$f_i^{eq}=w_i{\mathrm{\ρ}}_f\[1+\frac{e_i*u_f^{eq}}{c_s^2}+\frac{{\left(e_i*u_f^{eq}\right)}^2}{2c_s^4}-\frac{u_f^{eq}*u_f^{eq}}{2c_s^2}\]---\left(2\right)$

其中，i∈[1,2,....,N],N-1表示與所述晶格相鄰的所有晶格的數(shù)目，w_i表示權(quán)重系數(shù)，ρ_g表示所述第一類組分g的濃度，ρ_f表示所述第二類組分f的濃度，c_s表示晶格聲速，e_i表示離散速度單位矢量，表示所述第一類組分g在平衡態(tài)的宏觀速度，表示所述第二類組分f在平衡態(tài)的宏觀速度；

依據(jù)公式(3)和(4)分別獲得所述第一類組分g的宏觀速度u_g和所述第二類組分f的宏觀速度u_f：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{c}_i{g}_i\left(x,t\right)={\mathrm{\ρ}}_g{u}_g---\left(3\right)$

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{c}_i{f}_i(x,t)={\mathrm{\ρ}}_f{u}_f---\left(4\right)$

其中，c_i為常數(shù)，g_i(x,t)表示所述第一類組分g在位置x、時刻t的分布函數(shù)，f_i(x,t)表示所述第二類組分f在位置x、時刻t的分布函數(shù)；

依據(jù)公式(5)和(6)分別獲得所述第一類組分g在位置x、時刻t的平衡態(tài)的宏觀速度和所述第二類組分f在位置x、時刻t的平衡態(tài)的宏觀速度

$u_g^{eq}(x,t)=u_g(x,t)+{\mathrm{\τF}}_g(x,t)/{\mathrm{\ρ}}_g(x,t)---\left(5\right)$

$u_f^{eq}(x,t)=u_f(x,t)+{\mathrm{\τF}}_f(x,t)/{\mathrm{\ρ}}_f(x,t)---\left(6\right)$

其中，u_g(x,t)表示所述第一類組分g在位置x、時刻t的宏觀速度，ρ_g(x,t)表示所述第一類組分g在位置x、時刻t的濃度，F(xiàn)_g(x,t)＝-ψ_g(x)∑G[ψ_g(x+e_i)-ψ_f(x+e_i)]e_i，ψ_g(x)＝exp(-1/ρ_g(x,t))，ψ_g(x+e_i)＝exp(-1/ρ_g(x+e_i,t))，τ和G為常數(shù)，u_f(x,t)表示所述第二類組分f在位置x、時刻t的宏觀速度，ρ_f(x,t)表示所述第二類組分f在位置x、時刻t的濃度，F(xiàn)_f(x,t)＝-ψ_f(x)∑G[ψ_f(x+e_i)-ψ_g(x+e_i)]e_i，ψ_f(x)＝exp(-1/ρ_f(x,t))，ψ_f(x+e_i)＝exp(-1/ρ_f(x+e_i,t))；

依據(jù)公式(7)和(8)分別獲得所述第一類組分g在位置x、時刻t的平衡態(tài)的分布函數(shù)和所述第二類組分f在位置x、時刻t的平衡態(tài)的分布函數(shù)f_i^eq(x,t)：

$g_i^{eq}\left(x,t\right)=w_i{\mathrm{\ρ}}_g\left(x,t\right)\[1+\frac{e_i*u_g^{eq}\left(x,t\right)}{c_s^2}+\frac{{\left(e_i*u_g^{eq}\left(x,t\right)\right)}^2}{2c_s^4}-\frac{u_g^{eq}\left(x,t\right)*u_g^{eq}\left(x,t\right)}{2c_s^2}\]---\left(7\right)$

$f_i^{eq}(x,t)=w_i{\mathrm{\ρ}}_f(x,t)\[1+\frac{e_i*u_f^{eq}(x,t)}{c_s^2}+\frac{{(e_i*u_f^{eq}(x,t\left)\right)}^2}{2c_s^4}-\frac{u_f^{eq}(x,t)*u_f^{eq}(x,t)}{2c_s^2}\]---\left(8\right)$

依據(jù)公式(9)和(10)分別獲得所述第一類組分g在位置(x+c△t)、時刻(t+△t)的分布函數(shù)g_i(x+c△t,t+△t)和所述第二類組分f在位置(x+c△t)、時刻(t+△t)的分布函數(shù)f_i(x+c△t,t+△t)：

$g_i(x+c\mathrm{\Δ}t,t+\mathrm{\Δ}t)=-\frac{1}{\mathrm{\τ}}\[g_i^{eq}-g_i^{eq}(x,t)\]+g_i^{eq}---\left(9\right)$

$f_i(x+c\mathrm{\Δ}t,t+\mathrm{\Δ}t)=-\frac{1}{\mathrm{\τ}}\[f_i^{eq}-f_i^{eq}(x,t)\]+f_i^{eq}---\left(10\right)$

其中，

依據(jù)公式(11)和(12)分別獲得所述第一類組分g的濃度ρ_g和所述第二類組分f的濃度ρ_f：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{g}_i(x+c\mathrm{\Δ}t,t+\mathrm{\Δ}t)={\mathrm{\ρ}}_g---\left(11\right)$

$\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{f}_i(x+c\mathrm{\Δ}t,t+\mathrm{\Δ}t)={\mathrm{\ρ}}_f---\left(12\right)$

獲得所述磁化矢量的模值，所述磁化矢量的模值為所述第一類組分g的濃度ρ_g。