CSAMT法对低阻薄层结构分辨能力的探讨

用一维有限元法实现可控源音频大地电磁(CSAMT)法的数值模拟技术,分别计算了TM 和TE两种模式下,电性层厚固定、中间低阻薄层电阻率发生变化时的频率-电阻率曲线;以及电性参数确定、但中间低阻薄层结构的厚度发生变化的一系列频率-电阻率曲线;当顶层厚度发生变化时,获得一系列的频率,电阻率曲线。分析了各曲线的特征,归纳了CSAMT法对薄层结构的分辨能力,为正确认识薄层结构的CSAMT频率电阻率响应提供很好的帮助。     

从瞬变电磁测深数据到平面电磁波场数据的等效转换

中心回线源装置的瞬变电磁场是一种涡流场,在地下主要以扩散形式传播.平面电磁波在地下介质中传播时具有反射、折射等电磁学特性,为了借鉴平面电磁波场测深成熟的解释方法,文中开展了从瞬变电磁涡流场测深数据到平面波场数据的快速等效转换的研究.通过大量的理论模型的正演计算、曲线对比,误差统计,对瞬变电磁场、平面波场在地下传播机制特性的分析,建立了一种由瞬变电磁测深视电阻率数据向平面波场测深视电阻率数据转换的时间-频率等效对应关系.利用这一关系式,把扩散场数据快速转换成等效平面波场测深数据. 为进一步进行瞬变电磁拟平面波成像解释打下理论基础.     

智能导向钻井一体化软件系统平台研发

导向钻井技术的智能化是实现复杂油气藏高效开发的重要途径.本文面向智能导钻系统的实际需求,基于云平台、大数据及人工智能等技术,开展了一体化软件系统的研发.针对整套系统模块众多、功能复杂的问题,首先研发了可扩展模块化底层软件平台,在此基础上建立起集成数据采集、传输、存储、应用与决策为一体的工业化软件系统.本文详细介绍了整套软件系统的研发思路、架构设计、实现方式及各模块主要功能,同时开展了人工智能算法研发和软件平台的集成测试.研发的各软件系统模块不仅实现了现有功能的工程实用化,而且具备良好的扩展性,能够为智能导钻技术的持续性发展奠定基础.

     

智能导钻井下随钻单芯总线信道特征及接口驱动

随钻总线系统实时收集上传井下随钻测井数据与钻井工程参数以及下达地面控制命令,通过井地传输系统,实现地面与井下之间的数据与命令交换,形成钻井控制大闭环,是完成智能导钻的关键技术环节.本文从随钻单芯总线的信道特征、总线电路及其等效模型几方面介绍智能导钻井下随钻单芯总线系统,总结了总线的最佳工作频率及负载特征,分析了总线接口的简单可靠的驱动方法,通过电路测试,验证其可靠性.研究发现单芯总线信道的特征阻抗随分布参数变化很大,导致仪器横卧与竖立状态下,通信信道特性明显不同,本文根据信道特性变化规律,避开敏感频带,并将信道特征转换成等效电路模型,进一步明确了总线系统正常工作的参数设置方法.设计的总线系统已开展井下实钻试验连续工作3口井,累计工作时间超过270 h,累计钻进5300 m以上,未发现故障,系统工作稳定.

     

面向地质导向的地层智能评价解决方案

地质导向系统基于井下实时测量的地质、地球物理和钻井参数,优化三维井轨迹到油气藏指定位置以获得最大的泄油面积和最佳的采收率,成为提高单井油气产量和油田开发效益的前沿技术,面临低孔-低渗-强非均质储层等地质难题和高温-高压-强振动等钻井工程难题.本文在梳理地质导向系统硬件、软件和人员等组成的基础上,将地质导向系统划分为基于地层构造的轨迹地质导向、识别储层岩性的油藏地质导向和面向地层成分的产能地质导向三个阶段;以分辨率更高、更直观的露头为例,阐述了地质导向系统"构造-岩性-成分"三个层次的逻辑关系.本文提出"数据采集-信息融合-态势感知-地层智能评价"的地质导向智能评价方案：按照学科门类,考虑数据的来源、采集时间和空间分辨率等因素,梳理出地层智能评价所需的数据类型与数据特征;提出地质导向多源异构数据"数据级-特征级-决策级"信息融合分类,并梳理了相关算法;根据数据模型与先验经验对当前钻井状态、地质环境进行态势评估,采用机器学习等算法对钻井模型和地质模型进行态势预测;提出"初导"和"精导"的理念,按照"构造-岩性-成分"三个层次厘定了地层智能评价的"精导"技术要点.该地质导向智能评价方案应用到实际油田的地质导向作业,验证了技术方案的可靠性和实用性,可为未来的井下智能闭环研究提供借鉴.     

基于MEMS陀螺的高温随钻定向测斜仪研究

针对油气井测量时所面临的小孔径、超深井、温度范围广、温度变化率高、工作时间长等挑战, 研究了基于MEMS陀螺仪的定向测斜仪, 设计了MEMS陀螺定向测斜仪软硬件系统.为确保该环境下的测量精度提出了一种动态温度补偿方案, 并采用基于小波滤波多尺度分析的方法对动态温变环境下陀螺输出信号进行去噪滤波处理, 以实现定向测斜仪系统的测量精度.论文给出了定向测斜仪硬件系统方案、定向测斜算法、小波多尺度滤波算法.测试结果表明: 该系统在常温和动态温变环境下井斜方位角精度优于±2°, 井斜角精度优于±0.1°, 工作温度最高150 ℃, 可适应我国深层油气井勘探开发的应用场景需求.

     

基于循环神经网络的大地电磁信号噪声压制研究

由于天然电磁场源信号微弱,观测数据极易受到噪声干扰,严重影响反演和解释结果.传统去噪方法依赖于人工对时间序列和功率谱的筛选,去噪效率低,主观性强.本文提出利用循环神经网络对大地电磁时域信号进行特征噪声的识别和提取,进而重构出去噪后的大地电磁信号.在对大地电磁时域信号进行大量分析的基础上,对噪声进行分类并搭建含噪信号数据库,利用该数据库训练了两个循环神经网络,并选取长短时记忆单元优化循环神经网络结构,分别实现含噪数据段筛选和噪声形态提取.对仿真和实测数据分别进行了测试,循环神经网络均能准确筛选出大地电磁信号中的噪声段,本方法在避免人为操作主观性的同时提高了工作效率,视电阻率和相位曲线质量得到明显改善.

     

衍射波地震勘探方法

本文提出了衍射波勘探方法资料处理流程的构思框架,并给出了以复杂结构为目标所做的物性结构成像、几何结构成像及迭代开关识别等研究结果.     

稳定电流场有限元法模拟研究

以直流电场有限元方法为基础,从二维电性介质线源有限元模拟出发,深入探讨了改进复杂电性结构理论模型有限元正演资料仿真性、有效性的方法．首先,用加里津（Garlerkin）方法推导了稳定电流场的有限元方程,得到了人为截断的边界条件;研究了快速形成系数矩阵的模块化方法以及自动识别地电参数和电性分界面的网格自动剖分软件燃后讨论了不同边界情况下的数值模拟情形,指出了各自的物理含义及吸收效果,最后由模型计算对本文方法进行了检验．     

积分法三维电阻率成像

二维或是三维电阻率反演成像研究,最关键的环节是在反演系数矩阵即敏感矩阵(或雅可比矩阵)的求取上.本文从微分方程的积分解出发,推导了表达式极为简单的三维雅可比系数矩阵,构造了成像方程.根据反演方程系数的稀疏特征,采用改进的降维高斯赛德尔迭代法来求解该反演方程,并通过内外迭代的结合,对大型稀疏欠定方程能很快收敛,得到可靠的解答.合成数据模型结果及实际资料的成像结果表明积分法不但实现起来极容易,成像结果的精度也相当高.