三维频散介质中地质雷达信号的FDTD数值模拟

考虑频散介质的电磁波传播,引入随频率变化的电位移矢量D,并对电场强度E和电位移D进行标准化。开发出一种计算介电常数随频率变化满足Debye关系的频散介质中麦克斯韦方程的时间域有限差分（FDTD）解法,并编写了相应的计算原代码。在边界部分引入假象的介电常数和磁导率,实现了边界的无反射吸收,避免了Berenger完全匹配层中场分裂过程,提高了计算效率。计算实例可以看出频散介质中波的传播情况。     

多频电磁波测井的数值模拟

从麦克斯韦方程及本构关系出发,导出了频率域中的电磁波动方程。采用有限差分方法,对波动方程求数值解。设计的程序可模拟实际的测井过程。程序执行后给出模拟测井曲线。数值模拟试验表明,多频电磁波测井对区分油水层是成功和有效的。     

用于多频电磁波测井的圆锥螺旋式有源接收天线

对用负阻抗变换电路同圆锥螺旋天线相结合，构成的有源接收天线进行了理论分析。并给出了该有源天线稳定工作的条件和设计原理。结果表明，用该方法设计的有源接收天线具有很宽的频带、较高的灵敏度和很小的尺寸，是多频电磁波测井较为理想的接收天线。     

多频电磁波测井物理模拟实验的方法技术

为了对多频电磁波测井有进一步的了解，针对在石油勘探中的油层、水层情况，研制了模拟实际测井环境的地层模型，并对天线的选择、空间电磁场的影响和反射波的干扰等因素进行了讨论，并提出和总结了关于实验装置的组构、各种模型参数的选取、幅度和相位的测量及数据的采集等一套较完整地实验方法和测量技术。     

用于多频电磁波测井的圆锥螺旋式有源接收天线

对用负阻抗变换电路同圆锥螺旋天线相结合，构成的有源接收天线进行了理论分析。并给出了该有源天线稳定工作的条件和设计原理。结果表明，用该方法设计的有源接收天线具有很宽的频带、较高的灵敏度和很小的尺寸，是多频电磁波测井较为理想的接收天线。     

用于多频电磁波测井的负阻抗变换式有源接收天线

本文对用负阻抗变换电路同小圆锥螺旋天线相结合,构成的有源接收天线进行了理论分析,并给出了该有源天线稳定工作的条件。结果表明,用该方法设计的有源接收天线具有较宽的频带、较高的灵敏度和较小的尺寸。是多频电磁波测井较理想的接收天线。     

泥浆侵入二维数值模拟

石油钻井中由于井底压力略大于地层压力, 使得钻井泥浆侵入到原始地层中, 改变地层的电阻率, 影响了电阻率测井的准确性.以油水两相流的渗流方程、对流扩散方程和阿尔奇公式为理论模型, 采用有限差分方法对泥浆侵入过程进行二维数值离散, 针对麻黄山西探区储层实际情况输入模型中有关参数, 分别对侵入时间24 h和48 h, 解得给定侵入时刻储层的压力、含水饱和度、地层水矿化度和电阻率在垂向和径向的分布, 计算结果与实际情况相符, 可用其对实际电阻率测井值进行校正.通过一个低侵算例验证, 结果与理论分析相符合, 因此该方法可以用于垂向上非均匀储层的泥浆侵入计算.      

FDTD方法模拟探地雷达探测硝基苯在介质中分布及电磁波响应特征

采用时间域有限差分方法对硝基苯在介质中的存在状态进行探地雷达的探测模拟,研究硝基苯在介质中的分布及电磁响应,讨论使用探地雷达探测硝基苯污染的可行性和分析污染程度,为污染的监测和治理提供信息。     

多频电磁波测井的时域差分法正演模拟

时域差分法作为 Ｍａｘｗ ｅｌｌ方程的直接解法,是由叶（ Ｙｅｅ）氏首先提出的,近些年受到国内外研究人员的广泛重视。它在波场计算中的普遍应用源于它自身的一些优点：①不受物理模型几何形状的限制;②不受制于散射因素;③是一种对瞬变问题的直接解法。给出了柱坐标系下 Ｍａｘｗ ｅｌｌ方程的时域差分公式,验证了方法软件的稳定性和计算的精度,对几种地层模型进行了模拟计算,取得良好效果。     

利用FCT方法压制弹性波数值模拟中的数值频散

在基于波动方程的有限差分数值模拟中,会不可避免地出现数值频散（也称网格发散）问题。数值频散问题通常会给数值模拟的结果造成严重影响,因此在数值模拟中,应尽量设法消除这种现象。这里在前人的基础上,在基于各向同性介质的弹性波方程的数值模拟过程中,通过引入通量校正方法来解决数值频散问题。由数值模拟结果表明,该方法可以有效地消除数值频散现象,大大改善数值模拟的结果。     

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。     

复杂3D瞬变电磁场FDTD模拟中需要解决的问题

为了实现缓变瞬态电磁场的时域有限差分(FDTD)模拟,引入了虚拟位移电流,使FDTD随时间步的递推能够进行。在以往较简单模型的计算中,利用时域瞬变场传播需要时间的性质,可将激励源化为初始条件代入,但是对于复杂3D模型,原有的方法不再适用,应当重新考虑源和边界条件的处理方法。由于实际源带有“斜坡”,故可采取将激励源模拟注入的方式;地下边界根据电磁波在导电媒质中快速衰减的特性设定,将改进的完全匹配层用于空中边界。分析表明,对于由空中和地下区域非均匀网格离散引起的时间稳定性问题,交替方向隐式FDTD是可行的解决办法。      

矿用电磁随钻伽马测井仪标定与试验

为有效识别煤层及其顶底板,针对煤矿定向钻孔施工需求,开发了矿用电磁随钻伽马测井仪。通过自然伽马测井刻度获得仪器刻度系数,采用标准井测试及煤矿井下穿层孔试验,获得矿用电磁随钻伽马测井仪多种测量曲线。通过与标准井伽马曲线对比及穿层孔地质资料分析,验证了矿用电磁随钻伽马测井仪测量结果的准确性。山西伯方煤矿井下应用试验表明,矿用电磁随钻伽马测井仪在定向钻孔施工中不仅能进行钻孔轨迹测量同时可有效识别煤层顶底板界面,对于指导煤矿井下定向钻孔施工、提高目的层钻遇率具有重要意义。     

时间域有限差分法(FDTD)对井中雷达的数值模拟

为了进一步认识雷达的探测性能，用数值模拟的方法来研究各种地质条件下雷达的信号反应。时间域的麦克斯韦差分方程可以用一系列的差分方程来表达，这个过程叫做时间域有限差分法(FDTD)。该方法可以有效地计算三维空间中电磁场的时间域信号。引入了可包含局部小网格的技术，计算精度和效率都得到了提高，同时，作为发射和接收的偶极子天线的模拟方法也得到了充分的考虑。计算了充水裂缝和一种矿体的井中雷达信号响应。结果表明，井中雷达可以用于探测地下充水裂缝和矿体。     

页岩气测井地层评价的方法与进展

页岩气测井地层评价主要围绕3个方面展开：①页岩气地层的岩性和储集参数评价,包括孔隙度、饱和度、渗透率等;②页岩的生烃潜力评价,主要包括干酪根的识别与类型划分、有机质含量、热成熟度等一系列指标的定性或定量解释;③岩石力学参数和裂缝发育指标的评价。特别是在资源调查和勘探的初期,如何从烃源岩中寻找最有利的页岩气藏富集,是地球物理测井的首要任务。近几年,国外在页岩气测井评价方面的工作主要体现在对ECS测井和高分辨率成像测井的应用。另外有研究表明,感应测井与岩石介电常数有关的X分量负异常与干酪根的存在及其类型之间有一定的相关性。     

页岩气测井地层评价的方法与进展

页岩气测井地层评价主要围绕3个方面展开：①页岩气地层的岩性和储集参数评价,包括孔隙度、饱和度、渗透率等;②页岩的生烃潜力评价,主要包括干酪根的识别与类型划分、有机质含量、热成熟度等一系列指标的定性或定量解释;③岩石力学参数和裂缝发育指标的评价。特别是在资源调查和勘探的初期,如何从烃源岩中寻找最有利的页岩气藏富集,是地球物理测井的首要任务。近几年,国外在页岩气测井评价方面的工作主要体现在对ECS测井和高分辨率成像测井的应用。另外有研究表明,感应测井与岩石介电常数有关的X分量负异常与干酪根的存在及其类型之间有一定的相关性。     

页岩气水平井TOC测井评价新方法

由于存在地层缺失、井眼穿层不断变化、重点层段测井曲线较少、井眼环境复杂、测井响应值与储层参数关系较为复杂等特点,页岩气储层水平井测井解释难度较大.针对该问题,本文采用“水平井钻遇地层模型—水平井间及水平井与直井响应差异分析—水平井曲线校正—基于直井的参数评价模型”的评价技术流程,进行页岩气水平井TOC测井评价.在测井评...     

人工井液电阻率测井测量时间确定方法

测量时间是人工井液电阻率测井的关键参数,长期依靠施工经验来确定,尚缺少该参数的计算模型和计算方法。为解决这一问题,从影响测量时间的地层富水性、渗透率、地层水的视电阻率、示踪剂溶解速度等多种因素入手,应用质量衡算定律建立测井最佳测量时间计算模型,推导出最佳测量时间计算公式,并通过现场钻孔对比实验验证。结果表明,模型建立的最佳测量时间计算公式可以为盐化测井测量时间的选取提供可靠的依据,可为人工井液电阻率测井获取含（隔）水层水文地质参数提供技术支持,更好地指导现场水文测井工作。     

声波测井薄层厚度计算公式的研究与应用

以解决工程实践难题为目的,首次提出了根据换能器与薄层所处位置不同,分别利用其不同求薄层厚度公式之观点。研究了声波测井薄层厚度定量计算公式,详细介绍了公式在高背景上检出Vp低值薄层,在低背景上检出Vp高值薄层的应用情况。并就薄层纵波速度的获取以及如何选用合适计算公式等问题作了一些探讨。同时,通过实例证明了这些措施对提高薄层厚度定量计算精度的重要性。