超声成像测井换能器的实验研究

随钻超声成像测井通过钻铤的旋转实现周向扫描成像,为了提高随钻超声成像测井在周向成像测量的方位覆盖率,需要安装多个换能器同时进行测量,换能器的响应不一致则会产生错误的成像测量结果,本文通过实验测量的方法对随钻超声成像测井换能器的响应特性进行研究.实验测试系统主要由高精度定位控制系统、PXI采集系统、针形水听器、OLYMPUS 5077PR信号源、信号转换器、载物台、示波器等构成,是一个具有4自由度的小型声学定位测控系统.实验主要包括超声换能器的轴线声场测量以及指向性测量.对超声换能器的轴线声场进行测量,得到了换能器的远近场临界距离和幅度响应特性,实验表明换能器远近场临界距离在3.25 cm附近,各个换能器的幅度响应特性一致性较好.通过对换能器指向性进行测量,表明3 dB角宽大致在12°左右,换能器具有较好的聚焦特性.该研究提供一种评价超声成像测井换能器的有效方法,为仪器研制过程中的换能器匹配选择提供依据,可为超声成像测井仪器的研制提供有力支撑.     

我国地球物理测井技术的发展与战略初探

油气测井是十大石油学科之一，是石油工业高新技术含量最多的学科之一。近70年来，从第一代的半自动测井仪到现在的第五代的成像测井仪，发展非常迅速。现在成像测井已成为油气测井发展的主流方向和未来趋势。我国的测井技术与国外相比，在常规测井资料分析、解释方面处于国际先进水来；在电磁、声波测井基础理论研究方面的差距并非很大；其主要差距是仪器、方法、应用基础研究、管理科学和软件上。在未来的发展中，应力求以解决勘探地质难题、和工程测井难题为重点发展适应我国需求的测井系统。     

成像测井解释模式在基岩油气藏裂缝性储层的应用研究

基岩油气藏裂缝性储层具有复杂的储集空间和储层非均质性,为了实现对基岩油气藏储层的精细评价,以地层微电阻率扫描成像测井和井周声波成像测井资料为核心,通过岩心资料标定,结合录井、常规测井、试油、地质等实际资料,系统建立了基岩油气藏变质岩储层的成像测井解释模式.根据成像测井模式的识别实现了对基岩油气藏特征的认识、准确的裂缝分析和现今地应力场分析.分析结果表明,研究区基底变质岩地层中基本以基岩内幕油气藏为主;裂缝以中高角度缝、网状裂缝为主,其主要走向与井旁断层走向大致平行,属纵裂缝;裂缝主要发育在东西两侧靠近断层、近源的构造陡坡上;现今最大水平主应力方向主要呈NE-SW和NEE-SWW.成像测井解释结果与地质情况吻合较好.     

井间电磁法综述

地面电磁法在实际工作中在很大程度上受到了探测深度和分辨率的限制.为了克服这些缺点,出现了井间电磁法.井间电磁法指的是在两个(或多个)钻孔中分别发射或接收电磁波信号,利用电磁波信号进行成像并探测井间物理性质的地球物理方法.由于发射机和接收机可以分别放置在很深钻孔中,其具有大透距、大探测深度的特点,因而广泛应用于工程环境物探、矿产勘查、石油勘探等中.针对不同的应用,产生了各具特点的一些特殊方法,包括井间无线电波成像、跨孔雷达、井间电磁成像.井间无线电波成像仪目前只测量电场强度数据,工作频率低,一般是单频的电磁波,频率范围通常在1 kHz至10 MHz.由于缺少走时数据修正射线路径,井间无线电波成像主要是进行基于直射线追踪的衰减层析成像.井间无线电波成像既可用于工程与环境地球物理也可用于找矿.跨孔雷达是钻孔雷达的一种探测方式,用高频电磁脉冲探测两个井孔间介电常数和电导率的变化.跨孔雷达层析成像也叫地质雷达CT,既可进行走时成像,还可进行衰减成像.一般来说,地质雷达CT的电磁波工作频率较高,中心频率通常在10 MHz和1 GHz之间,因此在分辨率指标上占有优势,跨孔雷达主要用于工程与环境地球物理.井间电磁成像采用更低的频率,测量复电磁信号,适合油气储集层监测,是一种地球物理前沿技术.经过在多个试验区初步试验表明,井间电磁成像是油藏研究的有效手段,可用于分析剩余油分布,寻找油气富集区,进而达到提高钻探高效井成功率和提高采收率的目的.本文详细介绍对比了这三种方法在理论和实践中的一些特点,并对未来的发展进行了展望.     

声反射成像测井在地层中的三维波场模拟方法研究

声反射成像测井方法和仪器近来成为勘探地球物理界的新研究热点.但有利于成像的反射波信号与井中的模式波叠加而难以分离出来.为了改进仪器设计,研究更有效的数据处理和解释方法,必须用以波动方程为基础的数值模拟方法来精确描述声反射成像测井的波场.为此建立了非均匀交错网格、加PML吸收边界的、能够用于正交各向异性介质的3维有限差分数值模拟方法和并行算法程序.将其应用于典型各向同性和各向异性地层中反射声波成像测井的三维波场模拟,并与已公开发表的应用离散波数方法的相应结果对比,证明了此方法正确、算法高效.模拟的波场动态范围能够大于60dB,计算速度比常规算法提高了3.5倍.这些技术能够正确、有效地模拟大尺度(在10m左右)、较高频率(10kHz左右)的反射声波成像测井波场.为我们研究声反射成像测井仪器和资料处理解释方法提供了有力的定量分析工具.     

逆时偏移在声反射成像测井中的应用方法研究

声反射成像测井中常用的基于射线理论的Kirchhoff积分偏移算法和基于单程波理论的F-K偏移算法均可实现井旁缝洞反射体的快速偏移成像,但其仅适用于地层垂向变化较弱的速度场和高陡角裂缝的偏移成像,无法实现低角度反射体的准确偏移归位,产生偏移假象误导测井解释.逆时偏移基于全波动方程,可适应强垂向变化速度场,实现近似水平反射体的偏移成像.本文详细分析了将逆时偏移应用于声反射成像测井时存在的数据准备、时间采样间隔匹配和成像条件改进等若干问题,通过设置多组理论模型来说明算法对井旁不同反射体的识别能力.模拟资料和实际资料处理结果证实,较F-K偏移算法,逆时偏移算法成像精度更高、收敛性更好,可有效实现近似水平构造偏移归位.改进的归一化互相关成像条件可解决深部地层的远井壁成像衰减问题,降低测井解释的多解性.逆时偏移将成为声反射成像测井高精度偏移技术的发展方向.     

成像测井系统软件主控模块的设计与分析

成像测井系统中的主控模块主要包括刻度、测井、回放、重测井等子模块．系统的测井主控采用双进程、多线程的设计方案,一个进程是采集管理器,它主要负责和前端机进行通讯．另一个进程就是主控软件,其中多个线程共享同一个内存空间．线程之间的通讯方便．系统采用实时抢占式调度控制方式．可及时处理在测井过程中的紧急事例和数据采集．根据windows NT中的DLL技术和面向对象中的动态联编技术,采用动态添加新仪器的设计思想,设计了测井仪器类及动态添加机制,可以将各种测井仪器的动态链接库动态安装到测井系统中．达到动态添加新仪器的目的,     

流动成像测井研究进展

流动成像测井属于对非均匀介质动态的非线性测量，通过对油气井内多相流体信息的投影扫描和反演处理，实时成像显示流体分布及流动状况，国外研制的电导法，电容法仪器采用电导探针或电容元件构成阵列测量探头，分别利用油气与水的导电特性和介电特性差异辨识井内流体，对流动截面的测量局限于个别点上，已在水平井中见到应用效果，但对物场信息投影测量的数据量和分辨率未能满足成像要求。我国提出的电磁法采用环状阵列电极构成测量探头，综合利用油气与水的导电和介电特性差异辨识井内流体，可以测量获得多相流体流动截面的清晰图像，为研究开发全新的流动成像测井系统奠定了良好基础。     

庐枞盆地科学钻探地球物理测井及深部铀异常的发现

庐枞盆地砖桥科学钻探ZK01孔为深部探测技术与实验研究专项在庐枞盆地施工的钻探验证孔,全井段实施了连续取心和地球物理测井工作.测井工作分三次完成,测井总深度1994.02m.测井项目包括视电阻率、极化率、磁化率、纵波速度、超声成像、自然伽马、密度、井斜、井径、井温、泥浆电阻率、井中三分量磁测等10多种方法,获得了钻孔剖面原位物性参数、钻孔几何形态及井壁超声图像.通过对地球物理测井和钻孔岩心编录等资料的研究,完成了岩性的人工识别与支持向量机判别,建立了钻孔测井解释岩性剖面;通过对矿化地层的测井响应分析,将电阻率和磁化率作为粗安岩矿化的识别标识;根据超声成像测井资料推断本地区深部地层最大水平主应力方向为南北走向.在ZK01孔1500~1900m发现放射性异常,对铀当量大于万分之一的21处异常进行了定量解释,铀矿化段累积厚度93.02m,为庐枞地区深部找铀矿提供了重大线索.     

微电阻率扫描成像测井方法应用及发展前景

阐述了微电阻率扫描成像（简称FMI）测井方法在我国的应用和发展前景。微电阻率扫描成像测井能够对井筒周围地层介质直观、清晰、高分辨率地成像,有助于解决当前测井技术面临的三大地质难题：砂泥岩薄互层储层的有效划分,裂缝性油藏的裂缝和储集性能分析,复杂岩性油藏的参数评价。但也存在测速慢、费用高、定量解释效果差等不足。国际三大测井公司在这方面的研究起步较早,并取得了重要的成果.且早已投入商用.我国在这方面的研究也有很大进展,在未来的发展中,应针对一些理论和技术上的难点分别突破,尽快推出更加适合我国地质特征的微电阻率扫描成像测井仪器和解释手段.     

An application of three-dimensional electrical resistivity imaging for the detection of an underground waste-water system

A 3D electrical resistivity imaging survey is presented in this paper. The objective was to investigate an underground wastewater system at the University of Malaya, Malaysia. Apparent resistivity data were collected along ten parallel lines using a Wenner-Schlumberger configuration; electrode cables were oriented in the x-direction with 3 m spacing. Roll-along measurements using a line spacing of 3 m were carried out covering a grid of 20 × 10 electrodes. All data sets were merged into a single data file in order to perform a 3D inversion. Two different 3D least squares algorithms, based on the robust inversion method and the smoothness-constrained technique, were used for the inversion of the apparent resistivity data. Both the horizontal and vertical extents of the anomalous zones found by inversion are displayed. The results indicate the superiority of the robust inversion method over the smoothness-constrained technique at this site. The results are in sufficient accordance with previously known information about the investigation area. The results show that 3D electrical resistivity imaging surveys, in combination with an appropriate 3D inversion method, can be highly useful for engineering and archaeological investigations as well as for environmental applications.     

塔河油田碳酸盐岩缝洞型储层的测井识别与评价方法研究

塔河油田奥陶系以碳酸盐岩为主，油气的主要储渗空间为裂缝和溶蚀孔洞，具有很强的非均质性．本文利用常规及成像测井资料，对碳酸盐岩缝洞型储层的识别与评价方法进行研究．为了综合各种测井方法识别裂缝，建立了综合裂缝概率模型，计算综合裂缝概率指示裂缝的发育程度．利用地层微电阻率扫描成像测井资料进行裂缝和溶蚀孔洞的定性、定量解释．定量计算的裂缝参数为：裂缝密度、裂缝长度、裂缝平均宽度、平均水动力宽度、裂缝视孔隙度；定量计算的溶蚀孔洞参数有：面孔率、孔洞密度．根据缝洞型储层孔隙空间类型及其中子孔隙度、补偿密度、声波、双侧向电阻率的测井响应物性特征，建立缝洞型碳酸盐岩储层复杂孔隙介质解释模型，用于确定裂缝、溶蚀孔洞孔隙度和评价储层．     

Migration scheme for imaging offset VSP data within local phase space

The imaging of offset VSP data in local phase space can improve the image of the subsurface structure near the well. In this paper, we present a migration scheme for imaging VSP data in a local phase space, which uses the Gabor-Daubechies tight framebased extrapolator (G-D extrapolator) and its high-frequency asymptotic expansion to extrapolate wavefields and also delineates an improved correlation imaging condition in the local angle domain. The results for migrating synthetic and real VSP data demonstrate that the application of the high-frequency G-D extrapolator asymptotic expansion can effectively decrease computational complexity. The local angle domain correlation imaging condition can be used to weaken migration artifacts without increasing computation.     

局域化相空间中的VSP偏移成像方法(英文)

对VSP资料进行偏移成像可提高井附近地下结构的成像分辨率。本文给出了一种基于局域化相空间波场分解的VSP偏移成像方法。此方法采用了基于Gabor-Daubechies紧标架的延拓算子(G-D延拓算子)及其高频渐近形式对相空间波场进行延拓;基于局部平面假设,提出了一种局部角度域相关成像条件。合成和实际VSP资料的偏移成像结果表明,在满足渐近展开的条件下利用G-D延拓算子的高频近似式能够有效的减少计算时间;采用局部角度域相关成像条件能够在不增加计算量的同时,有效减弱VSP成像剖面上的偏移假象。     

三维高密度电法在底板水探测中应用

针对目前采用二维高密度探测矿井底板水, 只能获得巷道底板的富水性特征, 而不能获得工作面内部的底板富水性情况的现状,研制出了通过在工作面周边铺设电缆,采集工作面底板三维数据体的设备及数据处理软件,并结合三维成像技术,实现了工作面底板富水性采前三维探测、三维数据体垂直及水平切割技术.结合新汶煤田协庄煤矿71504W工作面应用实例,介绍了三维高密度电法技术在底板水探测中的应用, 实现了对工作面底板富水性采前三维数据体的采集、采场底板含水性三维电阻率成像, 可方便地进行水平及垂直切片, 将工作面底板富水状态直观地表现出来,说明了该技术的实用性和有效性.     

井间超声波层析成像及其在岩溶勘察中的应用

井间超声波CT技术采用网格法进行射线追踪，应用逐次线性化迭代与带阻尼最小二乘QR分解相结合的方法进行图象重建. 该技术应用于工程地质勘察领域，能够达到采用相同反演方法的井间地震波CT技术所无法达到的勘察精度要求．工程实践证明，对于井间距超过30 m的情况，超声波CT能分辨大于60 cm的地质异常体. 此方法在工程地质勘察领域具有广阔的应用前景．      

超声CT理论与方法综述

目的概述超声CT(Computed tomography)理论的发展过程中提出的的一些主要的理论和方法.方法分别对无散射条件下透射型超声CT、反射型超声CT以及衍射断层成像(diffraction tomography)的相关理论的研究目的、基本思想,以及相应的图像重建算法做了简要的概述,同时介绍了反散射(inverse scattering)问题在超声成像中的应用.结论由于超声传播的复杂性,各种超声CT理论都有其自身的成立条件,从而使得CT理论的应用范围有限.     

医用PET系统技术概述

PET(正电子发射成像)是当今高层次的核医学技术。它综合了核技术、核电子学、计算机、数据处理等领域中的尖端技术,是当前医学界最先进的大型医疗诊断成像设备之一,在肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病的临床诊断中发挥着越来越重要的作用。本文以国产32环高档临床PET为例,较详细地介绍了PET设备的工作原理、总体基本结构及各子系统基本功能,对PET整机性能及其临床应用也做了简述。