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Reactive transport modeling of fluid-rock interactions associated with carbonate diagenesis and implications for reservoir quality prediction
Die Diageneseforschung ist die Grundlage fĂĽr die Charakterisierung und Exploration von
Kohlenwasserstofflagerstätten. Die reaktive Transportmodellierung (RTM) ist ein neuer
Ansatz für die Diageneseforschung mit der einzigartigen Fähigkeit zur Quantifizierung und
Vorwärtsmodellierung der gekoppelten thermo-hydrochemischen Prozesse der Diagenese.
Diese Arbeit untersucht die beiden wichtigsten Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen in
Karbonatgesteinen, d. h. Dolomitisierung und Verkarstung, basierend auf generischen
Modellanalysen und einer Fallstudie im Ordos-Becken, China.
Bei der Refluxdolomitisierung werden zunehmender Dolomit, abnehmender Kalzit und
dynamische Gipsausfällung/-auflösung beobachtet. Höherer Solesalzgehalt, Temperatur und
reaktive Oberfläche tragen zu einem höheren Dolomitisierungsgrad bei. Die Porosität-Permeabilität des Gesteins wird kollektiv durch die Porenzunahme durch Dolomitisierung und
die Porenfüllung durch Gipsausfällung gesteuert. Bei der eogenetischen Verkarstung gibt es
einen abnehmenden Trend bei der Karbonatauflösung und Gesteinsporosität. Die Dauer der
subaerialen Exposition und das Klima bestimmen maĂźgeblich die vom Karst beeinflusste
Tiefe und Porositätszunahme. Die atmosphärische pCO2-Konzentration hat einen geringen
Einfluss auf die Karstausdehnung, während sie die Auflösungsgeschwindigkeit beeinflusst.
Eine integrierte geologische und RTM-Studie zeigt, dass die Hauptporositäten des Reservoirs
der Ordovizium-Majiagou-Formation im Ordos-Becken während der frühen Diagenese
entstanden sind. Die mehrstufige Refluxdolomitisierung fand in der eingeschränkten
Verdunstungsumgebung statt, was zu einem maximalen Porositätszuwachs von 7,3% des
Lagunenfazies-Mikrits führte. Der eogenetische Karst entwickelte sich hauptsächlich in
Schwarmfazies-Grainstein mit einer Dauer der subaerialen Exposition von 30–110 ka und
einer Porositätszunahme von 1,5–6,7% (durchschnittlich 3,1%). Die weitere Exploration des
Reservoirs sollte sich auf die Sedimentumgebung und die Paläogeographie konzentrieren, die
die Dolomitisierung und Verkarstung kontrollieren. Die Ergebnisse sind hilfreich, um die
räumlich-zeitliche Verteilung und Koevolution von Diagenese und Mineralporosität besser zu
verstehen und die Unsicherheit der Vorhersage der Reservoirqualität zu verringern.Diagenesis research is the foundation of hydrocarbon reservoir characterization and
exploration. Reactive transport modeling (RTM) is an emerging approach for diagenesis
research, with the unique capability of quantification and forward modeling of the coupled
thermo-hydro-chemical processes of diagenesis. This thesis investigates the two most
important fluid-rock interactions in carbonate rocks, i.e., dolomitization and karstification,
based on generic model analyses and a case study in the Ordos Basin, China.
For reflux dolomitization, increasing dolomite, decreasing calcite and dynamic gypsum
precipitation/dissolution are observed. Higher brine salinity, temperature and reactive surface
area contribute to a higher degree of dolomitization. The rock porosity-permeability is
collectively controlled by pore-increment via dolomitization and pore-infill by gypsum
precipitation. For eogenetic karstification, there is a downward decreasing trend in carbonate
dissolution and rock porosity. The duration of subaerial exposure and climate significantly
determine the karst-affected depth and porosity increment. The atmospheric pCO2
concentration has a minor impact on the extent of karst, while it affects the dissolution rate.
Integrated geological and RTM study shows that the major porosities of the Ordovician
Majiagou Formation reservoir in the Ordos Basin were formed during early diagenesis. The
multistage reflux dolomitization occurred in the restricted-evaporative environment, giving
rise to a maximum 7.3% porosity increment of lagoon-facies micrite. The eogenetic karst
developed mainly in shoal-facies grainstone, with the duration of subaerial exposure of 30–
110 ka and porosity increments of 1.5%–6.7% (average 3.1%). Further exploration of the
reservoir should focus on sedimentary environment and paleogeography which control
dolomitization and karstification. The results are helpful to better understand the spatial-temporal distribution and co-evolution of diagenesis and mineral-porosity, and to reduce the
uncertainty of reservoir quality prediction
Low-level Vision by Consensus in a Spatial Hierarchy of Regions
We introduce a multi-scale framework for low-level vision, where the goal is
estimating physical scene values from image data---such as depth from stereo
image pairs. The framework uses a dense, overlapping set of image regions at
multiple scales and a "local model," such as a slanted-plane model for stereo
disparity, that is expected to be valid piecewise across the visual field.
Estimation is cast as optimization over a dichotomous mixture of variables,
simultaneously determining which regions are inliers with respect to the local
model (binary variables) and the correct co-ordinates in the local model space
for each inlying region (continuous variables). When the regions are organized
into a multi-scale hierarchy, optimization can occur in an efficient and
parallel architecture, where distributed computational units iteratively
perform calculations and share information through sparse connections between
parents and children. The framework performs well on a standard benchmark for
binocular stereo, and it produces a distributional scene representation that is
appropriate for combining with higher-level reasoning and other low-level cues.Comment: Accepted to CVPR 2015. Project page:
http://www.ttic.edu/chakrabarti/consensus
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