流场压缩感知渗透率计算

郭 龙，姚树新，郑法威

(1.中海油信息科技有限公司，广东 深圳 518000；2.中国科学院 深圳先进技术研究院，广东 深圳 518000)

多孔材料(例如吸附剂、锂电池、岩石、建筑材料等)的评价检测过程中均需要对其进行计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)，从而得到三维多孔介质模型，然后对模型进行渗透率分析。这种模型渗透率分析需要计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)技术。流体模拟目前是计算机算法的一个重要研究分支[1]。基于工程物理中的流体力学模型，已有众多计算研究对CFD算法进行了优化。渗透率计算的准确程度通常与流体的细节相关，例如在地质学上要计算出更精确的数字岩心渗透率，即需要更多的网格采样点。网格点的增多使计算开销增大，导致模拟速度变慢，同时也引起了内存需求增加。

钻井时，通过岩屑迅速CT扫描工具，可获得数字岩心并求取在钻地层的渗透率。但钻井速度较快，要得到实时的渗透率信息，仍需要长时间的流体模拟与三维渲染，这使得数字岩心扫描方法的速度优势已不存在。因此众多研究者们致力于探寻各种方法，在加快流体模拟速度的同时保证模拟的细节。通过细节质量确保最终计算结果准确与实时的计算要求。

流体模拟的两大类基本方法为：欧拉网格法与拉格朗日粒子法。其中，欧拉网格法在空间中设置固定的网格采样点，通过求解流体方程得到短时间内网格上速度、压强、密度[2]。文献[3]用格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method，LBM)得到了Nnvier-Stokes(NS)方程的数值解，并用该方法进行三维多孔介质内渗透率的计算。……