Lý thuyết Fractal và các ứng dụng trong ngành công nghiệp dầu khí

Trong thập niên 70 của thế kỷ XX, nhà toán học Mandelbrot và Hausdorf đã đưa ra những lý thuyết với khái niệm mới gọi là lý thuyết Fractal được dựa trên nguyên lý Synergetic. Từ khi xuất hiện, lý thuyết Fractal đã nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khoa học khác nhau. Các nhà khoa học đã áp dụng thành công lý thuyết hình học Fractal trong việc nghiên cứu và đánh giá một cách định lượng trạng thái động học của hệ thống công nghệ trong ngành công nghiệp dầu khí như hệ động học công nghệ khoan, vỉa-giếng, năng lượng mỏ, công nghệ vận chuyển dầu khí,... với mục đích tối ưu các thông số công nghệ nhằm đảm bảo tính ổn định và bền động học của hệ thống. Ngoài ra, lý thuyết hình học Fractal cho phép mô phỏng các nếp uốn, nứt nẻ, độ rỗng,... của đất đá thông qua kết quả nghiên cứu khu vực để phát triển cho toàn mỏ. Với nội dung bài báo cáo khoa học này, tác giả muốn trình bày một số kết quả khi ứng dụng lý thuyết Fractal trong ngành công nghiệp dầu khí.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết Fractal và các ứng dụng trong ngành công nghiệp dầu khí Tuygn tap bao cao Hoi nghj KHCN 30 nam Phu khi Viet Nam: Co hoi moi, thach thiic moi 687 LY THUYET FRACTAL VA CAC UNG DUNG TRONG NGANH CONG NGHIEP DAU KHI Tran Xuan Dao XNLD Vietsovpetro TOM TAT Trong thdp nien 70 ciia thi ky XX, nhd todn hoc Mandelbrot vd Hausdorf dd dua ra nhimg ly thuyit v&i khdi niem m&i goi la ly thuyet Fractal dugc dira tren nguyen ly Synergetic. Tir khi xudt hien, ly thuyit Fractal dd nhanh chdng dugc img dung rdng rdi trong cdc Hnh vuc khoa hoc khdc nhau. Cdc nhd khoa hoc da dp dung thdnh cdng ly thuyet hinh hoc Fractal trong viec nghiin cim vd ddnh gid mdt cdch dinh lugng trgng thdi ddng hoc ciia hi thdng cdng nghe trong ngdnh cdng nghiep ddu khi nhu he ddng hoc cdng nghi khoan, via - gieng, ndng luong md, cdng nghi van chuyin ddu khi, v.v... v&i muc dich tdi uu cdc thdng sd cdng nghi nhdm dam bdo tinh dn dinh vd bin ddng hoc ciia hi thdng. Ngodi ra, ly thuyit hinh hoc Fractal cho phep md phdng cdc nip udn, mil ne. do rdng. v.v... ciia ddt da thdng qua kit qud nghiin cim khu vuc di phdt triin cho todn md. Vdi ndi dung bdo cdo khoa hoc ndy, tdc gid mudn trinh bdy mdt sd kit qud khi ung dung ly thuyit Fractal trong ngdnh cdng nghiep ddu khi. FRACTAL - THU NGUYEN PHA D Khai niem Fractal dugc nha toan hoc nguoi Phap Bemoit Mandelbrot dua ra vao nam 1975 va voi c6ng trinh Hinh hoc fractal ciia tu nhien 6ng da nhan duge giai thuang toan hoc Wolf Prize. Chi trong vai thap nien eu6i eiia the ky 20, Fractal da tra thanh mot trong nhung de tai thai su n6ng h6i eiia toan hoe hien dai va dugc iing dung rong rai vao nhieu nganh khoa hoe ky thuat, sinh hoc, sinh thai, y khoa, kinh te. dieu khien hoe, hoi hoa, v.v... [2, 6]. Mandelbrot nhan thay thuang co nhieu y kien eho rang duong nhu thir nguyen la dac tinh ben trong (noi tai) eua vat the, be mat, hay duong cong la kh6ng diing. Thue ra, thir nguyen eiia d6i tugng phu thuoc vao nguoi quan sat, chinh xac hon la phu thuoc vao m6i lien he eiia d6i tugng voi the gioi ben ngoai. Ban chat ciia van de eo the lam sang t6 tir vi du true quan sau day. Hay tuong tugng rang chiing ta dang quan sat mot cuon chi. Neu khoang each giij-a ta va cuon chi kha Ion thi cuon chi duge ta nhin thay nhu la mot diem, tire la no hoan toan kh6ng the hien dugc bat eir cau triie nao ben trong, nghTa la d6i tugng hinh hoe voi thir nguyen Oelit (cam nhan true quan) bang 0. Den gan cuon chi mgt khoang each nao do, chiing ta se thay no nhu la mot cai dia phang, nghia la d6i tugng hinh hoe voi thir nguyen bang 2. Den gan each cuon ehi vai buoc, chiing ta se thay no co dang hinh eau, nhung kh6ng thi phan biet timg sgi chi - cuon chi tro thanh d6i tirtmg hinh hoc voi thir nguyen bing 3. Khi din gin cuon chi hon nua ehiing ta se thiy ring no tao thanh tir sgi ehi. nghia la thir nguyen Oelit ciia cuon ehi tro thanh bang 1. Culi ciing, neu nhir kha nang phan biet ciia mit chiing ta e6 thi phan biet timg ngu en tu. 688 Ly thuygt Fractal va cac ung dung trong nganh cong nghj£j2jlaujen pha. NTiung nlu thir nguyen phu thuoc vao dieu kien eu the thi no eo the duge chon lira mot caeh khae nhau. Toan hoe da dua ra mot loat cac dinh nghia khae nhau ciia thii- nguyen. Viee chon lira dinh nghia thir nguyen hgp ly nhat phu thuoc vao van de la chiing ta mu6n sir dung dinh nghla nay lam gi. (Tinh hu6ng voi sir lua chon thir nguyen hoan toan tuong tu tinh hu6ng voi eau hoi: Co bao nhieu ngon tay tren hai canh tay ciia t6i: 3 + 7 hay 2 + 8 ?*. Khi ma chimg ta khong nghT den viee mang gang tay thi eau tra loi nao cung dimg nhu nhau. Nhung ehi khi can phai mang gang tay thi eau ti-a loi eho eau hoi nay tro nen ehi eo mot la: 5 + 5). Mandelbrot de nghi sir dung nhu mot thuoc do tinh kh6ng deu dan (do eat gay. do gl ghi, do kh6ng d6ng nhat, v.v...) de xac dinh thir nguyen pha theo de xuat eiia Bezikovich - Hausdof va goi la Fractal. Fractal (tir moi cua Mandelbrot) - la d6i tugng hinh hoc voi thir nguyen phan s6 ciia Bezikovich - Hausdorf. Thir nguyen pha eiia Bezikovich - Hausdof lu6n lii6n kh6ng nh6 hon thu- nguyen Oelit va trimg voi Oelit khi doi tugng hinh hoe la chinh tae (duong thang. duong cong, mat phang va vat the duge giang day trong sach giao khoa hien dai ciia hinh hoe Oelit). Su khae biet giira thir nguyen pha eiia Bezikovich - Hausdof va Oelit la s6 du eiia thir nguyen eo the diing lam thuoc do sir khae biet eiia cae vat the hinh hoe voi vat the chinh tac. Vi du, quy dao phang ciia hat Braoning e6 thir nguyen theo Bezikovich - Hausdof bang 1, lan hon 1 nhung nh6 hon 2: quy dao nay thuong kh6ng phai la duong cong phang nhung eiing chua phai la hinh phang. Thir nguyen pha ciia viing hap dan Lorens I ...