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。     

聚焦电流法隧道超前探测导电纸模拟

为了解决传统直流电法隧道超前探测易受旁侧影响的问题,文章根据侧向测井的电极系布置,研究和提出了三种聚焦电流法隧道超前探测电极布置方式。在导电纸实验中,通过不同的电极排列方式和实验参数设置,研究和分析了聚焦电流法隧道超前探测效果的影响因素及其探测曲线特征。导电纸实验表明：聚焦电流法具有较好的超前探测效果,并且数据处理解释简单。     

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。     

串联电极法聚焦电流隧道前探效果的仿真分析

目前BEAM聚焦电流法隧道超前探测的研究取得了一些进展,但由于隧道施工的复杂性,该技术的运用存在一定的局限性。这里在BEAM系统特点的基础上,结合三电极侧向测井方法,提出一种电流串联法系统,可实现动态掘进过程中的地质体视电阻高速、高精度测量。通过仿真比较BEAM系统方法与电流串联法系统,可以看出,两种方法对于异常体的探测灵敏度基本相同。     

土动力学实验技术的几个问题——张广云先生讲学报告选登

一、土动三轴仪及测试技术三轴试验是对工程十分有用的一种基本测试手段。通常是在三轴室上部测量试样的轴向变形,在试样中部的侧面上测量侧向变形。由于试样两端与上盏板和底座之间的摩擦力以及接触面的变形,使测量结果产生误差。因此,可在试样的中间一段,测量三个部位的侧向变形。     

0.2 m高分辨率双侧向测井仪器仿真设计

为满足油田薄层及薄互层开发的需求,采用数值模拟与电路仿真联合的交互式仪器仿真设计方法,开发了高分辨率数字聚焦双侧向测井仪器。通过仪器仿真,形成了纵向分辨率为0.2 m、深浅侧向探测深度分别为1.09 m、0.38 m的双侧向测井电极系,并得到了不同地层条件下测量信号的幅度以及视电阻率测量误差。现场应用效果表明,所设计的双侧向测井仪器的纵向分辨率与探测深度达到了理论指标,曲线重复性满足质量要求。仪器仿真方法有效地沟通了理论设计与仪器实现,不仅有助于0.2 m高分辨率双侧向测井仪器开发,同样也适用于电极型测井仪器设计。     

非均匀介质中微侧向测井仪器的三维有限元数值分析

在这篇文章中，分析了一个具有井眼的非均匀介质中似稳电流场的边值问题。采用了三维有限元的直接解法求解三维似稳电流场；给出了微侧向测井仪器的电极表面电流分布、假几何因子以及８英寸井眼的泥饼校正曲线；求出了在具有倾斜地层条件下，微侧向测井仪器对界面的响应。数值结果与发表的文献非常吻合，从而证明了这种方法的正确性。因此，它为新的仪器研制和微侧向测井解释提供了可靠的数据和理论依据。     

水泥土各向异性变形特性研究

采用研制的真三轴仪进行水泥土单向加荷试验,研究水泥土的各向异性变化规律,探讨应力对侧向膨胀的影响。结果表明,单向加荷条件下,加荷方向均产生压缩,而侧向膨胀主要与剪应力增量 有关;大主应力 单向加荷, ,中主应力 、小主应力 方向产生侧向膨胀;中主应力单向加荷, 时, 方向产生侧向膨胀, 时,无侧向膨胀;小主应力单向加荷, ,试样不产生侧向膨胀;对于相同应力增量,试样侧向膨胀和压缩应变均随初始固结应力的增大而减小。能量分析表明,试样的侧向膨胀与某一方向的约束程度相关,约束越强,侧向膨胀量越小;约束越弱,侧向膨胀量越大。     

路堤下深厚软土侧向变形的沉降影响研究

通过三轴蠕变试验和平面应变蠕变试验,研究路堤下深厚的海相沉积软土侧向变形对沉降的影响作用。试验结果表明,荷载作用下软土的瞬时沉降是非线性的,剪应力作用产生了不可恢复的侧向变形,侧向变形产生的附加沉降也是重要组成部分。软土的侧向变形在不排水条件下只有鼓胀变形,且持续发展;在排水条件下是鼓胀变形和收缩变形的迭加。在排水条件下软土的侧向变形发展过程和剪应力水平有关,在低剪应力水平下侧向变形对沉降的影响不显著,在高剪应力水平下则侧向变形对沉降的影响不能忽视,剪应力对沉降的影响贯穿于沉降全过程。     

油气倒灌运移形式分布区预测方法及其应用

为了研究含油气盆地倒灌运移油气分布规律,在油气倒灌运移和常规油气运移对比的基础上,对油气倒灌运移形成所需条件和分布区预测方法进行了研究,结果表明:油气倒灌运移按运移方向可分为油气垂向和侧向倒灌运移形式两种,前者发生所需条件是油源断裂发育在一定压力差的紧邻源储区内,后者发生所需的条件是油源断裂发育在区域性盖层封闭区内。通过一定压力差的紧邻源储区和油源断裂叠合和区域性盖层封闭区和油源断裂分布叠合,分别建立了一套油气垂向和侧向倒灌运移形式分布区的预测方法,并将其分别应用于松辽盆地三肇凹陷青一段源岩生成的油向扶扬油层垂向倒灌运移形式分布区和渤海湾盆地南堡凹陷沿油源断裂运移天然气向东一段储层侧向倒灌运移形式分布区的预测中,其结果表明:三肇凹陷青一段源岩生成的油向下伏扶扬油层垂向倒灌运移形式分布区,除凹陷内和边部局部地区外,整个凹陷分布,南堡凹陷沿油源断裂运移的天然气向东一段源岩侧向倒灌运移形式分布区主要分布在凹陷西南地区。分别与三肇凹陷扶扬油层目前已发现的油藏分布和南堡凹陷东一段目前已发现的气藏分布相吻合,表明该二种方法分别用于预测油气垂向和侧向倒灌运移形式分布区是可行的。     

平面应变条件下原状黄土侧向卸载变形与强度特性分析EI北大核心CSCD

基于平面应变改造后的西安理工大学真三轴仪,在不同围压条件下对不同含水率黄土进行了侧向卸载平面应变试验,研究了平面应变条件下原状黄土的卸载强度、变形特性以及原状黄土的破坏方式。研究结果表明:不同固结围压条件下,各含水率原状黄土的侧向卸载应力-应变曲线均为硬化型,近似呈理想塑性曲线。剪切过程中,黄土的侧向与竖向变形呈非线性变化,侧向应变的发展要快于竖向应变,体积变形均为体胀。侧向卸载条件下土的破坏应变要比平面应变竖向加载和常规三轴试验小得多。黄土的卸载破坏强度与含水率、围压和球应力状态密切相关;随着含水率的增大,黏聚力衰减明显,内摩擦角略有减小。侧向卸载条件下,原状黄土呈剪胀滑移破坏形式。     

平面应变条件下原状黄土侧向卸载变形与强度特性分析

基于平面应变改造后的西安理工大学真三轴仪,在不同围压条件下对不同含水率黄土进行了侧向卸载平面应变试验,研究了平面应变条件下原状黄土的卸载强度、变形特性以及原状黄土的破坏方式。研究结果表明:不同固结围压条件下,各含水率原状黄土的侧向卸载应力-应变曲线均为硬化型,近似呈理想塑性曲线。剪切过程中,黄土的侧向与竖向变形呈非线性变化,侧向应变的发展要快于竖向应变,体积变形均为体胀。侧向卸载条件下土的破坏应变要比平面应变竖向加载和常规三轴试验小得多。黄土的卸载破坏强度与含水率、围压和球应力状态密切相关;随着含水率的增大,黏聚力衰减明显,内摩擦角略有减小。侧向卸载条件下,原状黄土呈剪胀滑移破坏形式。     

脆性岩石侧向变形特征及损伤机理研究

进行了三峡花岗岩常规三轴压缩、保持轴向应变和保持轴向应力的卸围压试验,研究了脆性岩石在不同应力路径和不同加载控制方式下的侧向变形特征,可见临界侧向应变均稳定在（?0.004 ? 0.000 5）范围内。进一步进行三峡花岗岩的全过程应力-应变曲线和损伤力学分析,发现脆性岩石在不同应力路径和不同加载控制方式下均以侧向损伤为主,且侧向损伤曲线的形态近似,达到临界破坏状态时损伤值稳定在0.7?0.8左右。最后以侧向损伤变量表征花岗岩脆性破坏过程,建立了基于应变空间的、可以考虑卸荷应力路径的损伤模型和应变型破坏准则。     

模拟基坑开挖过程的试验研究

采用三轴剪切试验对基坑开挖过程中土体卸荷的应力路径进行模拟，研究了由于侧向卸荷对土体抗剪强度指标产生的影响，并从土的微观结构角度分析了产生这一现象的原因。试验结果表明，经过侧向卸荷过程土样的抗剪强度指标与常规三轴试验明显不同。     

Q3黄土侧向卸荷时的细观结构演化及强度特性

利用应力控制式CT-三轴仪,在控制吸力的条件下研究了原状Q3黄土的细观结构演化和强度特性。结果表明：侧向卸载时,非饱和Q3黄土的应力-应变关系呈硬化型,可用双曲线描述;利用CT数据与试验中所施加偏应力之间的关系可确定试样的屈服应力,屈服应力随着吸力和固结净围压的增大而增大;侧向卸荷剪切试验结果得到的强度参数低于常规三轴压缩剪切试验的结果;利用定义的非饱和Q3黄土的结构参数,建立了侧向卸载过程的细观结构演化方程。     

应力路径对基坑工程变形的影响

通过各向等压固结轴向加载三轴压缩试验和等应力比固结侧向卸载三轴试验获得的土体变形参数，对一个工程实例进行了有限元分析，分析结果表明：等应力比固结侧向卸载三轴试验获得的土体变形参数的计算结果与实测资料比较吻合。故为了准确地分析土体在各种工程荷载作用下的变形情况，有必要在试验时尽可能模拟土体的实际加载路径。     

环状单电极测井理论

本文推导了环状单电极在钻孔内偏心的电场分布的一般表达式,并推导了环状单电极在三层柱状介质中(双层柱状界面)以及层伏(一个水平界面和两个水平界面)介质中的电场分布及接地电阻的表达式。     

深基坑竖向支承系统的侧向刚度研究

在逆作法深基坑围护结构体系支撑刚度计算中,通常认为结构自重及施工荷载均由竖向支承体系承担,而忽略了其横向承载能力,造成了工程上的浪费。本文对竖向支承体系所具有的侧向刚度进行研究,提供一种基于数值分析结果的侧向刚度的计算方法,可用于快速计算工程中各类立柱结构形式的侧向刚度。文章通过工程实例对不同形式下的钢管柱和格构柱结构体系的侧向刚度进行数值计算,给出相应的侧向刚度拟合计算式。分析表明拟合算式所得侧向刚度略大于数值计算所得,误差在2.50%~9.26%之间,根据拟合算式计算排架结构的侧向刚度能够满足围护结构分析的要求。本文提出的侧向刚度计算方法可靠,能够用于类似工程,可供深基坑工程设计、施工人员参考。     

基于SGR算法的断层侧向封闭性评价方法改进及其应用

利用Yielding断层侧向封闭性评价方法预测油柱高度过程中,发现断层侧向封闭油气能力与油气分布呈现部分不吻合现象,经过深入研究表明:是由于未考虑断层侧向封闭油气下限以及封闭区域造成的。当断面上某一深度范围内最小断层泥化率(SGR值)大于断层侧向封闭油气下限时,整条断层在该深度范围内对油气具有侧向封闭能力,Yielding断层侧向评价方法可直接应用,其预测结果与油气吻合度较好;而当断面上某一深度范围内最小SGR值小于断层侧向封闭油气下限时,该点在封闭区域之外,按照Yielding预测方法可能会低估或高估断层的侧向封闭能力。为了更准确研究断层侧向封闭性评价方法,因此针对这种情况对断层侧向封闭评价方法进行了改进,并选取冀中坳陷文安斜坡断层型圈闭为例,利用改进后的断层侧向评价方法对断圈侧向封闭能力进行定量评价,结果表明:沙一段1~2号断圈的预测结果与井含油气性相吻合,表明该方法用于定量评价断层侧向封闭性是可行的,更正了Yielding评价方法低估或高估封闭断圈侧向封闭油气的能力,提高了断层侧向封闭能力预测的准确度。     

油气成藏期断层古侧向封闭性预测方法及其应用

油气成藏期断层古侧向封闭能力的强弱对于油气的聚集和分布有着重要的影响,目前尚无有效的评价方法用于定量分析断层古侧向封闭性,并且在利用断层侧向封闭油气SGR(Shale Gouge Ratio)下限方法预测油柱高度过程中,发现断层侧向封闭油气能力与油气分布呈现部分不吻合现象,即井在预测范围之内,但是该井却不含油气.经过深入研究表明:这种现象可能是由于在油气成藏期断层古侧向封闭能力弱(达不到侧向封闭油气下限)造成的.因此,在断层侧向封闭油气SGR下限方法的基础上,通过恢复油气成藏期的古地层厚度、断层古断距、古泥质含量曲线,建立一套断层古侧向封闭性的评价方法,并以冀中坳陷文安斜坡文13断圈为例,利用断层古侧向封闭性评价法对断圈的古侧向封闭能力进行定量评价.结果表明:文13断圈在油气成藏期侧向封闭油气高度为0 m,与井试油结论相吻合,表明该方法用于定量评价断层古侧向封闭性是可行的,对于准确评价断圈封闭油气能力、降低断圈油气钻探风险以及丰富和完善断层侧向封闭理论均具有实践和理论意义.