新型电磁随钻测量系统信道传输特性研究

电磁波随钻测量不受钻井液性质影响,因而优势得以突现,但其发展瓶颈在于信号传输距离短。论述了电磁波通道式MWD (measurement while drilling)传输装置信道计算的等效传输线法,分析了天线参数、激励源频率等参数的变化对检测电压的影响规律,并通过计算探讨了影响电磁波传输质量的因素。结果显示,地面检测电压随金属环长度增大而增大;温度是对电磁信号传输装置影响显著的一个参数,它能彻底改变电子元件的工作性能,使其丧失功能。因此,工程技术人员可利用等效传输线理论,合理地选择所用激励装置尺寸参数,从而达到优化天线尺寸的目的。     

垂直磁偶极子电磁频率测深法

垂直磁偶极子电磁频率测深法,原名为地面电磁波法(Melos)。此法系法国地调局在六十年代于原大地电磁测深法的基础上,利用1954年Wait推导的垂直磁偶极子场强的公式,经过数学上的变换,建立了“中区场”测量的电磁频率测深法。通过探测地层的深度和电阻率来达到探矿的目的。     

煤矿水平孔复杂地质模型方位电磁波响应数值模拟

煤岩界面的预先、精准识别是实现煤矿巷道自动化掘进和煤矿智能化的关键技术之一,方位电磁波仪器探测距离较大,能够分辨岩性界面和界面方位,在油田测井中已取得成功应用,但在煤矿领域应用较少。为了研究方位电磁波测井在煤矿复杂三维(3D)模型中的探测性能,使用有限元数值模拟方法,考察了方位电磁波测井在煤矿测量环境中,不同发射频率和源距时受钻孔内流体的影响,以及采空区和起伏地层边界对方位电磁波测量的影响。结果表明:对于煤矿测井中的常见情况——孔中流体为空气时,方位电磁波响应受钻孔的影响较小;方位电磁波测量信号能够反映地层界面的起伏变化,其探测能力与发射频率、源距有关;方位电磁波响应对低阻采空区较敏感,但在高频发射时可以利用相位差信号实现对高阻采空区的探测。方位电磁波方法为煤矿井下水平孔煤岩界面和采空区测量提供了一种新技术手段,具有较大的应用潜力。      

基于球体层状介质模型的大地电磁正演

目前大地电磁测深法的一维正演理论,是基于平面波垂直入射水平层状介质的假设模型。但由于地球是一个球体,因此有必要研究基于球状介质模型的大地电磁正演理论。这里详细推导了基于球体层状介质模型的大地电磁正演公式,计算了若干理论模型。通过同基于水平层状介质模型的大地电磁正演结果对比,验证了正演公式的正确性。同时,指出当探测周期增加到上万秒时,阻抗相位会增大;而当探测周期增加到数十万秒时,视电阻率会减小。     

海南石碌矿区基于电法测井数据的水文地质参数求解

通过利用电法测井在水文地质调查中的优越性:遥测透视功能、高效率、低成本、精度较高、有效探测范围大的特性,对海南石碌矿区进行水文地质钻孔测井,获取孔中丰富的物性和场位信息。通过解析测井资料与钻探地质资料相互验证,提高了钻孔的利用率。利用水文地质参数模型,求取地质体的矿化度、渗透系数、孔隙度、含泥量等重要参数。电法测井是地下水文地质勘查和地下水评价的可行方法,它能提供可靠的水文地质资料,在水文地质调查中的应用有着重要的意义。     

地球物理勘探在探测煤矿采空区覆岩“两带”中的应用

介绍了地质雷达法、电磁波CT成像法及瞬变电磁法在探测煤矿采空区覆岩“两带”的应用。认为地球物理勘探方法在观测钻孔不足或冲洗液消耗量法不能顺利进行时能有效地探测煤矿采空区覆岩“两带”,特别是瞬变电磁法有分辨率高,抗干扰性强的特点,值得推广。     

有耗媒质中电缆对天线辐射圈的影响

本文讨论了钻孔电磁波法中,电缆对天线辐射场的影响.经过理论分析和实验验证,提出了抑制这种影响的一些有效的措施.     

钻孔瞬变电磁法研究现状综述

与航空、地面瞬变电磁法不同,钻孔瞬变电磁法将接收探头置于钻孔之中,由于距离探测目标更近且远离地表,不仅可以观测到更强的响应信号,还可有效削弱孔外各类电磁信号的干扰,能够满足大埋深、精细化探测需求,尤其是深部盲矿和水害探测。通过回顾各类钻孔瞬变电磁法(回线源地?井、电性源地?井和隧(巷)道钻孔瞬变电磁法)的研究历史,总结各类方法在正演模拟、反演成像、仪器装备和应用案例等方面的研究现状。研究结果表明:回线源地?井瞬变电磁法研究基础丰厚,发展较为全面,已在生产中取得较多成功应用;而电性源地?井和隧(巷)道钻孔瞬变电磁法研究基础薄弱,由于理论方法、探测装备、反演技术等方面的限制,目前尚未得到广泛推广与应用,整体仍处在初步研究阶段,相关技术仍有待进一步提升。未来发展方向可以从以下几个方面入手,如带地形三维反演、快速地形校正方法、伪随机发射、多辐射源发射、套管干扰消除和多参数地球物理方法联合解释等,形成完善的钻孔瞬变电磁法理论和解译方法,为深部矿体探测、煤矿和隧道含水构造探测提供理论依据。      

雷达测井数值模拟及电磁波传播特征分析

雷达测井是一种新型的高频电磁波测井方法,实际测井时其信号会受到钻井液、泥浆侵入及井筒结构的影响。建立了泥浆侵入环境下的裸眼井雷达测井模型,采用数值模拟的方法对泥浆侵入环境下的电磁波传播特性进行了研究,分析了井下几个关键参数对雷达接收信号的影响。研究结果表明:储层中传播的电磁波呈现出耳郭状明暗交替的波阵面特征,使得接收波形较为复杂;过大的天线收发间距会影响侵入前缘反射波成分的正确提取,泥浆层的厚度对于电磁信号的衰减有影响,泥浆矿化度对于信号的衰减和相位畸变影响很大。因此建议在实际测井时应合理地设计收发天线间距,并尽量使井下天线靠近井壁,雷达测井的有效使用应该限制在淡水泥浆钻井的储层环境中。     

煤矿底板孔间电磁波衰减系数层析成像

为解决煤矿工作面底板注浆钻孔间遗留隐伏构造的探查和注浆效果评价两大问题,弄清孔间电磁波透视在数据冗余度不足条件下的成像精度,采用全空间偶极子电磁波传播公式计算电磁响应数值.讨论孔中电磁波透视施工所采取的施工方式,数据整理方法与常规电磁波方式的异同,通过模拟揭示了电磁波孔中透视取得良好效果的可能性.模拟结果表明,在透视数...     

TEM拟地震解释中的反射系数确定

在反射波地震勘探中,能观测到输入大地中的地震波在介质的分界面上的反射,这些反射组成的时间序列就是地震记录,而记录上所显示的反射序列可以看作是地下介质的脉冲响应。TEM电磁波场源同样存在二次波和透射波,从电磁波和弹性波在介质中传播的相似性角度认识,存在二次场拟地震解释的条件。其中,对它们的反射系数函数的对比分析,是认识两者有机地联系的关键。本文就是基于上述理论,运用解释地震资料的方法解释电磁法资料。     

基于声波测井的冻土区孔隙型水合物储层水合物饱和度估算方法

水合物饱和度参数的准确计算对于水合物资源量的评价至关重要。本文提出利用超声波测井资料与等效介质模型相结合的方法,可有效评价祁连山冻土区孔隙型水合物储层水合物饱和度变化特征,并在典型孔隙型水合物钻孔DKXX-13进行了应用。基于等效介质理论的弹性波速度模型正演模拟的纵波速度相比基于双相介质理论的弹性波速度模型更加吻合实际测井纵波速度,可用于分析孔隙型水合物储层的纵波速度特征;通过正演模拟的纵波速度与实际测井纵波速度的对比,识别出X30.0～X30.2m、X30.3～X30.4m、X31.1～X31.6m、X31.7～X31.9m、X32.0～X32.2m井段存在水合物,水合物赋存井段地层的水合物饱和度变化范围为13.0%～85.0%,平均值为61.9%,与标准阿尔奇公式估算结果和现场岩芯测试结果基本一致。研究结果可为祁连山冻土区水合物地层测井评价与地震勘探提供理论依据和技术支撑。     

构造裂缝发育型砂岩储层定量评价方法及应用——以库车前陆盆地白垩系为例

针对构造裂缝发育型、深埋致密砂岩储层,依据露头、岩心、薄片、物性、古应力、测井、测试等资料,基于构造地质学、储层动力成岩地质学、测井学、分形学、数理统计学等多学科交叉,提出了露头构造裂缝建模、钻井构造裂缝刻画、测井构造裂缝分形分析、古挤压应力场恢复、储层埋深底限预测5种方法相融合、5个步骤相支撑的技术思路。以塔里木盆地库车坳陷大北1气田白垩系巴什基奇克组为例,半定量-定量刻画了构造裂缝发育型砂岩储层的裂缝发育规模、有效性和空间展布,为大北1气田的滚动勘探和整体评价提供了相对可靠的技术方法体系,同时为前陆盆地深埋致密裂缝发育型储层的研究和勘探提供了理论依据。     

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。     

基于井中垂直磁场的可控源电磁法深部矿产探测研究

我国浅部可用矿产资源量日益枯竭,如何提高深部矿产探测效果是亟待解决的重要问题。然而对于深部资源的探测,受限于地面地球物理勘探技术的探测精度、深度以及抗干扰能力,传统的电磁法难以在地表准确探测到深部隐伏矿的有用信息。为提高可控源电磁法（CSEM）的分辨率,本文利用矿井作为接收电磁总场响应的测点位置,采集井中垂直磁场数据BZ,获取地下电导体三维空间分布信息。采用有限差分法正演研究不同矿井位置对异常体的正演响应,结果表明矿井越靠近地下异常体边界,响应越大。基于有限内存拟牛顿法（LBFGS）所实现的快速三维反演,进一步证实井中磁场数据可以有效提升对深部空间信息的识别。最后,井中磁场数据与地面磁场数据结合起来实施的联合反演,实现了从浅到深的高精度成像,为实际深部矿产勘探提供了理论支撑。     

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。