扶余油田井间声波层析成像试验

扶余油田井间声波层析成像试验冯锐，姚似，阎锐，汤毅，王忠元，吴建平，张炼，安昌强中国北京１０００８１国家地震局地球物理研究所中国吉林松原１３１２００吉林省油田管理局测井公司主题词声波；层析成像；扶余油田；井间跨孔声波层析成像技术，大约在８０年代中期起...     

声波方法在城市活断层探查与评价中的应用--人工地震、雷达和声波方法的比较与组合

断层上断点深度是确定平原隐伏断层活动年代的关键数据。对同一断层用不同物探方法获得的数据相差可达几十到几百米，这一差值可能导致对断层活动性的判定结论完全相反，由于缺乏宽频带、中心频率高的人工震源，只能采用多种方法联合探测。人工地震波、电磁波和声波的频率越高，分辨率越高，但衰减快，可探测深度也降低。相反，频率低，分辨率下降，但探测深度增大。人工地震波频率为数十赫兹，探测深度大，分辨能力低。雷达电磁波为10^6Hz量级，分辨能力强，但探测深度很小。声波为数千赫兹，分辨能力优于人工地震，探测深度大于雷达，性状介于二者之间，适合厚层第四纪沉积层的超浅层探查。声波高分辨率超浅层探测的初步结果表明．以往华北平原东部某些断层活动性的论断可能要做很大的修正。     

井孔声电效应转换电磁波的特征

为探索声电效应在测井技术中的应用前景,利用微弱信号检测技术对岩石的声电效应进行了实验研究,在模型井孔中不同矿化度的条件下同时记录声波与电磁波信号,对比分析研究声波和电磁波的特征.结果表明所记录的电磁波信号为声波在井孔中传播时激发的转换电磁波.在频谱分析中发现,转换电磁波在频率谱上存在对称的双主频峰.声波在井孔中传播时激发的伪瑞利波产生声电转换,形成转换电磁波.     

非均匀等离子体中波传播耦合方程

我们从麦克斯韦方程和线性化矩方程出发,获得了具有电子密度梯度的弱非均匀可压缩等离子体在外场作用下的电磁波和电声波激发的耦合方程,并求得了微扰解。最后讨论了非均匀可压缩等离子体中电磁波和电声波耦合激发机制,指出不同模间耦合是产生不同模间相互转换的原因,而Cohen等人的均匀可压缩等离子体中电磁波和电声波激发过程均可视为本文的特殊情况。     

电阻率层析成像的原理与初步应用

电阻率层析成像的基本原理是根据研究区域边界处的电压和电流值确定区域内部电阻率的分布,它同声波和电磁波层析成像的原理有着本质的不同。根据电阻率层析成像的数学原理,从积分变换、线性迭代反演和非线性迭代反演３种基本的反演途径系统地分析和归纳了当前几种主要的电阻率图像重建方法,并讨论了雅可比偏导数矩阵的求解。已开展的电阻率层析成像的野外观测试验,给出了实测的井间和地表两种观测系统的成像结果,分析了技术应用中的特点与限制     

一种用于走时层析成像的改进算法

走时层析成像是根据首波走时重建声波、地震波或电磁波波速的层析技术，其所用到的射线路径依赖于波速分布。本文提出了一个依据费马原理寻找射线路径的新方法。费马原理指出，从发射点到接点的射线首波的走时极小，因此寻找射线路径的问题是一个最优化问题。     

震前电磁波异常特征探讨

介绍了电磁波观测的原理与方法,归纳出震前电磁波的几种异常特征,对近年来几次典型的震前电磁波异常进行了分析,探讨了异常的规律。     

随钻条件下井旁界面声电效应的辐射电磁波响应特征

孔隙地层中存在着动电耦合现象,弹性波作用在声阻抗或者电化学性质差异地层会产生辐射电磁波.本文探讨了随钻条件下,利用孔隙地层中的动电耦合效应探测井旁地质体的可行性.为此模拟了井外存在声阻抗差异和电化学差异界面时声波诱导的辐射电场响应特征.求出柱坐标下介质中声场和电场函数表达式,由此计算并比较了均匀介质和弹性差异界面情况下井中接收到的电场.发现随钻条件下,井外的弹性差异界面会产生以光速传播的辐射电磁波.该电磁波反映了井外地质信息,并先于井中直达声波的伴随电磁场到达接收器,因而可以直接观测到.此外,还发现界面辐射电磁波可以用来探测油、水等电化学性质差异大而弹性阻抗差异小的界面;声源频率以及界面两侧地层性质差异程度是辐射电磁波幅度的影响因素.     

电磁波发射机的研制及试验结果

电磁波发射机在电磁波观测系统研究项目中起了很好的作用。本文详细介绍了发射机的研制、指标、使用方法及试验结果。     

近炮声波及地振动对短周期测震仪记录的干扰试验

我省安庆地震台利用屏蔽声波的方法,排除了飞机噪声及在一至三公里处的近炮声波对短周期测震仪记录的干扰,取得了较好的效果。台站附近几十至几百米的小型爆破(药量几至上百市斤)是否有地振动成分,对短周期测震仪记录的干扰因素主要是声波还是地振动?为弄清这些问题,我们做了以下试验。 在电雷管铜皮外壳上扎二根电线,通过直流电源作为信号,在电雷管引爆炸药的同时     

The Application of Geotomography in Engineering

It seems that electromagnetic tomography is quite suitable to be used in metal and groundwaterexploration. especial for limestone areas where the absorption coefficient of electromagnetic wave is smalland geological body has a large property contrast with country rock it should be pointed out that there exitsome uncertainties in geological interpretation of EM tomogram, corresponding laboratory tests for rockphysical property are always necessary.Resistivity tomography provides us a new useful…     

A case study:cross-well acoustic tomography in Fuyu oil-field

Ａｃａｓｅｓｔｕｄｙ：ｃｒｏｓｓ－ｗｅｌｌａｃｏｕｓｔｉｃｔｏｍｏｇｒａｐｈｙｉｎＦｕｙｕｏｉｌ－ｆｉｅｌｄＲｕｉ．ＦＥＮＧ；（冯锐）ＲｕｉＹＡＮ；（＠２阎锐）ＹｉＴＡＮＧ；（汤毅）Ｚｈｏｎｇ－ＹｕａｎＷＡＮＧ；（王忠元）Ｊｉａｎ－ＰｉｎｇＷＵ；（吴...     

井筒声场研究回顾与展望

声波测井是测井学科的三大方法之一,在储层评价中起到了重要作用．随着陆上油气勘探目标趋向孔隙结构复杂、非均质性强的油气储集层,基于地层各向同性介质的测井理论显露弊端;因此研究复杂地质条件下的井筒声场分布特征、为储层解释和发展测井新方法提供理论依据成为必然．本文对井筒声场研究进行了回顾,并就当前井筒声场研究现状进行了总结,对其发展趋势和应用前景进行了分析。     

二维小波变换在地震勘探面波消除中的应用

在深层油气勘探中，针对深层地震数据的特点，我们利用二维小波变换技术易于分离信号和噪声的特点，将其应用于东部深层地震资料的处理中，对面波的消除取得了令人满意的结果，大大提高了深层地震资料的信噪比。     

部分饱和孔隙岩石中声波传播数值研究

利用基于Biot理论的孔隙弹性介质的高阶交错网格有限差分算法,模拟了具有随机分布特征的多种流体饱和岩石中声波在中心频率分别为25,50,75,100kHz时的声场特点. 对于一个由两种成分（气和水）饱和的岩石模型, 假设含不同流体的孔隙介质随机分布在不同的宏观区域,该区域尺度远小于计算的声波波长;组成模型的两种随机分布介质具有相同的固体骨架参数、渗透率和孔隙度,但分别被具有不同压缩性、密度和黏滞系数特性的水和气饱和. 计算和统计分析结果表明,在两种孔隙成分随机分布的部分饱和条件下纵波速度比较复杂,除骨架参数外,其变化主要依赖于中心频率、各种孔隙成分饱和度及饱和介质的速度. 比较该随机分布模型、Gassmann理论模型和White的“气包”模型,发现三种模型得到的纵波速度和衰减规律有较好的定性对应关系. 其次,按照这种随机计算模型的处理方法,本文还首次计算了一个三种流体成分充填饱和的例子,即岩石模型中的孔隙被水、油和气部分饱和,计算时保持模型含水饱和度不变而只改变含油和含气饱和度. 在这种计算条件下,纵波速度随中心频率呈增大的趋势但有起伏变化. 声场快照显示了各种转换波在多种孔隙成分充填（两种和三种孔隙成分）岩石中的声场特征,复杂的水-油-气界面的非均匀分布对声场有重要影响,纵波能量主要转换形成了较为复杂的多种慢纵波和横波.     

井间电磁法综述

地面电磁法在实际工作中在很大程度上受到了探测深度和分辨率的限制.为了克服这些缺点,出现了井间电磁法.井间电磁法指的是在两个(或多个)钻孔中分别发射或接收电磁波信号,利用电磁波信号进行成像并探测井间物理性质的地球物理方法.由于发射机和接收机可以分别放置在很深钻孔中,其具有大透距、大探测深度的特点,因而广泛应用于工程环境物探、矿产勘查、石油勘探等中.针对不同的应用,产生了各具特点的一些特殊方法,包括井间无线电波成像、跨孔雷达、井间电磁成像.井间无线电波成像仪目前只测量电场强度数据,工作频率低,一般是单频的电磁波,频率范围通常在1 kHz至10 MHz.由于缺少走时数据修正射线路径,井间无线电波成像主要是进行基于直射线追踪的衰减层析成像.井间无线电波成像既可用于工程与环境地球物理也可用于找矿.跨孔雷达是钻孔雷达的一种探测方式,用高频电磁脉冲探测两个井孔间介电常数和电导率的变化.跨孔雷达层析成像也叫地质雷达CT,既可进行走时成像,还可进行衰减成像.一般来说,地质雷达CT的电磁波工作频率较高,中心频率通常在10 MHz和1 GHz之间,因此在分辨率指标上占有优势,跨孔雷达主要用于工程与环境地球物理.井间电磁成像采用更低的频率,测量复电磁信号,适合油气储集层监测,是一种地球物理前沿技术.经过在多个试验区初步试验表明,井间电磁成像是油藏研究的有效手段,可用于分析剩余油分布,寻找油气富集区,进而达到提高钻探高效井成功率和提高采收率的目的.本文详细介绍对比了这三种方法在理论和实践中的一些特点,并对未来的发展进行了展望.     

页岩气地震勘探中页岩各向异性的地震模拟研究

页岩的强各向异性特征挑战地震波传播数值模拟方法的精度极限, 特别是易引起频散的高频波(>100 Hz)传播的数值模拟.鉴于目前我国页岩气地震勘探主要以常规地震声波资料为主,本文首先介绍了一种VTI介质声波方程的任意偶数阶有限差分数值模拟方法,并讨论其稳定性条件和吸收边界条件.任意偶数阶的差分解可有效提高计算精度,压制数值频散噪声.针对页岩较强的各向异性特征,本文比较了不同模型的声波方程和VTI介质声波方程计算得到的地震响应.数值结果表明,各向异性对地震波的运动学(相位)和动力学(振幅)特性影响作用明显.因此,在页岩气地震勘探资料处理的各个环节必须充分考虑各向异性的影响,采取有别于常规油气勘探的处理流程和技术.     

电磁波井间CT成象技术及其在岩土工程中的应用

简要叙述了电磁波ＣＴ成象技术的基本原理、工作方法及其在岩土工程中诸如机场跑道、隧道工程和高层建筑地基评价中的应用。通过井下激发和观测电磁波能量的衰减，利用ＣＴ技术重建了地下介质在观测平面内相对吸收系数的二维分布图象，这些图象直观准确地反映出地下介质的构造形态、地层界面、风化壳以及破碎带的分布特征，在岩土工程探测中发挥了重要作用。     

充液井中多极声源的辐射效率

利用反射声场探测井外地质构造的声波远探测方法已逐渐成为石油测井的一门重要应用技术.在远探测测井中声源常采用单极、偶极和四极等.为了考察各种声学辐射器的辐射性能,本文从辐射声场和井孔声场的能流密度出发,提出了一种利用辐射器向井外辐射的能量与沿井筒传播的能量比的大小来评价其辐射效率的方法,考察了不同声源激发的沿井传播的导波能流、地层辐射波能流及声源辐射效率随频率的变化规律.计算结果表明:不同声源的辐射效率和优势激发频段各不相同.单极声源在低频下的辐射效率很低,因为此时声源激发的能量几乎全部被斯通利波带走,相比之下,偶极声源在低频时的辐射效率远大于单极声源.本文的结果说明了偶极声源作为低频远探测声源要优于单极声源.     

多极源随钻声波测井实验分析

本文针对随钻声波测井中钻铤波干扰地层声波测量的问题,设计了小尺寸随钻声波测井探头,在实验室内开展了多极源(单极源、偶极源和四极源)随钻声波测井实验研究.先在水池中对裸露的探头进行了随钻测量,记录到了沿钻铤传播的直达钻铤波,并获得了不同声源激发的钻铤波速度.之后在砂岩和有机玻璃模型中进行了随钻声波测井实验,观测到多极源随钻测井的全波波形,并通过与水池中实验结果的对比,分析了井中钻铤波的传播特性.特别地,在偶极随钻测井实验中不仅记录到了偶极一阶钻铤波,还观测到对弯曲波干扰较大的偶极二阶钻铤波,进而研究了不同声源频率下该波群的响应特性及其对弯曲波测量的影响.此外,基于单极源和偶极源随钻声波测井实验数据,本文发现:随着声源频率的增加,单极和偶极钻铤波的传播特性不同,但它们在测井全波中的相对幅度均降低,进而可从测井全波中较好地提取地层的声波速度.本文实验结果对随钻声波测井仪器设计及测井数据解释具有重要意义.