申请/专利权人：华南理工大学

申请日：2022-03-08

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114692391B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/11;G01N33/24;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.07.19#实质审查的生效;2022.07.01#公开

摘要：本发明属于模拟岩溶地区地层技术领域，公开了一种用于模拟岩溶地区地层的相似试验装置及其制作的方法，所述用于模拟岩溶地区地层的相似试验装置包括：地层倾角检测模块、岩溶地层参数采集模块、参数导入模块、模型构建模块、相似实验模拟模块、塌陷评价模块。本发明通过地层倾角检测模块利用预设窗口长度的深度窗口来其他区相应的演变波形数据，这样相较于现有的地层倾角检测方法，能够明显减少同相轴稀疏性的影响，能够得到更为稳定、精度更高的倾角剖面；同时，通过塌陷评价模块对岩溶上覆砂层塌陷的严重性等级进行判定，在实际工程的施工有很强的指导作用，也为类似岩溶环境提供了计算参考。

主权项：1.一种用于模拟岩溶地区地层的相似试验装置，其特征在于，所述用于模拟岩溶地区地层的相似试验装置包括：地层倾角检测模块，与岩溶地层参数采集模块连接，用于检测岩溶地区地层倾角；岩溶地层参数采集模块，与地层倾角检测模块、参数导入模块连接，用于采集岩溶地区地层物理参数、力学参数；参数导入模块，与岩溶地层参数采集模块、模型构建模块连接，用于将采集的岩溶地层参数导入到模型构建模块；模型构建模块，与参数导入模块、相似实验模拟模块连接，用于通过模型构建程序根据导入的参数构建岩溶地层模型；塌陷评价模块，与相似实验模拟模块连接，用于通过评价程序对岩溶塌陷进行评价；相似实验模拟模块，与模型构建模块、塌陷评价模块连接，用于通过模拟程序对模拟岩溶地区地层的相似试验进行模拟；所述相似实验模拟模块实现以下功能：选择岩溶发育且演变资料上BSR特征明显的演变剖面；确定演变剖面上岩溶地区地层底部界面的双程走时Tsb、观测BSR的双程走时Tbsr和岩溶地区地层顶部边界的双程走时Tsalt；根据分析区天然气岩溶的气体组分信息，选择合适的岩溶相平衡曲线；纯岩溶的相平衡公式如下：InP＝a+bT+cT2+dT3+fT4+g`T5式中，P和T分别为岩溶的稳定强度条件和演变剖面上岩溶地区地层底部各点的裂变值，a、b、c、d、f、g`为经验常数，分别为a＝-1.94138504464560×105,b＝3.31018213397926×103,c＝-2.25540264493806×101,d＝7.67559117787059×10-2,f＝-1.30465829788791×10-4,g`＝8.8606531668757×10-8；演变剖面上BSR发育深度处的强度值为静水强度；BSR的深度值通过下面公式求得：Hbsr＝Vsw×Tbsr2式中，Vsw为海水速度，为1500ms；Tbsr为BSR位置的双程走时，单位是s，通过演变剖面读取；静水强度通过以下公式求取：Pbsr＝ρswgHbsr式中，ρsw为海水密度，为1028kgm3，g是重力加速度，为9.81ms2，Hbsr是BSR的深度值；确定演变剖面上岩溶地区地层底部各点的裂变值T；通过二维稳态热传导方程，计算演变剖面的裂变场分布： 式中，T为演变剖面上岩溶地区地层底部各点的裂变值，单位为℃，x为横向距离，单位为km，z为垂向距离，单位为km，kx为横向导热率，单位为Wm-1K-1，kz为垂向导热率，单位为Wm-1K-1；沉积物各向同性且均质性较强，因此kx＝kz，沉积物的热导率设置为2.5Wm-1K-1，盐的热导率设置为5.9Wm-1K-1；将岩溶稳定底界移向低的裂变条件；通过设置不同的裂变梯度，模拟对应的BSR深度，将模拟的BSR位置与演变剖面上的观测BSR进行对比；岩溶稳定底界移向低的裂变条件： 式中，m为裂变对岩溶稳定条件的影响参数，计算公式如下： 式中，Sw为裂变值；所述地层倾角检测模块的检测方法如下：1通过检测设备根据当前道分析点和各个预设扫描倾角，确定对应于所述各个预设扫描倾角的临近道分析点，根据所述当前道分析点和临近道分析点，分别获取当前道的演变波形数据和对应于所述各个预设扫描倾角的临近道的演变波形数据；2沿层位获得演变波形数据，并采用基于线性变换的SSDR算法为演变波形数据降维；利用演变波形数据中的标签数据训练一个距离衡量矩阵；采用半监督Kmeans分类算法对演变波形数据进行分类，生成演变相图；3根据所述当前道的演变波形数据、演变相图和对应于所述各个预设扫描倾角的临近道的演变波形数据，确定所述各个预设扫描倾角的相似能量谱；4从各个相似能量谱中提取最大相似能量谱，从各个相似能量谱中提取与所述最大相似能量谱临近的若干相似能量谱，根据所述最大相似能量谱和若干临近的能量谱确定地层倾角插值曲线，并根据所述地层倾角插值曲线确定地层倾角；其中，从各个相似能量谱中提取与所述最大相似能量谱相邻的两个相似能量谱；计算所述地层倾角插值曲线的一阶导数；将所述一阶导数等于零时所对应的倾角作为地层倾角；根据如下公式计算所述地层倾角： 其中，x`表示地层倾角，y1表示最大相似能量谱，x1表示最大相似能量谱对应的预设扫描倾角，y0和y2表示与所述最大相似能量谱相邻的两个相似能量谱；在当前道中，获取以所述当前道分析点为中心的预设深度窗口的演变波形数据，作为所述当前道的演变波形数据；在各个临近道中，获取以相应临近道分析点为中心的预设深度窗口的演变波形数据，作为所述临近道的演变波形数据；所述塌陷评价模块的评价方法包括：1通过探地雷达法、瞬变电磁法、跨孔高密度电法和地表高密度电法岩溶进行探测；获取岩溶基本数据以及岩溶换算数据；2建立沙漏型溶洞-地层三维数值模型，引入所获取的数据模拟计算岩溶上覆砂土漏失塌陷过程；步骤2后，还进行：提取岩溶塌陷后的底层沉降剖面图，根据熔岩塌陷对周围底层及建筑构筑物的影响确定岩溶沉降等级。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华南理工大学 用于模拟岩溶地区地层的相似试验装置及其使用方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD