张量感应测井视值解释方法的改进

三轴张量感应测井可探测地层电导率各向异性,Zhdanov et al.利用在横向各向同性均匀介质中测井响应的低频渐近式给出了由张量感应测井响应提取地层各向异性电导率和井孔倾角与方位角信息的解析公式,为张量感应测井资料解释奠定了基础.但是,他们给出的井孔倾角公式存在双值解的不确定性,其各向异性电导率解也不是最佳近似解.本文以更为简洁的推导和分析方法,给出了单值的井孔倾角解以及近似程度更好的各向异性电导率解,并通过数值模拟实例加以说明.本文的结果可为张量感应测井资料的视值解释提供更好的选择.     

自然电位测井响应的高效数值模拟

由于从自然电位测井中得到的信息大多是定性的,且以往有关自然电位测井响应的定量分析一般也只停留在最简单的模型,很难用于分析和指导实际测井工程因此本文利用数值模拟方法,对自然电位测井进行了严格的定量研究首先利用高效的数值模式匹配理论求解了轴对称二维非均匀介质中的位场格林函数,然后利用表面积分方程法匹配各界面上的偶极层激励条件,从而求出任意二维结构下的自然电位测井响应通过广泛的数据对比验证证明了本文方法的正确性和有效性．利用本文的方法可定量评估各种地层因素对自然电位响应的影响,制作单因素和多因素综合影响校正图版,为自然电位测井的定量分析和解释提供一种行之有效的方法,对实际测井工程有一定的指导意义     

动电测井实验研究Ⅰ:渗透率的评价

本文针对流体饱和孔隙介质的动电效应,在砂岩模型井中开展了动电测井实验研究.记录到渗透率不同模型中单极源动电测井的全波波形,清晰地观测到了伴随纵波、横波和斯通利波的动电转换信号,给出了本文实验条件下,动电测井全波中各分波的幅度,并通过电声比的大小说明了各分波的动电转换能力.实验结果表明:孔隙介质动电效应与渗透率密切相关,动电信号的幅度随着地层渗透率的增大而增加,在高渗透率地层中记录动电信号的幅度较大,这一特性可用于地层渗透率的井下动电评估.本文实验结果还验证了动电测井的可行性,同时指出:与声波测井相比,动电测井信号对地层渗透率更加敏感,这为渗透率等地层参数的井下动电测量奠定了实验基础.     

二维轴对称介质中电磁波测井的响应函数

单发双收电磁波测井测的是两接收线圈的感应电动势之间的相位差和幅度比及测井响应与地层介电常数和电导率两者有关的一般情况,对此本文推导出其在二维轴对称介质中响应函数公式,给出它的快速算法.通过建立二维非均质反演Jacobi矩阵与响应函数的关系,开辟了Jacobi矩阵快速算法构造的有效途径.从理论上得到了在均匀介质中相位差和幅度比对地层的介电常数和电导率的空间分布探测特性具有交叉互补性的结果,即相位差对电导率（介电常数）的空间分布敏感区域和幅度比对介电常数（电导率）的空间分布敏感区域是相同的.     

用有限差分法计算各向异性介质中多分量感应测井的响应

感应测井电阻率是砂泥岩储层中定量评价含油气性的主要参数之一,然而由于储层电各向异性的存在,传统的感应测井仪得到的电阻率主要响应地层的水平电阻率,比地层的垂直电阻率小,由此计算的含水饱和度偏高．多分量感应测井则可以通过不同方向的发射和接收,测量多个分量,弥补上述缺陷,为储层的含油气性评价提供准确信息．本文用交错网格有限差分法导出了主轴各向异性介质中Maxwell方程的离散化关系式,计算了三维各向异性介质中多分量感应测井的电磁响应．利用三层模型的数值模拟,分析了不同磁场分量对各向异性介质的响应特性,用多层模型和倾斜各向异性地层的响应计算检验了所编制的交错网格有限差分法程序．     

地层倾角测井自适应窗长人机交互对比方法及地质解释

首先讨论倾角测井资料自适应窗长人机交互式对比方法．依据地质背景资料对倾角测井电导率曲线进行粗略分层，然后电脑进行精细对比，最后人的知识和经验对对比结果进行确认与解释，从而保证每个资料点对比结果的可靠与客观性．同时讨论了智能型知识库支持下的倾角测井资料交互式构造解释方法，采用人机交互技术识别地层倾角矢量模式组合。然后完成交互式地质解释过程．实践表明，上述方法在复杂地下地质条件和井眼条件下是一种有效而快速的方法，同时可以克服倾角测井资料地质响应的多解性．     

地层波速的电缆和随钻动电测井实验研究

基于孔隙介质动电效应的测量方法在油气勘探领域有着巨大的潜在应用价值.本文针对理论预测的随钻动电测井可削弱钻铤波对地层声波干扰的问题,设计了室内随钻动电测井实验装置和测量系统,并在小尺寸砂岩模型井中开展了随钻动电测井实验研究.为了突出随钻动电测井技术的特点,本文先在砂岩模型井中进行了电缆声波测井和电缆动电测井实验测量,获得了地层声波的传播速度.然后又在同一模型井中进行了随钻声波测井和随钻动电测井实验,记录了这两种情况下的测井全波波形,比较了电缆声波/动电测井和随钻声波/动电测井的差异性,并进一步分析了钻铤波和井中动电转换信号的传播特性.本文还通过随钻动电测井的时域波形提取到被测地层的纵横波速度,从实验角度验证了随钻动电测井技术测量地层波速的可行性.此外,本文实验结果对随钻动电测井的仪器设计及现场测量也有参考意义.     

双轴各向异性介质多分量感应测井响应快速计算

为研究双轴各向异性介质多分量感应测井响应特征,本文基于三重傅里叶变换,推导任意方向偶极子源的谱域电磁场解析式;采用围线积分方法,自适应截断积分区间,结合谱域电磁场周期特性,实现三重傅里叶变换的精确快速积分;进而,针对双轴各向异性倾斜地层,模拟研究不同纵横向各向异性条件多分量感应测井响应特征.结果表明:利用谱域内电磁场在周向的周期特性简化解析式,可将计算速度提高4倍;自适应截断积分区间方法保证了计算精度,并极大地减少了积分节点数.对于倾斜双轴各向异性介质,倾角较大时,共面分量可反映地层横向各向异性,同轴分量可反映地层纵向各向异性;倾角较小时,同轴分量可反映地层横向各向异性,共面分量可反映地层纵向各向异性.     

密度测井和中子测井的相关性及其在识别天然气层中的应用

伽马射线与地层介质的康普顿（Ｃｏｍｐｔｏｎ）效应是密度测井的理论基础，介质对伽马射线的康普顿吸收系数取决于介质的原子核性质及其体积密度．（超热或热）中子测井主要反映地层介质的减速性质，而后者主要取决于介质的含氢量．介质含氢量是由介质的组分及其体积密度决定的．本文从上述两种测井方法的测量原理出发，从理论上证明了这两种测井方法并非两种互相独立的测量手段．对于含油气盆地常见沉积岩石及矿物，两种测井测量结果具有相关性．这一结论为密度、中子测井方法组合地质应用提供了理论依据，利用密度－中子测井的相关性可有效地识别轻质油气层特别是天然气层．实例表明，无论水层还是油气层，两种测井曲线均具有良好的相关性．利用这种相关性明显改善了识别天然气层和划分油－气界面的精度．     

密度测井和中子测井的相关性及其在识别天然气层中的应用

伽马射线与地层介质的康普顿（Ｃｏｍｐｔｏｎ）效应是密度测井的理论基础，介质对伽马射线的康普顿吸收系数取决于介质的原子核性质及其体积密度．（超热或热）中子测井主要反映地层介质的减速性质，而后者主要取决于介质的含氢量．介质含氢量是由介质的组分及其体积密度决定的．本文从上述两种测井方法的测量原理出发，从理论上证明了这两种测井方法并非两种互相独立的测量手段．对于含油气盆地常见沉积岩石及矿物，两种测井测量结果具有相关性．这一结论为密度、中子测井方法组合地质应用提供了理论依据，利用密度－中子测井的相关性可有效地识别轻质油气层特别是天然气层．实例表明，无论水层还是油气层，两种测井曲线均具有良好的相关性．利用这种相关性明显改善了识别天然气层和划分油－气界面的精度．     

ENGINEERING GEOPHYSICAL STUDIES OF THE LOVIISA NUCLEAR POWER PLANT SITE,FINLAND*

Field studies have been performed in the power plant area of Loviisa in southern Finland to evaluate the suitability of the local bedrock for disposal of low-level and intermediate-level reactor wastes. The aim of the borehole geophysical studies was to evaluate the geometry and properties of fracture zones in relatively homogeneous granite. Of the single-hole methods, the dipmeter method was used to determine the orientation of individual fractures. The sonic log was used to evaluate the openness (width or thickness) of fractures. Cross-hole methods such as the seismic and the mise-à-la-masse method were used to determine the geometry and continuity of fractured zones between boreholes. It was, in general, impossible to evaluate the continuity of single fractures. However, fracture sets can be identified based on the dipmeter data. The continuity of fracture zones can be evaluated with the combined results of single- and cross-hole methods.     

ELECTROMAGNETIC FIELD OF SOURCES AT THE SURFACE OF A HOMOGENEOUS CONDUCTING HALFSPACE WITH HORIZONTAL ANISOTROPY: APPLICATION TO FISSURED MEDIA*

The electric and magnetic fields generated by horizontal electric and vertical magnetic dipoles lying on the surface of a conducting medium with horizontal anisotropy are investigated. Full expressions of their Fourier transforms are given, and the fields for a vertical magnetic dipole are calculated numerically. The radial and vertical magnetic components are found to be independent of the receiver-transmitter direction, whereas the other magnetic and electric components strongly vary with this direction. These results give useful criteria for defining the direction and amplitude of anisotropy from ground data; a ground experiment on fissured limestone was found to confirm the expected variations of the various field components. It is believed that this electromagnetic method can be used in order to provide information about the direction and amplitude of electric anisotropy.     

三电极系侧向测井的径向几何因子

本文在下述前提下用分离变量法求得了径向非均质情形近似电位场的分布,并进一步给出了简化计算公式。这些前提是:1.忽略电极系上绝缘环的影响;2.限于介质电阻率为缓变的情形,忽略电流折射的影响,近似地认为电极系上电流密度均匀分布;3.把电极系当作线电极来处理。     

场向电流驱动下电离层电场的时间演变

本文以Senior-Blanc的驱动电位随时间阶跃变化的简单模式为基础,讨论了随时间阶跃变化的场向电流驱动下电离层电场的时间演变。结果表明,场向电流驱动和电位驱动的总体过程是一致的。在两种情况下,有关物理量都经约50分钟的弛豫时间而趋向于稳定态。但两者也有一定的差异。这主要表现在,电流驱动下极盖区边界上的电位不再是常量,而是一个随时间作指数衰减的函数,最后趋于稳态值;极光区的稳态和初态电场相差不大。此外,电流驱动下场向电流2的稳态值小一些,似乎更接近于观测值;各区电位随纬度的变化更快些,最大电位出现的时间也更早一些。对屏蔽因子和屏蔽时间常数的计算表明,电流驱动比电位驱动的屏蔽要强些。这些都反映了电流驱动和电位驱动的不同特点。     

雷暴下地面自然尖端电晕放电离子时空演化的数值模拟

为了对雷暴云下近地面的电特性进行分析，本文建立了模拟自然尖端所产生的电晕离子演化的一维数值模式。以地面电场为基础，考虑到地面电晕离子的演化，成功地计算了从地面至８００ｍ的空中电场及电荷、电流的时空演变，发现地面电晕离子可解释除雷暴云电荷影响外的空中电场和地面电场的差异，空间电场比地面电场更能反应雷暴电荷所产生的电场。空间电荷层可延伸到８００ｍ的高度上，且电荷密度可高达０．２５ｎＣ／ｍ^３，６００ｍ高度上的传导电流密度可达０．１ｎＡ／ｍ^２。     

网式大地电磁阻抗张量及其影响因素分析

网式大地电磁（Network-MT,N-MT）法采用长数公里至数十公里的电话线为电极线测量电场,很难形成两条笔直且相互垂直的电极线,因此阻抗张量的计算不如大地电磁法中直接.本文依据阻抗张量的旋转规则提出了一种计算N-MT阻抗张量的简便算法.依据该算法计算了中国东北地区5个N-MT测站的阻抗张量,获得了基于阻抗张量的视电阻率、相位曲线和最佳主轴方位角分布图像,为我国东北N-MT资料的进一步处理和解释提供了基础性数据.此外,本文对比分析了朝阳测站中6条N-MT观测电极线上阻抗张量旋转值与观测值之间的差异,重点讨论了产生这种系统性偏差的各种因素,提出其主要因素可能来自“电场等效各向异性”效应,即测站附近的地壳内部存在与观测电极线尺度相比拟的横向非均匀构造,而测站各电极线沿不同方向跨越不均匀构造,此时各电极线上的电场分量不遵循同一电场矢量的分解准则,导致地表观测三角形内阻抗分量不满足统一的阻抗张量旋转规则.     

SOME REMARKS ON THE BEHAVIOR OF THE MAGNETOTELLURIC PHASE*

The magnetotelluric phase in the medium of incidence over a good conductor varies from its value at the conductor surface, usually close to 45°, to the characteristic standing-wave phaseshift of 90° over a distance of a few conductor skin-depths, much shorter than the vacuum wavelength at the frequencies considered. Over the top of a graben or at the surface of a two-layer structure the basement can be looked upon as the matrix. If the graben or the overburden is a better conductor it will carry an extra current density in phase with the electric field, thus giving rise to an additional magnetic field also in phase with the electric field. This drives the argument of the surface impedance toward smaller values. For a more resistive graben or overburden the current is depressed, corresponding to a reduction of the surface magnetic field by an amount in phase with the electric field. This effect drives the phase of the impedance to values above the characteristic 45° of a uniform conductor.     

THE USE OF FILTERED BESSEL FUNCTIONS IN DIRECT INTERPRETATION OF GEOELECTRICAL SOUNDINGS *

We start from the Hankel transform of Stefanescu's integral written in the convolutionintegral form suggested by Ghosh (1971). In this way it is possible to obtain the kernel function by the linear electric filter theory. Ghosh worked out the sets of filter coefficients in frequency domain and showed the very low content of high frequencies of apparent resistivity curves. Vertical soundings in the field measure a series of apparent resistivity values at a constant increment Δx of the logarithm of electrode spacing. Without loss of information we obtain the filter coefficient series by digital convolution of the Bessel function of exponential argument with sine function of the appropriate argument. With a series of forty-one values we obtain the kernel functions from the resistivity curves to an accuracy of better than 0.5%. With the digital method it is possible to calculate easily the filter coefficients for any electrode arrangement and any cut-off frequency.     

新疆玛纳斯大震区地壳深部的电性结构

对玛纳斯大震区新近观测的大地电磁测深数据进行了处理,得到视电阻率曲线、阻抗相位曲线、二维偏离度、主轴方位角和地磁实感应矢量。然后对所有测点的资料进行了二维自动反演解释。结果表明,沿剖面的地壳浅部可划分为５个区段,沿剖面的深部可划分为３个区段,各区段的接触边界由断层或深断裂带组成。沿测线沉积盖层最大深度达１２ｋｍ左右;测线南段存在壳内低阻体。这些解释结果与地质及其它资料吻合较好。玛纳斯７．７级地震发生在地壳电性结构发生明显变化的接触带附近     

关于电离层A-H公式的推广

从简化的电子运动方程出发,通过电子等效碰撞频率的修正因子依赖于介质电导率张量的假设,推导出弱电离气体折射指数的一个初等函数推广表达式。其结果与sen-Wyller公式近似,计算则简单得多。