基于移动阵列电极的盾构超前探测正演响应分析

针对现有超前探测技术探测空间狭小、电磁干扰严重且难以应用于隧道掘进机（Tunnel Boring Machine,简称TBM）施工隧道等难题,采用一种基于移动阵列电极的盾构超前探测方法。运用Comsol Multiphysics有限元仿真软件建立地电模型,对不同地质情况进行正演响应分析。结果表明：存在保护电极时,电压分布范围明显扩大,表明探测范围增大,为提高探测效果,有必要添加保护电极;异常体的尺寸、形状、位置改变会影响测量电压分布呈现规律性变化,表明这种方法对异常反应的响应良好;通过移动阵列电极盾构超前探测物理模型实验结果对比证明了基于移动阵列电极的盾构超前探测方法的可行性。     

侧向测井电极系结构影响分析及阵列化测量新方法

针对目前广泛使用的侧向测井电极系结构和聚焦方式,利用有限元数值模拟方法研究了三种常见的侧向测井电极系结构对电极系数、井眼影响系数、径向探测深度的影响;对比硬件聚焦中监督电极残余电位差对测井响应的影响,引入聚焦系数,提出了一种利用软件聚焦实现阵列化测量的新方法;利用Oklamoha标准地层模型验证了方法的正确性。结果表明,不同电极系结构和电极系的不同部分对测井响应的作用不同,其中电极系绝缘部分长度对探测特性的影响很大,在电极系设计过程中应重视绝缘尺寸对探测特性的影响。采用软件聚焦方式,不仅消除了硬件聚焦方式中残余电位差的影响,而且在不改变双侧向电极系结构的基础上,选择聚焦系数为0~1.1,得到了不同径向探测深度的测井曲线,实现了类似于阵列侧向测井中的阵列化测量。测量结果表明,电极系数随着聚焦系数的增大而减小,井眼影响系数保持在0.80~1.16,并提高了径向探测能力,最大探测深度达到2.0 m以上,获得更丰富的地层电阻率分布信息。     

基于改进差分进化算法的阵列侧向测井反演

针对阵列侧向测井反演受给定初值影响的问题,将阵列侧向测井反演问题转化为无约束的非线性全局优化问题,提出了一种基于改进差分进化反演的新方法。在30次随机计算中改进差分进化算法与差分进化算法相比,其寻优成功率可以达到93.3%,平均进化代数为差分进化代数的1/8,其最优适应度也仅为差分进化最优适应度的一半。通过对阵列侧向模型进行反演计算,表明该算法满足电测井反演的需求。改进差分进化方法可有效地解决传统优化方法反演结果对初值的依赖性问题。     

电法测井的三维有限差分正演

研究了电法测井不同测量方式(井—地,地—井,井—井)下点源场井中电法的三维有限差分数值模拟。采用六面体网格剖分方式来对模型进行剖分,运用一维非零元素行压缩存储模式来存储系数矩阵,减少了内存需求和计算量;采用不完全 Cholesky 共轭梯度(ICCG)方法来求解线性方程组,提高了求解效率;编制了相应的程序实现了井—地、地—井、井—井、倾斜井条件下的电法测井三维有限差分数值模拟。设计的算例结果验证了该算法的正确性和效率性,并且分析了各种情形下的异常特征,为进一步的反演工作打下了基础。     

裂缝性储层裂缝的阵列侧向测井响应数值模拟

为了研究裂缝性储层裂缝的阵列侧向测井响应, 采用裂缝组平板裂缝模型, 利用三维有限元方法, 进行不同裂缝参数条件下的高分辨率阵列侧向测井响应数值模拟.表明阵列侧向视电导率和裂缝孔隙度与裂缝流体电导率成线性关系; 低角度裂缝的阵列侧向深浅视电阻率呈现负差异特征, 高角度缝呈现正差异; 相同裂缝孔隙度下, 裂缝密度增加可使得阵列侧向视电阻率增加, 当裂缝密度足够大时, 测井响应特征基本不随裂缝密度发生变化; 交叉缝的测井响应与具有相同角度的平行裂缝组差异明显, 且不同倾角组合的交叉缝的测井响应之间差异明显.阵列侧向测井对裂缝有较强的敏感性, 根据其测井视电阻率大小可以评价裂缝孔隙度, 根据深浅视电阻率的幅度差异可以研究裂缝的产状, 这些为将阵列侧向测井用于裂缝性储层裂缝评价有指导意义.      

煤层气储层裂隙阵列侧向测井响应数值模拟与分析

裂隙是煤层气储层重要的流体渗流通道,是煤层气有效储集体形成的重要条件。研究裂隙的测井响应特征是确定煤层裂隙参数的关键。利用三维有限元方法,确定不同裂隙条件的阵列侧向测井响应。研究表明：阵列侧向测井修正的视电导率与裂隙孔隙度、裂隙流体电导率基本为线性关系;随裂隙倾角增大,阵列侧向视电阻率升高;随基块电阻率增大,阵列侧向视电阻率增加;高角度裂隙(组)的阵列侧向测井深浅视电阻率呈现正差异,而基块电阻率较大的低角度裂隙(组)的响应可呈现负差异特征;相同裂隙孔隙度下,裂隙密度增加可能使裂隙组的阵列侧向视电阻率增加,当裂隙密度足够大时,测井响应基本不随裂隙密度发生变化;交叉裂隙的测井响应与平行裂隙组差异明显,且不同倾角组合的交叉裂隙的测井响应之间差异明显。     

测井资料环境影响因素分析及实用校正方法研究

头屯河组是准噶尔盆地腹部陆西地区SN大型岩性油气田的主要油层组之一,由于井径垮塌严重,致使声波、密度测井曲线严重失真,制约了储层预测技术的应用.经分析认为,井径垮塌是因水基泥浆浸泡泥岩导致膨胀蚀变所致,泥岩段原状地层电阻率(RT)基本不受泥浆浸泡影响.据此,建立了井径垮塌段原状地层电阻率(RT)和声波速度,以及声波速度和密度之间新的关系式.应用新的关系式分段对声波和密度进行校正,最后采用滤波公式作平滑处理.应用该方法获得了高质量的声波测井曲线和密度测井曲线,提高了合成记录制作质量,保证了层位标定和井约束下的波阻抗反演结果的正确性,能更有效地解决由于头屯河组地层普遍扩径给岩性圈闭识别带来的困难.     

一种重磁正演型的快速计算方法

重磁勘探的正问题是解反问题的基础。为了正确地选择和布置测网,分析由观测得到的异常,以探求其地质原因或确定引起异常的地质体的某些产状要素等,经常需要研究正问题。在建立了合理的地质体模型的前提下,寻求好的计算方法方面的问题主要有二:一是其准确性,或计算精度高;二是在准确的基础上提高运算速度。本文讨论一种较简单的,但有一定用处的分层组合长方体模型及其快速计算方法。     

重磁异常快速正演计算的一种方法

前言重磁异常的正演计算以往大多在空间域进行,所用模型的计算公式都比较复杂,计算速度慢,特别是三维情况更是如此.近年来,这种正演计算为普遍地改在频率域进行,计算速度变快,但由于在频谱数字化过程中存在的一些问题,使计算精度受到一定的影响. 我们根据文献中所提供的矩形棱柱体磁     

介绍一种重磁异常的快速正演方法

前言最近文献中刊载了一种快速计算任意形状物体重磁异常的富氏变换法,其基本原理如下: 具有均匀密度或均匀磁化强度分布的任意形状物体的重力与磁力异常均可表示为场源几何形状函数与格林函数的褶积。因此,它们的频谱可以表示为这两个函数的富氏变换的乘积。要计算物体引起的重磁异常,关键在于给出格林函数与场源几何形状的富氏变换,然后再对这两个函数的富氏变换的乘积作反富氏变换。场源几何形状由描述物体形状的解析式给出,格林函数则仅与观测点的位置和磁化强度矢量或密度有关,而与场源的几何形状无关。所以,对于某种场位来说,只要一次     

CSAMT全区视电阻率电场正演迭代拟合近场校正方法

利用水平电偶源激发的电磁场,提出了正演迭代拟合电场强度的CSAMT近场校正方法.实验应用表明,在远区该方法的结果等于卡尼亚电阻率,在近区和过渡区则明显改善了卡尼亚电阻率的非波区场畸变.使用该方法能扩大CSAMT的勘探深度,扩展应用领域,更形象地反映地下介质的垂向电性的变化.     

高斯束线性正演模拟方法研究

Born近似描述了介质扰动引起的一次散射现象,是线性化地震反演的重要基础.笔者基于Born近似,利用高斯束传播算子表征格林函数,推导得到基于地下慢度扰动的一次反射波场理论公式,称这种反射波场的模拟为高斯束线性正演.在编程实现方法的基础上,通过对绕射体模型、复杂砂砾岩体模型以及起伏地表模型进行数值模拟,并对模拟产生的多炮记录进行偏移试验,结果表明:①高斯束线性正演能够准确地模拟出不含直达波和多次波的一次反射波信息;②对高斯束线性正演产生的多炮记录进行偏移能够恢复模型构造特征;③高斯束线性正演易于实现面向目标的数值模拟.     

水平井和大斜度井中阵列侧向测井响应数值模拟

针对水平井和大斜度井中阵列侧向电极系的工作原理,利用多电场叠加方式进行电场合成,采用三维有限元方法模拟仿真各个分电场的场分布,进而利用电场线性叠加原理得到阵列侧向测井响应。在基于计算机仿真的基础上,得到阵列侧向五条测井曲线的径向探测深度,阵列侧向径向探测深度要小于深侧向探测深度。考察了三维地层模型下井斜和侵入深度变化对阵列侧向测井响应的影响,分析了水平井和大斜度井中阵列侧向测井响应特征。模拟结果表明,在井斜小于15°时,阵列侧向测井响应受井斜影响小,可以不进行井斜校正;井斜超过60°的大斜度井以及水平井中,阵列侧向测井响应视地层厚度逐渐增大,测井响应值与直井条件下响应值差别较大,必须进行井斜校正。     

基于矢量有限元的大地电磁快速三维正演研究

本文采用直接求解器PARDISO且无需散度校正的正演方案,求解矢量有限元法对应的大型线性方程组,获得不同地形(水平和起伏)条件下地电模型的大地电磁响应,提高了大地电磁三维正演计算的速度。在中等规模计算条件下,通过本文的计算方法与带散度校正的迭代求解法对比,计算速度可提高十倍以上。     

井中复电阻率谱的正演方法

本文概述了井中复电阻率谱(CR谱)的两种正演方法:用解析公式作理论计算及水槽模型实验。特别着重介绍了从CR频率谱求时间谱的转换计算及时谱的常用参数表达形式。介绍了获取井中CR谱的水槽模型实验技术并给出了一些模型实验曲线。这些成果表明,从模型实验曲线总结的CR谱性态特征及分布规律与理论计算曲线总结的规律完全相符。     

起伏地形重磁三维快速正演计算

正演是反演技术的基础,正演速度和求解反演问题的系数矩阵存放一直是起伏地形下重、磁三维反演的关键技术问题。这里提出了一种起伏地形下重磁快速正演计算方法,其计算原理是根据反演在垂向的剖分层数,利用水平地形正演计算形成二个不同大小刻度标尺矩阵,然后在模型空间,使用分段线性插值的方式,直接计算出起伏地形观测点的正演值。该方法的主要特点是在保持很高的计算精度下计算速度可提高二倍,且节省计算内存,适合起伏地形下重磁三维反演技术研究。     

任意密度分布复杂地质体重力异常快速三维正演方法

解决任意密度分布复杂地质体重力异常三维正演快速、高精度计算问题,是实现重力三维反演、人机交互解释建模的关键。针对该问题,从积分方程出发,提出一种波数域重力异常三维正演方法,其关键环节包括三个方面:(1)将研究区域剖分成许多规则小棱柱体,每个小棱柱体密度值可以任意给定,以此刻画任意密度分布和起伏地形条件下的复杂地质体;(2)给出一种新的高精度均匀棱柱体重力异常二维波数域的计算公式,用于计算组合棱柱体模型的重力异常;(3)采用Gauss-FFT法将重力异常从波数域转换到空间域,保证计算效率的同时,有效克服了传统FFT法引起的边界效应问题。模型算例检验结果表明,该算法计算速度快、精度高,对于剖分为百万个棱柱体的模型,耗时只需几秒。     

定向延迟组合激发正演照明方法及应用

基于波动方程照明分析原理和组合震源激发理论,对二维声波波场进行规则网格有限差分正演模拟,并给出组合震源照明度的计算方法,对于多个震源组合激发,通过改变相邻两个震源之间的激发时间,激发所产生的地震波场会沿着某一确定的方向传播,可以增强地下特定的区域的地质体的照明分析。模型试验结果表明,震源数目越多,激发的地震波最大能量指向越集中,改变震源之间的延迟时间,可以调整波场的传播方向,该方法对于分析简单的二维模型以及复杂的逆冲推覆构造模型和marmousi模型的照明能量分布均适用,对于指导炮点的设计有借鉴意义。     

成像测井数据处理中分辨率匹配及深度校正方法

成像测井由于分辨率高、信息量大而得到广泛应用。但其采样密度相当高,在深度校正数据预处理中,当与常规测井数据进行分辨率匹配时带来了困难,通常的插值方法都不能很好地解决这一问题。采用快速且精度较高的阿克玛(Akima)光滑等距插值方法,对常规测井自然伽马(GR)曲线进行插值处理,在此基础上采用相关分析方法,确定成像测井带测GR曲线的深度偏移量。结果表明,该方法能够快速地进行测井数据分辨率匹配及有效地校正成像测井曲线的深度误差,为进一步提高成像测井图像解释的精度奠定了基础。