井-地与井间电位技术联合数值模拟研究剩余油分布(英文)

电法测井有很高的分辨率,但是它的探测半径仅限于井孔周围;井-地电位技术虽然可以探测到足够大的范围,但是它的分辨率却受到很大的限制,特别是对于油水分布或者结构复杂的储层。本文试图通过井-地电位技术和井间电位技术的联合来研究地下储层油水分布范围。具体方法是,采用井-地电位技术研究油水分布在在横向上的展布情况,利用井间电位技术研究油水储层在垂向上的分布,然后采用井间电位结果标定井地电位结果,两者结合提高纵向分辨率,从而确定剩余油的三维空间分布。研究中通过研究注水初期数值模拟结果与水淹期数值模拟结果之差,求取剩余油分布范围。有限差分方法数值模拟表明:井-地电位技术与井间电位技术联合方法可以有效地确定剩余油分布。     

中高含水期剩余油测井评价技术综述与展望

为了提高剩余油测井评价效果、更好地服务于制定中高含水期油田“控水稳油”技术政策,本文基于大量文献调研,首先梳理了剩余油的概念、形成机理及富集特征,其次开展了剩余油测井方法适用条件及方法特点比较分析、剩余油测井评价方法选择原则分析,进而开展了剩余油测井评价方法发展趋势分析.研究表明,剩余油形成机理主要包括地质因素和开发因素,剩余油分布呈现高度分散和相对富集特征、分布方式多样;剩余油测井方法主要分为套管井和裸眼井剩余油测井(剩余油电法测井、核测井及声波测井);研发新的剩余油测井技术,套管内与套管外(裸眼井)的剩余油核测井、电测井与声波测井协同工作,将现代数学方法引入到剩余油测井解释建模以开展多信息的剩余油测井综合评价成为剩余油测井评价方法发展主要趋势.     

直接消除电磁耦合的斩波去耦方法

应用激发极化法时经常遇到电磁耦合的干扰.基于耦合效应和激电效应在双频波测量波形上具有不同的表现形式,提出一种在野外采集激电数据时,直接剔除电磁耦合而又基本上不损失激电信息的“斩波”去耦方法.本文从“斩波去耦”的方法原理、斩波对正常双频波产生的畸变、以及存在EM和IP效应时的双频波斩波等方面进行了详细的推导和分析.数值计算结果表明,该方法去耦效果明显,可以在现场条件下直接去耦,值得在激发极化法中推广应用     

双频道频谱激电非线性效应研究

利用双频道激发极化法，在封闭条件下和三维大水槽中，对４０余块各种天然矿物标本进行了频谱激电非线性效应研究．实验结果和理论分析表明，当电流密度增加到一定程度时，将出现激电非线性现象．用双频道频谱激电方法，将得到锯齿状频谱曲线．不同类型的矿物，锯齿状频谱曲线具有不同的特征，为评价激电异常源性质提供了新方法．     

任意形状线电流源三维地电场研究

利用套管供电,通过地表观测视电阻率研究油田注水分布和剩余油分布近来在油田开发中得到了应用.由于现在的油井和水井有很多是倾斜的,因此,研究倾斜线电流源三维地电场是必要的.本文针对任意形状线电流源,从异常电位所满足的微分方程出发,利用有限差分方法实现了任意形状线电流源三维地电场正演.正演结果表明相同模型使用倾斜线源和直线源其地表响应有较大的差别,实际应用中不能将井斜较大的井当作垂直线源,而应以倾斜线源处理.     

水库渗漏通道的伪随机流场法与双频激电法综合探查

正确快速的探测水库堤坝渗漏在保证防洪工程安全上具有重要意义,而查明渗漏入口和渗漏途径又是难点中的重点,本文简述了伪随机流场法的基本原理,重点探讨了当水库坝体中存在诸多金属管,且渗漏水为承压水形式时,传统流场法难以解决实际问题时,作者首先采用流场法对水库大坝进行电流场分布的检测后,再结合双频激电法,详细的分析和对比检测的数据,从得到的探测曲线分析表明,通过流场法与双频激电法的结合,极大地提高了流场法区分金属管和地层渗漏通道的能力,为以后的相关工程应用提供了很好的范例.     

双频电磁波电导率层析成像反演

介绍一个新的跨井电磁波层析成像方法,该方法利用两个频率的透射电磁波的电场强度之比值重建研究区域的电导率分布图像,无需计算发射天线的初始辐射场强与辐射方向因子.详细讨论了双频电磁波电导率层析成像的方法与其适用条件,并给出了应用实例.双频电磁波电导率层析成像适用于良导介质(＞0.01 S/m)和1-100MHz工作频率情况.该方法应用于实际数据,获得了较传统吸收成像更精细的层析图.     

双频激电法在探测煤矿采空区的尝试

利用双频激电法在山西沁源嘉元煤业有限公司已知采空区进行实地探测试验,通过对探测数据的整理与分析得知:在未充水的采空区探测得到较高的视电阻率和较低的视幅频率,能够精确的反映地下采空区的位置.结果证明了利用双频激电法探测煤矿地下采空区是可行的.     

小波变换在双频激电数据处理中的应用

双频激电观测方法具有优良的抗干扰性能,能够有效的避开现代人文干扰.但在地表风化严重的矿区,分散的矿晕会给双频激电方法添加大量的"矿致"干扰噪声异常.这种噪声往往超高、超强,一般的圆滑方法根本没办法滤除.作者通过将已知正弦波信号叠加随机超高、超强噪声信息,然后比较小波变换、5点2次圆滑、7点2次圆滑等的处理结果,发现小波变换能够有效压制超高、超强的噪声干扰.并通过对埃塞俄比亚西部某矿区的实测双频激电数据进行小波变换处理,处理后的结果很好的滤除了测区超高、超大的干扰噪声信息,取得了比较理想的结果.     

多周期全波形激电抗干扰数据处理方法及在大规模探测中的应用分析

激电法是金属矿产勘查中一种十分重要的电法勘探分支方法,但是各种电磁干扰的存在限制了激电法在大规模探测中的应用.近年来,国内外先后实现了三维分布式全波形激电探测仪器系统的研发和推广,全波形数据记录为激电信号的抗干扰处理提供了新的空间.本文针对多周期全波形采样的激电数据提出了一套基于统计分析的时间序列抗干扰数据处理方法,主要包括：经验模态分解用于分离低频趋势项干扰;相关分析用于消除突发性强噪声干扰;稳健统计用于多周期时间序列叠加;分段稳健平均和低频相对相位谱用于时/频域激电参数提取.将上述数据处理方法应用于由国产分布式电法系统实测的三维全波形激电数据,并与线性拟合、均值叠加等常处理方法进行对比,发现新方法可以有效识别和压制激电数据中的强噪声干扰,提高大供电极距和低频点探测时的激电数据质量,从而进一步推动激电法在深部矿产资源勘查中的应用.     

线源三维井地电法异常边界增强及地形校正技术

基于非结构网格有限元方法开展了三维复杂地电模型的线源井地电法的高效正演模拟研究,探讨了通过求取电场响应导数来刻画目标体边界范围、采用差异场地形校正技术来消除地形影响等措施对井地电法成像的效果和精度的影响。并通过对比与解析解,验证了本文数值解算法的有效性。模型计算结果表明：积水巷道的空间位置和走向均会引起视电阻率的显著变化,视电阻率变化率的极值准确且清晰地指示了巷道边界的位置;电位的归一化总水平导数极大地提高了井地电法对目标体复杂边界位置的识别能力;地形对井地电场分布的影响也很大,其视电阻率响应与地形形状近似呈对称关系,利用差异场技术能有效地削弱地形对井地电法高精度成像的影响。     

大斜度井和水平井井地三维电阻率数值模拟和联合反演

井地电阻率成像法利用井套管作电流源向井下供入大功率直流电流,在地表测量由地下介质的电性变化形成的电位分布,通过反演可得到地下介质的电阻率分布.针对大斜度井和水平井开展井地三维电阻率数值模拟和反演研究,对油田注水及压裂效果监测具有重要意义.基于井地电阻率成像法原理,采用有限差分法和不完全切勒斯基共轭梯度法进行了三维正演模拟,研究了大斜度井和水平井的井地电位响应特征.提出了采用层状约束阻尼最小二乘法由浅到深地进行大斜度井和水平井的多层联合反演,并对实际水平井井地电位各个层段数据进行了三维反演.模拟结果表明,倾斜线源和水平线源会对地面电位响应产生明显影响,在反演中需要考虑线源形态.实际水平井井地电位反演成像表明,考虑倾斜线源或者水平线源的联合反演得到了准确的水平井三维注水层成像图,得出注水层的真电阻率分布,能够判断注水运移方向.     

利用反投影方法计算陆地有限水体气枪震源激发过程

陆地大容量气枪震源可用于区域尺度地球物理结构及变化的勘测.对气枪震源在有限水体内震源过程的研究,有助于我们深入了解气枪信号机制及气枪信号不同震相产生的成因.然而由于有限水体中大容量气枪激发的复杂物理过程,特别是复杂固液界面的存在,目前却没有较好的理论模型用以描述陆地气枪震源信号的能量传播特征.反投影方法是一种计算震源破裂过程的方法,能在动力学参数有限的情况下得到较优的结果.本文以此提出了一种修改的反投影方法,以用于模拟气枪震源激发过程中的能量分布图像.将气枪的激发分解为五个简化的物理过程,并分别建立数值模型,计算每个模型的理论波场,用作新方法的输入数据.通过对五个数值模型的数据计算发现,该方法可以准确地得到气枪激发后水体中的波场形态的变化,能够分辨出气枪激发过程中的气枪激发、气泡上浮、气泡震荡等过程,刻画能量分布特征,并且发现水听器足够密集与合理布置能达到更好的效果.该方法可以为气枪震源的快速评估及气枪震源的有效应用提供参考.     

Resistivity inversion of cross-hole and borehole-to-surface EM data using axially symmetric models1

We describe a least-squares inversion approach to estimating the subsurface resistivity structure from cross-hole or borehole-to-surface electromagnetic data. It is assumed that the resistivity distribution is symmetric about the axis of a borehole and that vertical magnetic dipoles are located on the borehole axis. The receivers are placed either in another borehole or on the earth's surface. The inversion scheme uses the finite-element and smoothness-constrained least-squares methods. The computational effort required to obtain partial derivatives is reduced considerably by using the reciprocity principle. Numerical simulations show that the reconstructions are generally in good agreement with the true structures when the assumption of an axisymmetric earth structure holds. An example involving the breakdown of this assumption, which can be obtained by interchanging the source and receiver boreholes, suggests that the inversion result may also be useful for locating a general 3D anomaly although artifacts are present.     

INVERSION RESEARCH OF PALEOSTRESS FIELD IN TENGCHONG AREA BASED ON VENT ALIGNMENT SURVEY METHOD

The acquisition of paleostress data has always been a key and difficult problem in the field of tectonics and crustal dynamics. Previous findings show that the distribution of dykes and the alignment of volcano vents can indicate the direction of major principal stresses during the volcanic eruption period. The extension direction of underground dyke is generally parallel to the linear arrangement direction of vent and both of them give the direction of maximum horizontal principal stress in this period. This law has similar mechanical principle to hydraulic fracturing. Vent alignment survey method is a kind of geostress inversion method based on volcanic linear mode. In this paper theoretical basis of vent alignment survey method and the linear model of volcanic array are introduced. Based on the panchromatic high-resolution remote sensing image and digital elevation model(DEM)data in the Tengchong area, combining the geological exploration data about lithologic distribution of igneous rocks and the past research results of volcanic activities in the area, the research divides the volcanoes in this area, according to the age of volcanic eruption, into Holocene, late Pleistocene, early Pleistocene and Pliocene. Nakamura model was established based on the morphological characteristics and spatial distribution of the crater, and volcanic eruption period to evaluate the linear degree of the volcano in different age, and to carry out inversion of the paleostress field of the four volcanic eruption periods in Tengchong area. The reliability of the inversion results is evaluated according to Paulsen's data reliability assessment system. The data from inverting the paleostress of each show that maximum horizontal principal stress directions in the early Pleistocene period and late Pleistocene period are 39° and 37° respectively and reliability grades of inverted paleostress results in the two eras all belong to grade B; Inverted paleostress results in Holocene and Pliocene are not reliable because of the poor linearity of volcanic arrangement. The geostress direction determined by the vent alignment survey method is fairly consistent with the current geostress field obtained by the focal mechanism solution and the anelastic strain recovery(ASR method)and matches the tectonic history of Tengchong area since Neogene. The research findings demonstrate that the vent alignment survey method is an effective paleostress inversion method. The application of this method in the paleostress inversion of the Tengchong volcanic area is of important reference significance for the study of paleostress field in other volcanic areas in China.     

轴对称二维任意非均匀介质中偏轴点源激励的位场数值解

对具有任意多平面分层，且每一平面分层中又具有任意多径向柱面分层的复杂非均匀介质中偏轴点源激励的位场分布进行了高效数值分析．对于这种三维非均匀位场分布，应用数值本征模展开描述其径向的基模和高阶模，用集合反射矩阵和集合透射矩阵匹配各平面界面的边界条件，各平面分层中的位场则用递推算法获得．偏轴点源位场的求解，为电法测井中高分辨薄五层探测提供了理论分析基础．     

Depth Estimation of Simple Causative Sources from Gravity Gradient Tensor Invariants and Vertical Component

The gravity gradient tensor (GGT) is deduced from products of second-order derivatives of the gravitational potential. A new method based on the invariants of the GGT has been proposed in this research to interpret gravity data due to sphere, infinite horizontal cylinder and semi-infinite vertical cylinder. The method estimates the depth of these simple causative sources from the multiplication of the maximum of the gravity vertical component by the maximum value of the invariants I ₁ to I ₂ ratio. To show the reliability and correctness of the estimated depths on 3-D models, the method has been tested using theoretical data with and without random noise. In addition, I have applied the method to a field-data example in Texas, USA and the depth obtained by the present method is compared with those published in the literature.     

Study of swelling-shrinkage regularity of montmorillonite crystal and its relation with matric suction

The swell-shrinking mineral of saturated and unsaturated expansive soil has important effect on engineering mechanical behavior. Based on the swelling-shrinkage change regularity of montmorillonite crystal in this paper, the actions between various interlayers of montmorillonite crystal are generally summarized as two kinds of action potentials-shrinkage potential and swelling potential. Moreover, through the experimental research and analysis, the expression formula for variations of the swelling potential and shrinkage potential with interlayer distance is presented, and the regularity of matric suction variations with interlayer distance is also obtained for unsaturated expansive soil. It may provide a new theoretical basis and research path for further research on the swelling-shrinkage mechanism of expansive soil and matric suction potential of unsaturated soil.     

地震断裂带中气体来源及运移机制研究进展

随着新的观测技术和理论的快速发展,地震断裂带气体观测和同位素分析技术都得到长足发展,为研究微量气体运移机制以及气体来源示踪提供了重要的技术支撑.本文简要介绍了前人利用同位素技术在深部物质来源研究方面的主要进展,详细阐述了断裂带中微量气体的特征、气体运移的影响因素以及气体运移机制和理论模型,包括扩散对流作用、接力传递作用...     

受载煤体表面电位效应的实验研究

利用建立的煤体表面电位实验系统,研究了煤体在单轴压缩、拉伸、三点弯曲等不同破坏方式下的表面电位效应特征和规律. 研究结果表明, 煤体在受载破坏时能够产生表面电位, 并且表面电位与载荷呈较好的一致性,它们之间的相关系数可达到0.6～0.9;同时,载荷的变化会引起表面电位相应的变化,表面电位信号一般随载荷的增加而增强, 随载荷的降低而减弱;并且表面电位在煤样表面上的分布是随载荷增加及煤样的破坏而变化的. 通过煤体表面电位的研究, 对进一步深入研究煤体破裂电磁辐射的产生机理, 促进煤岩电磁辐射技术的发展和应用具有一定的作用. 同时,对于煤体表面电位的深入研究,可望为评定煤矿现场煤体应力状态及其稳定性、监测预报煤岩动力灾害提供一种新的方法和手段.