矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现

煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实时调整钻孔轨迹提供依据。从矿用电磁波随钻方位伽马测井系统（安标名称为YSDGC）的基本原理、关键技术设计、研制、试验设计等几个方面论述了该系统的研究与实现。该系统在煤矿井下的实际应用显示,系统在地层分界面处具有很好的方位伽马方位特性,为煤矿井下定向钻进根据地质情况调整钻进轨迹提供了依据。     

1996年随钻测井和地层评价的新进展

１９９６年的新进展包括改进的电缆测井，多用途随钻测井，取芯和岩心分析新技术以及有效地的训练和学习方法，在地层评价，特别是随钻数据采集方面的最新进展是成本降低，操作高效，同时，地层数据质量提高，数量增多，在电缆测井方面，有短小又便宜的组合测井仪；增加了核磁测井，新型多频道阵列感应电阻测率测井仪，高分辨率方位测向侧井仪；改进的套管电阻率测井仪，新型套管井密度测井仪，高分辨率管脉冲中了孔隙率测井，增强井     

煤层水平井中随钻电磁波仪器影响因素分析及电阻率模拟计算

为掌握煤层水平井中随钻电磁波仪器探测影响因素,通过有限元数值模拟研究顶底板围岩电阻率、仪器偏心、煤层井眼垮塌和煤层厚度等因素对电阻率测量值的影响,分析高阻煤岩地层条件下幅度比和相位差计算的电阻率响应规律。在此基础上,建立三层地质数学模型,模拟不同发射频率情况下随钻电磁波仪器钻进煤层时,幅度比和相位差电阻率计算解析解和数值解的差异,以及煤层相对介电常数对幅度比和相位差计算的影响。模拟结果表明:幅度比和相位差计算的电阻率解析解和数值解符合度很高,但当电阻率大于100 Ω·m时,幅度比电阻率已经不能反映煤层的真实电阻率,所以在实际处理解释过程中用相位差电阻率要好些;高阻煤层不同发射频率情况下,电阻率数据主要对煤层电阻率敏感,对介电常数不敏感,只有在超高频时,介电常数才会对电磁波传播造成较大影响。      

煤矿井下电磁波无线随钻测井软件设计与实现

为了实现控制煤矿井下电磁波无线随钻测井仪器,设计并实现了一套煤矿井下电磁波无线随钻测井软件。该软件包括控制软件和随钻监测软件两部分,具有系统自检、数据采集、钻进轨迹偏差计算、电磁波电阻率计算、钻头与顶底板关系判断等数据处理功能。采用MVC对软件的系统构架进行设计。描述了各模块的设计流程,并用C#语言完成软件的开发。实际应用表明该软件现场操作方便可实现随钻测井的实时监测管理。该软件的成功开发,提升了中国煤矿井下随钻测井的能力与技术水平。     

随钻测井钻孔深度测量装置的设计

为了解决煤矿井下随钻测井缺少深度数据问题,研制了一种钻孔深度测量装置。该装置基于光电编码器设计,将钻杆的位移量转换成计数脉冲送入单片机计算,得到钻孔的实时深度数据,通过时间与测井数据相匹配,从而为随钻测井资料解释提供深度数据的支持。     

水平井中随钻电阻率实时确定地层界面方法

实时确定地层界面是水平井地质导向钻井中的重要问题之一。考虑到泥浆电阻率、井眼在一定范围内对随钻电磁波影响较小,把三维地层模型简化为一维地层模型,大大减少了正演计算量。利用马奎特方法对其进行了实时反演计算,获得了仪器与地层界面之间的距离。实验表明,所确定的地层界面位置与实际相吻合,能够控制仪器的运行轨迹,使井眼保持在期望的地层内,有效提高了水平井的随钻地质导向能力。     

随钻测井技术的发展

随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术。随钻测井自1989年成功投入商业应用以来,得到了快速的发展。本文主要介绍了电阻率测井中的补偿双电阻率测井仪(CDR)、钻头电阻率仪(RAB)、放射性测井中的补偿密度中子仪(CDN)、方位密度中子仪(AND)、声波测井中的新型声波测井仪(ISONIC)和偶极声波测井仪(BATLWD)及核磁共振测井仪(MRIL-WD)等几种目前世界上较新且应用广泛的随钻测井仪器的结构、测量原理及应用。结合电缆测井,对随钻测井的优点进行了总结。通过对随钻测井发展趋势的分析,得出了随钻测井技术应用会越来越广,但不会替代电缆测井技术的结论。     

基于随钻电阻率测井的天然气水合物赋存类型的识别方法

海洋天然气水合物赋存类型多样,识别赋存类型对精准评价水合物的储层物性及资源量具有重要意义。随钻测井与岩芯联合能定量计算水合物储层特性,但水合物取芯难度大、成本高,大量钻井仅实施了部分取芯或无取芯。环形电阻率与速度联合能识别含水合物层,但研究发现裂隙充填型与孔隙充填型水合物可能都具有高环形电阻率和高纵波速度测井响应,二者联合难以直接识别水合物赋存类型。本文分析了不同源距的电磁波电阻率,通过不同电阻率参数的交会分析,发现在裂隙充填型水合物地层,不同源距的高频电磁波电阻率存在明显的分离,高频相位电阻率中最为显著,而在孔隙充填型水合物地层中,电磁波电阻率耦合较好。通过环形电阻率与电磁波电阻率的联合对比,发现在裂隙充填型水合物地层的电磁波电阻率异常更高,而在孔隙充填型水合物地层,环形电阻率的异常更高。研究认为电磁波电阻率对高角度裂隙的响应更加敏感,能有效识别不同赋存类型的水合物,对于水合物的勘探和评价具有重要意义。     

随钻测井中岩性识别方法的对比及应用

岩性识别是对地层认识及储层参数求解的基础,受沉积环境复杂性和非均质性影响,传统岩性识别方法已不能满足实际生产需要。针对传统识别方法容错能力差、自动化程度低和解释精度低的问题,通过应用神经网络自主学习预测分析手段,对比分析当下几种流行的岩性识别方法,选出更为适合现场实用的方法应用到随钻测井系统中。经研究发现,在预测方法及测井曲线相同的情况下,获得标准层段训练样本越多,准确率越高。通过对比得出结果：PNN概率神经网络方法在生产应用中效果更佳、识别准确率高、训练识别用时最短,在获取较少测井资料信息时,仍能保持较高的识别水平。     

基于随机树嵌入的随钻测井岩性识别方法

岩性识别是储层评价中的一项重要工作。随着机器学习方法的不断发展,岩性的智能识别也成为热门研究方向。随钻测井技术目前已经得到了广泛的应用,但是受限于高温高压的钻井作业条件,随钻测井仪器只能测得少量测井参数。由于随钻测井参数较少,直接输入机器学习模型无法充分挖掘其中的信息。对此,本文将随机树嵌入引入随钻测井资料的岩性识别。该方法将低维随钻测井数据通过二叉树编码并转化为高维稀疏特征,利用升维后的数据进行训练从而提升机器学习模型的判别能力。对比实验结果表明,使用随机树嵌入的随机森林方法具有最佳的识别效果,准确率和F₁值较直接使用随机森林分别提升了3.16%和3.25%,且优于梯度提升树、极随机树和粒子群优化支持向量机算法。     

水平载流线圈中心点组合波频域电磁测深视电阻率定义

由于近区场的复杂性及目前频域电磁测深方法的局限性,近区频域电磁测深多年来一直是地球物理领域一个悬而未决的问题.本文在近区场理论的基础上,通过引人组合波理论,提出了一种能适于近区频域电磁测深的视电阻率的定义式.该视电阻率在近区具有有效压制背景场、突出地电异常信息的功能,并能客观地反映地电断面的电性变化规律.     

近区组合波频域电磁测深视电阻率分析

双频组合波电磁测深视电阻率是利用双频电磁波进行地电探测的一种新方法。本文通过对各种典型地电模型视电阻率曲线分析,进一步证明了该视电阻率是进行近区频域电磁测深的一种行之有效的方法,它是电磁响应的单值函数,能客观反映地电断面的电性变化规律。具有压制背景场、突出地电异常的功能。它所表现的对地层的分辨能力和各种特性符合测评的要求。     

基于DDS的氦光泵磁力仪射频场智能调频研究

地磁场测量在基础地质研究、矿产资源勘查和军事探测等领域得到广泛应用,作为磁场测量核心之一的氦光泵磁力仪探头,其射频场调频精度是决定其磁测精度的重要影响因素。为实现易调节、高精度、高可靠性的调频信号,本文利用直接数字频率合成器(DDS)与微控制器(MCU)相结合方式,研究了磁力仪探头射频场智能精密调频技术,可灵活、实时、自动、精密地对磁力仪探头射频场进行调频。调频信号加载到氦光泵磁力仪系统的联调试验表明,磁力仪获得了稳定精密的磁共振信号,从而保证了磁力仪实现高精度的磁场测量。     

近区组合波频域电磁测深视电阻率的一种改进形式

本文在对近区场分布特性分析的基础上,利用双频组合波理论,同时考虑到实际勘测中的具体情况,提出了对近区频域电磁测深视电阻率的改进方案,并给出了视电阻率的一种定义式.为近区频域电磁测深的实施创造了条件.     

瞬变电磁测深中数据处理偏差及修正方法

瞬变电磁测深方法中通常采用阶跃波激励方式的模型进行处理.在实际应用中,为了便于重复观测,一般采用方波形式进行激励,采用阶跃波模型进行数据处理和解释;这种处理方式理论上存在比较大的偏差.为了修正这种偏差,通过理论计算,建议采用单脉冲电磁测深方法来处理方波激励源的电磁测深结果.实例分析表明,该方法是可行的.     

磁偶源频率测深视电阻率曲线的正演计算

磁偶源频率测深法是一种有效的地球物理勘探方法。多年来,人们对这种方法的正演理论和反演解释进行了研究。文中利用快速汉克尔数值滤波算法计算了层状介质上直立磁偶极子的电磁场响应以及频率测深视电阻率的振幅响应,这种计算方法与常用的数值积分算法相比,具有计算速度快、精度高等特点。同时详细地讨论了磁偶源频率测深的特点及视电阻率理论曲线的特征。     

海洋天然气水合物探测及取样钻具研制

在海洋天然气水合物资源调查评价过程中,通常先采用地球物理方法来探测海底拟反射层（BSR）,然后根据BSR的位置来判断水合物的分布范围和埋藏深度。但在钻井取样过程中发现BSR并不能完全准确地反映水合物的埋藏深度,为此项目组研发了一种绳索打捞式的组合钻具,在钻井过程中不仅能够使用随钻测量钻具探测地层电阻率来确定地层是否有水合物,而且还能通过绳索打捞方式更换取样钻具,完成水合物地层的取样。通过设计、试制和室内测试,验证了水合物探测及取样钻具方案是可行的,为后续的野外试验奠定了基础。     

电偶源频率电磁测深中比值视电阻率和阻抗相位的联合反演

本文论述了电偶源频率电磁测深中,利用比值视电阻率和相应阻抗相位进行联合反演的必要性和可能的应用前景及具体实施方法。理论模型和实际观测资料的反演试验表明这一联合反演是可行和有效的,且明显地优于视电阻率和阻抗相位的单参量反演。