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.     

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.     

电磁波对轴对称二维层状介质的散射

本文讨论了任意N层平面分层,每层又可具有任意柱面分层的轴对称二维非均匀有耗介质结构,分析电磁波在其中的传播、散射特性.由于采用电磁场的数值模式匹配理论,径向用离散数值本征模式替代连续模,纵向则用模式匹配方法导出场递推关系的解析表达式,大大减少了数值计算量,而计算精度不变.场的数值结果可很好的再现地下电参数剖面.相应的数值分析程序可用于从感应测井到电磁波测井的计算机辅助解释.     

电磁波对轴对称二维层状介质的散射

本文讨论了任意N层平面分层,每层又可具有任意柱面分层的轴对称二维非均匀有耗介质结构,分析电磁波在其中的传播、散射特性.由于采用电磁场的数值模式匹配理论,径向用离散数值本征模式替代连续模,纵向则用模式匹配方法导出场递推关系的解析表达式,大大减少了数值计算量,而计算精度不变.场的数值结果可很好的再现地下电参数剖面.相应的数值分析程序可用于从感应测井到电磁波测井的计算机辅助解释.     

电磁波测井的混合波模型

本文提出一种混合波模型,用电偶极子和磁偶极子等效裂缝天线,兼顾了以往各种理论模型的优点.对胜利油田的电磁波测井（EPT）资料,分别用混合波模型和平面波模型求解得到的介电常数代入各种解释模型,计算储层的含水饱和度,再与实际岩芯测量建立的关系相比较,证明混合波理论模型更合理,解释结果更接近实际.     

多层电磁波测井反演

针对轴对称二维非均匀介质地层,以两接收线圈的相位差和幅度比为附加条件,建立了反演地层介电常数和电导率的电磁波测井反演数学模型．针对反问题的不适定性,利用正则化方法建立了反演的选代法．为克服层位较多时整体反演在存贮量、计算量等方面的问题,考虑了一种每次反演一个目的层的多层反演方案,并针对6层和10层模型进行了数值模拟．模拟结果表明,以相位差和幅度比为测井响应来反演介质电性参数是可行的,并适合于薄层解释,但对多层模型不能采用整体反演．     

电磁波测井的混合波模型

本文提出一种混合波模型,用电偶极子和磁偶极子等效裂缝天线,兼顾了以往各种理论模型的优点.对胜利油田的电磁波测井（EPT）资料,分别用混合波模型和平面波模型求解得到的介电常数代入各种解释模型,计算储层的含水饱和度,再与实际岩芯测量建立的关系相比较,证明混合波理论模型更合理,解释结果更接近实际.     

多层电磁波测井反演

针对轴对称二维非均匀介质地层,以两接收线圈的相位差和幅度比为附加条件,建立了反演地层介电常数和电导率的电磁波测井反演数学模型．针对反问题的不适定性,利用正则化方法建立了反演的选代法．为克服层位较多时整体反演在存贮量、计算量等方面的问题,考虑了一种每次反演一个目的层的多层反演方案,并针对6层和10层模型进行了数值模拟．模拟结果表明,以相位差和幅度比为测井响应来反演介质电性参数是可行的,并适合于薄层解释,但对多层模型不能采用整体反演．     

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     

电磁波测井的现状和发展趋势

作为地球物理测井重要手段之一的电磁波测井能够同时测量井周地层的电导率和介电常数,而这些常数对于评价地层的含油性是至关重要的．前苏联在这方面的研究起步最早,并取得了重要的成果．而目前投入商用的主要美国等石油公司的产品．我国在这方面的研究也起步较早,但由于技术上的原因,目前还没有投入商用的产品．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,尽快推出我国自己的电磁波测井仪器和解释手段．     

电磁波层析成像阻尼因子引入与应用

在电磁波层析成像(EWCT)中采用数据预处理模型，引入新的阻尼因子估计方法.首先对原始数据进行滤波，快速获得初步解，利用该过程的滤波因子来估计阻尼因子加入LSQR算法中.工程应用表明，在成像质量和算法效率上具有一定优点.     

各向异性半空间上方垂直磁偶极子电磁场的球面波展开式

文中推导出单轴各向异性媒质半空间上方垂直磁偶极源电磁场的精确解析表达式. 应用圆柱波函数的球面波展开式和超几何函数理论,场分量中的索末菲尔德型积分被表示成快速、绝对收敛的球面波函数系展开式;展开系数是以物性参数为复宗量的勒让德多项式. 该展开式数学物理意义明显,并且不受场点和源点的位置、媒质的物性参数和频率等条件的限制. 利用本文的结果可十分方便地计算和分析任意场点处的电磁场分布.     

井间电磁场的一维、二维联合反演方法

提出了针对轴对称二维井间模型的一维、二维联合反演方法.该方法基于纵向成层背景地层的Green函数,以一维反演结果作为联合反演的迭代初始值,同时反演一维背景地层和二维异常剖面的电导率.采用递推技术计算Green函数的系数,可以很方便地同时得到Green函数对空间坐标的积分和对背景层电导率的微分,大大加快了计算雅可比矩阵〖WTHX〗M〖WTBZ〗的速度并使计算方便、准确.反演实例说明了该方法的有效性.反演实例还显示,背景层电导率较二维成像剖面的电导率收敛速度要快,测量数据的精度对二维剖面电导率成像质量的影响大于对背景层电导率分布的影响.     

利用积分方程的加速迭代算法计算随钻电磁波电阻率测量仪器的响应

采用改进型逐次逼近解法(MSAM)和Aitken加速技术相结合的迭代算法计算二维积分方程.该算法将纵向成层原状地层作为背景地层,将计算区域限制在井眼和侵入带内,具有未知量数目少、收敛速度快、计算精度高的优点.利用该算法对随钻电磁波电阻率测量仪器在轴对称二维地层中的响应进行数值模拟.模拟结果显示,幅度衰减曲线和相位移曲线受井眼、侵入和围岩的影响程度不同,二者径向探测深度和垂向分辨率也有差异,利用补偿后的幅度衰减电阻率曲线和相位移电阻率曲线交叉点的坐标可精确确定地层层界面位置.     

二维粘弹性随机介质中的波场特征分析

通过交错网格有限差分正演,模拟了平面地震波在二维粘弹性随机介质模型中的传播及其自激自收时间记录．为研究粘弹性随机介质模型中的波场特征,我们在理论记录(垂直分量)剖面上选取两个时间区段;在这两个不同的时间区段上,分别计算剖面的三个统计特征(横向中心频率、纵向中心频率、波场能量相对值)．这样,对应每一个粘弹性随机介质模型,我们均可计算得到6个不同的波场特征量．我们通过在二维粘弹性随机介质中的正演模拟,研究当自相关长度以及粘弹吸收系数变化时,对应的上述波场特征量的变化特点,最终得出了若干结论。     

磁性层状介质的CSAMT电场分量响应特征

在传统的勘探电磁学理论中,往往把岩层磁导率近似看成空气中的磁导率,从而得到简化后的电磁场响应式,主要用于指导非磁性介质情况下的电磁探测.本文开展了磁性介质的电磁响应理论、数值模拟和特征分析等研究,以便实现对磁性矿体的电磁精细探测.首先推导出磁性层情况下的电磁响应表达式;然后,计算了几种典型磁性介质地质断面的响应曲线,并对其响应特征进行了分析;研究结果表明：当磁性层位于地表时,当表层相对磁导率μr>1.2,磁性层对电磁测深曲线具体明显的影响;当岩层为中间层时,只要μr>1.2,对H型、A型曲线中段会有影响.对H型曲线,主要表现在使极小值处的曲线抬高、变宽,以致使曲线形态发生变化;当磁性层处于最后一层时,不论岩层的磁导率是多少,对各类二、三层曲线来讲,不会影响曲线的形态,只是使渐近线前第一个极值点的位置右移,极值点至渐近线之间的线段变得较为陡峭.     

改进的二维数值波浪水槽在波浪破碎中的应用

Song和Banner（2002,简称SB02）利用二维数值波浪水槽（Drimer和Agnon开发,并被Segre改进,简称DAS）研究了深水及中等水深下波群破碎,并依据波群内部能量调制和演变特性提出一个新的波浪破碎阈值.本文利用两个DAS改进模型对SB02的波浪破碎结果进行检验和比较,并研究底面斜坡坡度对SB02破碎判据的影响,其中第一个改进模型（简称MDAS1）修正了DAS中某些积分的计算错误,第二个改进模型（简称MDAS2）在自由表面上用三阶元取代原来的线性元.研究表明： MDAS1和DAS的结果非常一致;而MDAS2和MDAS1相比,波浪临界破碎时的造波板振幅、破碎时刻和局部能量极大值的最大平均变化率δmax都会发生变化,但MDAS2仍然符合SB02提出的破碎阈值.由MDAS1模拟中等水深下波群在坡度为1∶500、1∶300、1∶150和1∶100斜坡上的破碎结果表明：随着斜坡变陡,波群的局部能量极大值μ增大,δmax在临界非破碎情况下微弱变小,在临界破碎情况下急剧增大,SB02提出的破碎阈值在中等水深下坡度小于1∶100的斜坡上仍然有效.     

基于二级近似离散复镜像法的低频电磁格林函数计算

本文讨论了利用二级近似离散复镜像法实现低频格林函数快速、精确的计算.通过数值分析,给出了在低频电磁场计算中该方法近似参数的选取原则.(1)二级近似的积分区间里谱格林函数采样个数N为十倍的近似多项式的个数M;(2)总的积分区间L2大小约为40/r,r为收发距离;(3)两个积分区间的分界值L1为总的积分区间大小L2与第二个积分区间采样数N1的比值的Q倍;(4)Q的最优值根据谱格林函数拟合相对误差随Q值变化的近似误差曲线与横轴的交点来确定.将该参数选取原则应用到有限长双极源电磁场计算中,计算得到的视电阻率和直接积分结果吻合,且具有更高的精度,表明本文提出的计算方案是可行的.