对称化测量高频电磁波测井的理论研究

应用半解析数值模式匹配法研究了在含有任意数目的水平与柱状分层介质中的电磁波测井响应，通过数值模拟，发现现有的单发双收高频电磁波测井仪器由于其收，发结构不对称，往往会导致幅度比测井曲线的严重失真，使得它与相位差测井曲线很不匹配，大大降低了仪器的分辨能力；并指出现有仪器的的这种缺陷可以采用对称化测量来克服。本文首次系统考察了对称化测量高频电磁波测井的侵入和围岩影响，发现围岩影响可使相位差测量出现负响应     

电磁波测井资料反演中Jacobi矩阵的快速算法及其特性分析

针对采用单发双收探头同时测量相位差和幅度比,测井响应与地层介电常数和电阻率两者都有关的电磁波测井资料反演问题,构造了其反演目标函数Jacobi矩阵J的快速算法.J直接给出了测井响应随地层参数变化的关系,利用J和它转置矩阵JT的有意义乘积J.JT和JT.J可以方便地对在非均质地层中测井响应特征和仪器的探测特性进行考察分析,为测井资料处理方法研究与仪器改进提供依据.     

三探测器密度测井的Monte Carlo模拟

为了改善传统岩性密度测井仪的缺陷,本文基于传统的双 源距探测器密度测井仪,提出在负源距范围内增加一个反散射探测器,构成新的三探测器密 度测井仪器. 利用Monte Carlo方法通用程序MCNP(3B),从光子与地层相互作用的机理出发 ,计算得到了反散射探测器、长源距探测器和短源距探测器的光子通量的能谱分布、光子通 量与源距的关系、光子通量与地层密度的关系、源距与探测深度的关系以及计数能窗等. 从 结果看,三探测器密度测井仪的长、短源距探测器对地层的响应关系与双源距密度测井仪的 长、短源距探测器一致,而反散射探测器对地层具有明确的响应关系,其响应关系与长、短 源距探测器近似相反,且其计数率很高. 因此,在负源距范围内增加第三个探测器是可行的 ,这将有利于提高密度测井的测量精度和垂向分辨率. 同时表明了Monte Carlo方法在核测 井仪器早期研制中的有效性,对仪器设计具有指导作用.     

电磁波测井资料反演中Jacobi矩阵的快速算法及其特性分析

针对采用单发双收探头同时测量相位差和幅度比,测井响应与地层介电常数和电阻率两者都有关的电磁波测井资料反演问题，构造了其反演目标函数Jacobi矩阵〖WTHX〗J的快速算法.J直接给出了测井响应随地层参数变化的关系，利用J和它转置矩阵J〖WTBZ〗T的有意义乘积〖WTHX〗J·J〖WTBZ〗T和〖WTHX〗J〖WTBZ〗T.〖WTHX〗J〖WTBZ〗可以方便地对在非均质地层中测井响应特征和仪器的探测特性进行考察分析，为测井资料处理方法研究与仪器改进提供依据.     

瞬变电磁波测井边界远探测方法研究

随钻地质导向钻井的关键在于对边界的探测,为提高仪器探测深度,时谐源激励的电磁波测井方法通常采用降低频率、增大源距的方式.瞬变电磁波测井信号源的突然关断产生会产生感应涡流,涡流随时间向地层深部扩散,与时谐源激励方式相比,其探测深度更大且测量过程不受信号源的干扰.因此,本文提出一种时间域瞬变电磁波测井边界远探测方法,采用余弦变换的数值滤波算法,模拟层状地层同轴发射接收线圈的瞬变电磁波测井响应,结果显示,地层电导率越大,电磁波传播速度越慢,测量晚期感应电动势与地层电导率线性相关;通过定义层状介质总场与线圈系所在当前层背景场的差值可方便提取界面信息,对界面的探测距离可达数十米;瞬变电磁波测井响应受源距的影响很小,为利用短源距实现远探测提供了可能.瞬变电磁波测井与时谐源电磁波测井相比优势明显,在电磁波测井领域中应用前景广阔.     

基于溴化镧探测器的负源距密度测井研究

为弥补传统双源距密度测井仪器纵向分辨率低、受井眼影响大的缺陷以及碘化钠(NaI(Tl))探测器的不足,提高密度测井识别油气层的能力,我们采用MCNP5蒙特卡罗模拟程序模拟研究了密度测井在负源距下增加溴化镧(LaBr_3(Ce))探测器.首先对比研究了LaBr_3(Ce)探测器与NaI(Tl)探测器的探测效率、能谱和响应特征;然后模拟计算LaBr_3(Ce)探测器源距与光子通量的关系、负源距光子通量能谱、负源距探测深度与源距的关系、气层负源距光子通量与密度的关系.结果表明:LaBr_3(Ce)探测器在密度测井中比NaI(Tl)探测器探测效率高、能峰高、峰总比大;负源距探测器与传统长、短源距探测器的响应规律近似相反;负源距探测器源距小,纵向分辨率高;探测深度浅,主要反映泥饼的性质,从而为泥饼校正提供丰富数据.因此,在双源距密度测井负源距区增加LaBr_3(Ce)探测器可以提高地层密度的灵敏度、测量精度、纵向分辨率和改善泥饼及薄层校正效果,为有效勘探开发油气藏提供测井技术支持.     

用磁流源并矢Green函数的递推矩阵方法计算层状各向异性地层中多分量感应测井响应

采用递推矩阵方法计算各向异性介质的磁流源并矢Green函数,并利用上述并矢Green函数对层状各向异性倾斜地层中多分量感应测井的响应进行数值模拟,分析了线圈距、层厚、倾角和围岩对多分量感应测井响应的影响.计算发现,共面视电导率比共轴视电导率变化规律复杂,不能反映地层电导率的真实情况.各向异性地层共轴视电导率随井眼相对倾角的增加而减小,而共面视电导率随井眼相对倾角的增加而增加.仪器的垂向分辨率、围岩各向异性对目的层响应的影响程度取决于线圈距,围岩各向异性对高电导率目的层中测井响应的影响大于对高电阻率目的层中测井响应的影响.     

电测井中电流参数对地层的分辨能力分析

常规电测井一般通过测量供电电极的电流和测量电极之间的电位差来计算围岩的视电阻率并划分地层界面,而忽略了对电流参数的利用。本文基于欧姆定律,通过供电电极电流的变化定性分析其周围岩矿石电阻的变化,进而用电流强度变化曲线识别地层属性。理论分析和试验结果表明,供电电极电流大小取决于电极的接触电阻,而视电阻率大小取决两个测量电极之间或供电与测量电极之间介质的电阻率总和,因此,电流比视电阻率对地层的灵敏度要高一些。绘制电流强度测井曲线可以准确划分地层层位,确定地层厚度,且不增加成本。     

层状各向异性地层中三维感应测井响应快速计算及资料处理

本文采用广义反射系数法推导了水平层状各向异性地层中电磁场的积分解析解,并利用快速汉克尔变换技术实现了三维感应仪器测井响应的快速计算.三维感应测井响应与地层水平电导率、垂直电导率和井斜角及仪器方位角同时有关,单一分量的测井曲线不能满足资料解释的需要.通过对仪器测量分量响应特征的考察,本文提出了一种基于组合量测井曲线的资料直观解释方法.数值模拟显示,交叉分量相关组合量可准确划分地层纵向边界,并可直观识别各向异性层;与单独分量相比,主分量相关组合量提高了纵向分辨率、减弱了与地层电导率参数的非线性关系.     

CHFR测井原理及影响因素研究

应用电磁场理论及传输线模型可建立CHFR测井响应方程,应用传输线模型可研究CHFR测井的测量原理及其影响因素.研究表明中场区电场电位二阶导数稳定,电位二阶导数对地层电阻率变化敏感,在套管外仅存在径向分量,该区延伸范围大,通过测量测点中场区的电位二阶导数和电位可实现过套管地层电阻率的测量.测量频率、电极距、水泥环、套管非均质性等因素都对测井响应产生影响.     

谱激电法中频率相关系数的应用

从电子导体激发极化（过电位）的电化学机理出发,导出了面极化系数的频谱表示式,得出面极化频率相关系数 c^（s）=0.5-1;从理论上证明了利用Cole-Cole模型描述体极化激电频谱的合理性,说明体极化频率相关系数c≤c^（s）.理论算例和实测结果表明,可以利用视频率相关系数在极化围岩背景上划分局部异常体,并按结构（矿物颗粒均匀程度和连通情况）区分引起激电异常的极化体.因此,在谱激电法中应重视这一参数的应用.     

MT重复测量在地震中短期预报中的应用──祁连山中段MT剖面监测研究

本文研究了青藏高原北缘第一个长约４００ｋｍ的ＭＴ监测剖面上所获得的５次５－７级地震前后的资料。着重分析了在相当于大陆多震层深度范围内壳内介质的多种ＭＴ参数（视电阻率、相位、主轴方位角、扭曲度等）．这些ＭＴ参数在大范围内的同步－同相变化和局部区域之间的超前、滞后变化、相对变化幅度随震中距增大而衰减的特征，可能分别对应着构造孕育型大震的地区性场兆和构造运动型强震的区域性场兆，形成了地震活动大背景叠加小背景的一种链式关系。运用＂ＭＴ监测优显参数＂进行择优监测，将可能为大陆地震的震源物理发展过程和中短期预报提供丰富可靠的判据。     

关于位场频率域表示的一个理论问题

本文主要指出B.K.Bhattacharyya和M.E.Navolio在文献[1]中将拉普拉斯方程▽²U（x,y,z）=0进行三维傅里叶变换导出u²+v²+w²=0,以及利用iw=±（u²+v²）^1/2推导了位场在频率域中的一些公式中的错误,从数学和物理角度论证这个所谓频率域的拉普拉斯方程u²+v²+w²=0是不成立的。因此,当推导位场在频率域中的公式时不能使用iw=±（u²+v²）^1/2。此外,本文还使用狄拉克函数证明了拉普拉斯方程的基本解1/（x²+y²+z²）^1/2在拉普拉斯算子作用下,在三维频率域中并没有这样的对应关系式,而只能有对应关系式     

重、磁异常的走向与其振幅谱走向的关系

在文中利用坐标变换的方法,证明了重、磁异常的走向与其振幅谱的走向是垂直的。     

ON THE INTERPRETATION OF AIRBORNE ELECTROMAGNETIC DATA FOR THE TWO-LAYER CASE*

For helicopter-borne electromagnetic systems, the distance between the transmitting and the receiving coils is small compared with the altitude above ground. For this case, a major simplification can be made for the calculation of model curves. Some two-layer curves for the interpretation of frequency measurements are presented. A very simple procedure is demonstrated for the conversion of the relative secondary field into apparent resistivity and apparent distance for the mapping of airborne electromagnetic data. Furthermore, an approximation is described for the determination of the thickness and the resistivity of a layer lying on a perfectly conducting half-space.     

太阳自轉对地磁場的影响（二）

作者在前一篇文章里分析每月五天国际磁扰日在太阳自轉周里的頻率分布,得到下述两个結論: 1.国际地磁干扰日在太阳自轉周里确实存在着一个不变的頻率分布,地磁場发生干扰的可能性,在頻率高的日序里約为在頻率低的日序里的二倍。 2.太阳的活动性,在太阳經圈上的分布是不均勻的,有些部分活动性強,有些部分活动性弱。     

根据构造环境应力场预测峰值水平加速度

在分析了对峰值加速度 PGA 的影响因素之后,我们发现构造环境剪应力场参数τ₀对 PGA起了重要的作用,将τ₀引入 PGA 的预测公式中,同时考虑了 PGA 对频率的依赖性。大地震的PGA 的优越频率 f_a 较低,小地震的 f_a 较高.因此,小地震的衰减系数较大,PGA 衰减较快。基于上述两点改进,提出了新的 PGA 预测公式。在该公式中,构造环境应力场、震级、距离和场地条件是预测将来强地面运动的重要变量。此公式有很大的适用范围,可以用于大地震（矩震级 M_w=6-7.8）,也可以用于较小地震（M_w=3-6）的 PGA 预测;在考虑了世界各个地区不同的构造环境应力值水平以后,新预测公式可以应用于世界不同地区（例如美国加州和中国华北、西南等）。用实际观测资料检验结果表明,预测效果良好。     

计算视复电阻率的新的近似公式

本文推导并评价了一个新的计算视复电阻率的近似公式,其视振幅表达式为|ρ_s（ω）|≈ρ_s（ω）|_{ρs（ω）=ρs（ω）|},视相位表达式为φ_s（ω）≈sum from i=1 to n（B_i（ω）φ_i（ω））,这里B_i（ω）是按各介质复电阻率振幅计算的稀释系数。此近似公式比迄今为止已发表过的同类近似公式都精确,可在频率域激电法数值模拟计算视复电阻率时应用。     

论中国地震台网测得的面波震级

文中使用了一个新的量规函数σ₃₀₀（Δ）,它是基于面波传播理论,考虑了面波的几何扩散、非弹性吸收、频散衰减以及面波优势周期随震中距的变化导出的,取全球平均Q=300。在震中距Δ=20°-160°的范围内与IASPEI推荐的面波震级的量规函数σ_IASPEI（Δ）一致,又推广了σ_IASPEI（Δ）的震中距使用范围,从1.0°-179°,以及可使用的面波周期范围（7.5-30s）,因此它更适合我国由中周期宽频带SK仪组成的台网情况。若采用此量规函数σ₃₀₀（Δ）和进行方位角改正,则可使我国台网测出的M_s与国际地震中心（ISC）测出的一致,震级误差降到0.19级,此误差与苏联台网的误差一样。     

中国强地震动位移衰减关系的研究

根据断裂力学破裂模式,发现峰值地震动加速度（PGA）、速度（PGV）和位移（PGD）均对构造环境剪应力场量值了τ0有强烈的依赖性．本文把了τ0值定量地引入到PGD的预测方程中,并同时考虑得到了PGD的优势频率fd对震级的依赖性.基于以上两点改进,从理论上寻出了PGD的预测方程（CLB98d）．用观测资料验证了此方程可用于震中距△＝10─250km范围内的Mw＝4─7．2地震．世界不同地区的τ0值会有差异,但对PGD的预测方程影响不大．