油田井间CT技术应用试验

本文记述了在扶余油田采用井间电磁波和声波ＣＴ方法进行的试验。阐述了试验的意义、理论基础、计算方法、实施方案及成果几方面。试验结果表明电磁波的工作频率应降低到至少几百ＫＨｚ以下才能适于油田应用。１００ｍ井间距的声波成像获得了成功，两个油层均有清晰显示。最后，对技术的发展提出了建议。     

井间电磁波CT技术在溶洞探测中的应用

肇庆大桥位于西江流域,是连接肇庆和珠江三角洲地区主要干线上的大桥。５个主桥墩位于溶洞和断层破碎带上,地质情况非常复杂。为了探明墩位下方的溶洞分布状况,每个墩布置了６－８个ＣＴ探测钻孔,每两个钻孔之间进行电磁波ＣＴ探测,结合地质墩位下方溶洞的分布状况。实际钻桩结果表明电磁波ＣＴ探测结果很有成铲。     

电阻率成像法在探测溶洞中的应用

电阻率成像法,是在普通电法装置的基础上,进行高密度的数据采集,形成一个高密度的、内容丰富的视电阻率剖面。通过地电数据分析、处理,可以客观、真实地反映地质体的一些基本特征。本文对地电成像的原理、方法以及溶洞的形成机理作了简单阐述。卢氏县西虎岭风景区溶洞的探测与发现,对风景区的开发具有重要价值和意义。以电阻率成像法的运用,使得解释工作更加方便与直观,并具有较好的实用性、有效性和可操作性。     

电阻率成像技术在水库库底溶洞探测中的应用

利用电阻率层析成像技术,对辉县市常村镇尖圪头水库溶洞进行了探测。水库库底内的破碎、裂缝以及溶洞等隐患部位有清晰的反映。水库库底的隐患探测具有重要价值和意义,是水库安全的保障,而且关系到局部地区安全的大事。     

电磁波CT技术在溶洞勘察中的应用效果分析

溶洞、裂隙发育是桩基工程施工中的主要安全隐患之一,因此,溶洞勘察在工程中显得尤为重要。传统的溶洞勘察方法以电阻率法为主,但是受限于该法的勘探深度,同时其勘探结果也不能确定溶洞的边界,钻探也只是在极小的范围确定岩层的溶蚀状况。电磁波层析成像(简称电磁波CT)是一种发展中的地球物理勘探技术,它以电磁波在不同介质中传播特性不同作为勘探理论基础。本文以电磁波CT技术在某特大桥桥基岩溶勘察的结果,结合井中录像以及钻孔资料来证明该技术在溶洞勘察方面具有显著的效果。     

CT扫描技术在岩心三维重建中的应用

岩石是具有复杂空间几何分布和不同孔隙尺寸的多孔介质,复杂的孔隙结构不仅影响着岩石的物理性质,同时也为石油天然气等能源的开采带来困难。本文介绍一种基于三维数字岩心的新方法CDPRM,CDPRM利用CT扫描高精度、高分辨率等优点构建类似真实岩心的三维模型,利用3-matic软件将数字岩心转化为数据模型STL文件,导入3D打印机打印岩样并用于实验,同时用HYPERMESH软件对三维孔隙模型进行网格划分并导入有限元软件进行数值模拟。以砂岩为例,对CDPRM的数值模拟应用进行了初步探索。最后对CDPRM的发展做了展望,认为3D打印制作材料混合使用和其他技术（如：光弹性技术）相结合应用将是主要研究方向。     

伪谱算法在声波数值模拟中的数值频散分析

本文推导了声波方程频散函数, 分析了伪谱法的空间网格大小和采样周期对数值频散的影响, 通过数值模拟实验得到了最佳空间参数选择方法。 结果表明: 伪谱方法稳定数值模拟的最大空间采样间距选取原则是使中波长(奈奎斯特频率的一半)的采样点数为2个; 对于所有维度, 稳定性随空间采样间距的增加而增加, 但不易变化太大, 变化太大时需要适当减小震源子波的主频, 以满足空间合理采样; 空间采样间距的大小设置, 需要考虑满足采样定理和稳定性计算条件, 并且稳定性条件对空间采样间距的要求更加严格; 伪谱法数值模拟的最佳(数值频散最小)空间参数选择为中波长2个采样点, 对应主波长约6~7个采样点。 以上研究对于采用伪谱法进行声波方程数值模拟过程中, 如何合理选择模拟参数提供一些参考。     

井间电磁波CT技术在长江大堤岩溶探测中的应用

地下井间电磁波法层析技术(CT)是一门新技术,它将医学CT的原理成功地运用于地学中,依照电磁波在地下有耗介质中传播规律及一定的物理和数学关系,反演透视剖面上的物理参数的分布,最后以图像的形式表现出来。长江大堤武汉段附近的碳酸盐岩地区,由于地势较低和长江水位动态变化,使地下水长期作用于灰岩裂隙,往往使岩溶或破碎带更加发育,形成地下溶洞,给长江大堤和附近的工农业生产、居民生活带来极大的隐患和危险。通过井间电磁波法层析技术共90个电磁波CT剖面测试,发现有28个CT剖面出现异常。此次的探测,为长江大堤周边安全的防治提供可靠精确的地下地质资料。     

正则化预处理迭代算法在频率域声波模拟中的应用

高精度及高效频率域声波数值模拟的关键在于高效求解声波方程经离散化后得到的大型稀疏线性方程组.该方程组系数矩阵具有很强的稀疏性,非对称性和非正定性等特征,常用的迭代算法难以准确、高效地求解.为了改善数值模拟迭代算法的收敛性与稳定性,在算法基础上添加预条件算子是求解该类方程的常用方案.本文基于以上思路,引入正则化技术来构造合适的预条件算子,提出正则化预条件迭代算法,以加速求解方程组.通过包含有均匀介质和高非均匀度介质（Marmousi）模型的数值模拟实验结果表明：与单独使用迭代算法相比,本文提出的正则化预条件迭代算法在计算量方面仅多了一次矩阵-矢量相乘,内存消耗未增加;同时,基于该算法的数值模拟结果能够满足精度要求,较单独使用迭代法能够有效改善收敛性质,加快收敛速度;而且,在二维模型算例下,与LU分解算法相比,基于该算法的内存消耗大幅下降.

     

层析成像技术在黄河小浪底工程地下厂房区域的应用研究

小浪底水利枢纽位于河南省洛阳市以北约40km的黄河干流上,上距三门峡水库130km,下距郑州市京广铁路大桥115km。工程位于黄河中游最后一段峡谷的出口,处于承上启下、控制黄河水沙的关键部位。它是一座以防洪、防凌、减淤为主,兼顾供水、灌溉、发电、除害兴利综合利用的枢纽工程,是“治黄”的关键工程,亦是国家“八五”期间的重点大型工程。结合黄河小浪底水利枢纽工程的实际需要,我们在地下厂房区做了两组地震跨     

扩径段厚度对双发双收声系时差响应的影响

声波时差测井数据的精度直接关系到油气层评价、油气储量计算和合成地震记录等的质量.本文通过数值模拟首次讨论了扩径段厚度对双发双收声系时差记录的影响程度.在径向扩径量一定条件下,当井轴方向的扩径厚度达到某一个特定数值时,时差测量误差最大;而大于或者小于该扩径厚度特定值时,测量误差都会变小.当井径大于或者等于扩径临界值时,接收探头记录的首波走时中将含有扩径段泥浆波走时的贡献.首次发现使扩径临界值取得最大值的井轴方向扩径厚度特征值.远离该厚度特征值,接收含有扩径段泥浆波走时的首波径向扩径临界值都会变小.第一次给出有关接收扩径段泥浆波走时的扩径临界值图版.     

基于工业CT力学实验平台的建立及应用

将工业CT与数字体图像相关法相结合测量物体内部三维变形及应变已发展成为一种新的实验力学方法。本文介绍基于工业CT,自行研制的加载装置和数字体图像相关法(DVC)建立起的力学实验平台,该平台包括基本原理模块、数字虚拟实验模块、原位加载扫描实验模块、变形计算模块和结果输出模块,可以实现单轴压缩、三点弯曲、四点弯曲、点加载及拉伸实验试件内部三维变形场的测量。针对岩石材料与复合材料介绍该平台的应用。     

电阻率成像技术研究与应用

层析成像方法的应用,使得物探技术变得更加简捷、高效和经济。本文介绍了电阻率成像的基本概念,讨论了该方法的技术原理,并详细阐述了电阻率成像技术应用于煤矿采空区勘察的操作方式、观测装置、数据处理等技术要素。结合某煤矿采空区勘察的工程实际,介绍了煤矿采空区探测时的测区及布线概况。通过对7条测线数据的解释,详细分析了测量结果,并对电阻率成像技术的发展前景做出了有益的探索。     

矿震震动波速度层析成像评估冲击危险的验证

矿震震动波速度层析成像,作为一种新的地球物理方法在冲击矿压危险评估领域具有广阔的应用前景,但截至目前,采用该技术评估冲击危险的现场应用研究还比较少,尤其是与传统监测手段的对比验证研究,还未见有相关文献报道.本文将层析成像技术和微震实时监测相结合,对河南义马跃进煤矿25110工作面回采过程中的P波速度进行了反演,并对比分析了该技术与传统监测手段之间的对应关系.研究结果表明,强矿震主要发生在高波速区或高波速变化梯度区;波速与数值模拟结果、钻屑量、钻孔应力值以及电磁辐射值之间存在正相关关系,且对应一致性较好,进而验证了矿震震动波速度层析成像技术评估冲击危险的可行性,同时也为进一步研究波速与应力或冲击危险的直接及定量关系提供参考.     

井孔水温对远场巨震同震响应及其机制的数模研究

热量的流动必然伴随着温度的改变, 地震活动期间的井孔水温同震响应也服从热力学的基本规律。 本文以汶川8.0级地震和日本9.0级地震为例, 以海口ZK26井水温同震响应的观测数据为基础, 运用热力学传导方程的数值模拟方法, 研究了同震响应过程中井孔水温度变化与热量传导之间的关系及相关的热力学机制问题.通过正演的方法, 得出沿井深方向不同时刻水温同震响应变化的数值模拟曲线, 水温数值模拟曲线与实际测量数据一致. 研究结果表明, 井孔中水温同震响应方式(上升、 下降或不变), 与水温传感器的位置、 热源的位置和分布、 传感器与热源之间的相对空间等因素有关。     

循环往复加载的地下结构Pushover分析方法及其在地震损伤分析中的应用

考虑到地震作用下地下结构往往受到双向往复荷载作用,本文提出了循环往复加载的地下结构Pushover分析方法.介绍了该方法的实施步骤、基本功能与特点.该方法考虑了地震作用下地下结构双向受力的特点,利用多点位移控制的推覆分析算法进行地震作用下正向加载-卸载-反向再加载的全过程分析.该方法将一次循环加载过程近似看作一次地震作用过程,提出了基于循环往复加载Pushover分析的损伤模型,避免了对土-结构整体模型进行复杂的动力相互作用分析;通过一次循环往复加载的Pushover分析,根据结构构件刚度的改变对结构损伤进行有效评估.结合实际工程进行算例分析初步验证了循环往复加载Pushover分析及地震损伤模型的有效性.     

基于背景噪声的宁夏及邻区瑞利波层析成像

In this article,the vertical components of the continuous waveform data of 90 seismic stations in Ningxia and its adjacent regions recorded from January 2012 to December 2013 are used to obtain the Rayleigh surface wave group velocity dispersion images in the study area( 101°- 112°E,31°-42°N) according to the method of noise imaging,with period between 6s - 50s and resolution of 0.5°. The Yinchuan basin in the 6s - 26 s period obviously shows a low velocity anomaly,which is not uniform and has a tendency to gradually weaken; the Guanzhong Basin in 6 s-22s shows a strip of low velocity anomaly and demonstrates a transverse inhomogeneity,where velocity in the southeast is slightly faster than that in the northwest. In the 30s - 50s period it shows that in the Yinchuan graben basin and its southern area,there is a large low velocity anomaly area,which moves from northeast to southwest. It shows that between the main active tectonic zones,like mountains and basins,there are obvious geomorphologic boundaries. For example,the deep fault near Liupan Mountain is the dividing line between two large tectonic units of eastern and western of China. The inversion results have good correlation with the geological structure and the stratigraphic landform. The results are consistent with the results of artificial seismic section tomography across the basin. It provides an important basis for the dynamics of active tectonic zones and the mechanism of earthquake occurrence in this area.     

华北北部地区3次强震前地下流体异常场及其形成与演化机理

通过系统地收集与整理１９８９年１０月１９日大同－阳高Ｍｓ６．１、１９９６年５月３日包头西Ｍｓ６．４与１９９８年１月１０日张北－尚义Ｍｓ６．２地震前地下流体异常资料,对比与综合分析了异常的形态特征、空间展布特征、时间变化特征与时空演化特征,进而提出华北北部地区地下流体中短期异常场的形成与演化机理。研究结果表明,中期异常场是区域构造活动的强化产生了地下流体的短期异常场,震源体发展到临震阶段时在震中区生     

马尼拉俯冲带热结构数值模拟与地震意义

研究马尼拉俯冲带地震分布的成因机制,根据马尼拉俯冲带最新的莫霍面深度和地壳厚度等地质与地球物理资料,选取3条典型剖面,模拟俯冲带热结构。结果表明:1俯冲带热结构主要受俯冲角度、俯冲速度和俯冲板块本身地质条件等因素影响;2 BB′剖面和CC′剖面属于热俯冲;3当洋壳俯冲至软流圈边界时,俯冲板块温度迅速升高,容易形成地震活动。BB′剖面的俯冲角度和俯冲速度比CC′剖面小,使得BB′剖面发生地震的深度更浅。俯冲洋壳底部温度比顶部低,地震活动也持续到更大的深度。