检波器耦合系统匹配技术

地震检波器的作用已成为制约高分辨率地震数据采集的瓶颈。为了生产出高质量的检波器串,作者提出一种行之有效的检测方法。由于每个元件测试结果,其各项指标均有偏差,但这种偏差是随机分布的,而且这种偏差不一定符合要求。因此可通过软件系统对大批量元件进行优化组串,使串的某项技术指标的允差等于或小于元件单项指标的允差,从而使组成高精度由的成功概率很高。文中给出优选组串的测试方法,经实践检验是可行的。     

检波器地面耦合机理研究

本文基于检波器的理论模型,分别对加速度型与速度型检波器建立了检波器与大地的机电耦合动力学模型;设计完成了检波器地面耦合振动特性试验,试验数据拟合结果验证了模型的正确性,同时揭示了耦合共振频率与检波器附加质量、尾锥长度等参数之间的关系,研究工作为检波器的设计与使用提供了理论参考。     

用于石油地震勘探的高精度检波器弹性系统

论述了一种新型适合高分辨率地震勘探的高灵敏度、低失真度的高精度地震检波器,主要对这种检波器弹性系统进行了研究,包括弹性系统的动力学特征和阻尼特性,对所设计的弹簧片进行了疲劳强度校核。实验表明：所设计的弹性系统对加速度的变化有良好线性响应,其工作频率为10Hz,基于此弹性系统的检波器特性参数为：频率厂：10Hz±2．5％,灵敏度S=280mV／cm±2．5％,阻尼b=0．7,失真度d〈0．5％。     

变形介质油藏-井筒耦合流动研究

针对油气生产的实际过程,不仅考虑了储层介质变形对储层渗透率的影响,而且考虑了油藏与井筒的耦合流动,将油藏渗流与井筒管流作为整体来进行研究。建立了变形介质油藏-井筒耦合流动模型。采用无条件稳定的全隐式方法对模型进行离散,应用Newton迭代方法求解,得到井口定产量生产时,定压外边界情况下．变形介质油藏-井筒耦合流动模型一个计算示例的数值解,并绘制了压力图版。     

基于连续-离散介质耦合的水合物储层出砂数值模拟

出砂是制约天然气水合物安全高效长期可控开采的瓶颈之一,出砂现象的诱因及其演化规律与水合物储层动态响应行为密切相关。据此,提出了一套研究水合物开采过程中储层动态响应与出砂行为的综合数值模拟方法,并以大尺寸开采出砂防砂模拟反应釜为研究对象,以水合物胶结模式为例,分析了实验尺度下模拟水合物储层在不同开采压差条件下的储层物性、力学响应和流固体（水、气和砂）运移产出规律。结果表明：实验尺度降压开采过程中,体系温度存在快速降温、持续低温和温度回升3个阶段;水合物分解引起的气水产出和井周应力集中是水合物储层出砂的关键控制因素;同一开采压差条件下,提高水流速会导致地层出砂量增加,并且出砂速率的增幅随水流速的增大而增大,而缩小防砂筛孔孔径能够延缓出砂起始时间,并且使得出砂量显著减少。     

基于微机电系统的数字检波器及其应用

介绍了基于微机电系统（MEMS）的数字检波器性能，并将其与模拟检波器进行了对比分析。MEMS数字检波器的振幅和频率响应较为理想，动态范围宽，且体积小，重量轻，采用全数字传送；而模拟检波器由于是采用组合方式来压制环境噪声和相干噪声，因此使得高频信号损失，分辨率下降，且体积大，埋置和收放困难，工效低。通过对常规10Hz检波器和MEMS数字检波器的振幅响应、相位响应、谐波畸变的对比，讨论了数字检波器的优越性。在中原油田进行了数字检波器（单个）和模拟检波器（12个组合）的野外采集试验，结果表明，MEMS数字检波器采集的记录在浅层有较高的分辨率。最后介绍了国内MEMS数字检波器的研制现状。     

低渗透变形介质油气藏渗流流-固耦合研究

低渗透变形介质油气藏流体渗流和岩石物性对应力场的变化比较敏感,采用耦合应力场和流体渗流场能较好地反应实际情况。对流体渗流和岩石应变耦合数学模拟理论和岩石力学实验方法进行了综合分析,以某个多相流油藏、气藏、存在水力压裂裂缝等情况为例进行研究。研究表明,可用本文方法预测岩石渗储物性动态交化、应力应变、及其对生产的影响。这里介绍的方法在石油工程方面具有广阔的应用前景。     

检波器与灰岩地表耦合效应的理论和试验研究

检波器与灰岩地表的耦合问题是影响中国南方海相灰岩裸露区地震资料品质的重要因素之一。本文利用多自由度振动系统理论模型,分析了检波器-灰岩地表耦合系统的响应特征,并结合检波器耦合试验资料,对比了不同耦合模式的耦合效果,探讨了检波器-灰岩耦合机制。研究结果表明,将检波器尾锥插入灰岩地表构成双自由度耦合振动系统,在保证两者紧密接触时对应的耦合谐振频率较高,对地震资料品质影响很小,但施工难度较大;利用表土等耦合介质将检波器埋置在灰岩地表构成的三自由度耦合振动系统,提高了施工效率,但需选择合适的耦合介质、减小耦合介质的高度及其与灰岩的接触面积,以减小耦合谐振的影响,进而提高地震资料品质。     

VSP中检波器—地层耦合效应的消除

引言常用的垂直地震剖面(VSP)井下仪器装有大而重的地震检波器(通常含三个互相正交的接收器).检波器都有某种推靠装置.这种推靠装置的用途是:当井壁对介质中弹性波的通过引起感应时,保证仪器靠井壁移动;保证仪器对井中液体传递套管波的噪音不敏感,并允许放松电缆,防止信号沿电缆传递。当检波器和井壁之间有相对的移动时,则存在检波器一地层耦合问题,因而导致所记录的地震信号并不反映真实的地层振动。在 VSP 测量中,尤其在裸眼井中,当笨重的检波器与粗糙的井壁、或与粘滞泥饼、或与低弹性常数的介质相接触时,检波器-地层的耦     

双重介质系统液固耦合模型及其应用

在油气藏开发过程中,油气藏中孔隙—裂缝介质受渗流场和应力场的双重作用,这不是简单的线性叠加,而是彼此作用、相互影响,称为耦合作用。对双重介质而言,耦合作用可能导致油藏物性参数的变化,影响油气藏压力和流体的分布,因此有必要建立并利用液固耦合模型来模拟双重介质系统中流体的渗流特征。利用有效应力概念,可以建立双重介质渗流系统液固耦合的数学模型,并采用有限元方法,通过有限差分,获得数值解。通过实例模拟计算,获得了耦合效应对油气藏动态的影响:压力系数越高、储层物性越差,液固耦合效应越明显。但随着生产时间的延长,液固耦合效应对井底压力的综合影响会逐渐消失,并非所有的双重介质系统渗流都需要考虑液固耦合效应。     

弹性油藏中多相渗流的流-固-热耦合数学模型

基于对油藏中三大物理场（流体力场，固体力场及温度场）的系统分析，综合运用渗流力学，岩石力学，热力学理论，建立了一个全新的油藏渗流的流－固热耦合模型，该模型假设岩石骨架是可变形的，油藏内热量按热力学定律自由传递，孔隙流体压力和热应力会导致岩石骨架的变形；反之，岩石骨架的变形又会导致储渗特性和孔隙流体压力的改变，还会导致温度场的改变。建立了安全耦合的流体渗流方程、岩石变形方程和温度场方程，三者之间互含耦合项，互不独立，只能联立求解。给出了模型的数值求解思路。该文所建立的模型实现了油藏中渗流、变形，变温三者间真正意义上的耦合，较之已有的油藏渗流模型更能反映油藏的实际，是对油藏传统渗流理论和流固耦合力学理论的发展，能广泛运用于石油工程许多领域，该模型同时也为编制流－固－耦合应用软件提供了理论依据。     

裂缝介质的有效弹性常数

目前研究平行裂缝或定向裂纹对地震波传播影响的常用模型有三种：①具有平面分布的细小、孤立的滑移面或裂纹的裂缝模型；②具有平面分布的、非连续接触的裂纹的裂缝模型；⑧把平面界面当作由黏性液体或软材料组成的连续薄层的裂缝模型。本文从较普遍的理论出发，导出了裂缝介质中柔度系数的解析表达式；利用这些解析式计算了上述三种模型的有效裂缝柔度系数和刚度系数，并证明上述三种模型均可归结到统一的表达形式。研究还表明，当已知裂缝表面一些信息时，就可将宏观测得的柔度系数直接与裂缝的微观结构特征联系起来。     

三维裂隙介质中弹性波的速度研究

本文研究了三维含裂隙介质中弹性波的传播速度问题。文中根据Ｈｕｄｓｏｎ模型，导出了三维含裂隙介质中波传播的相速度和群速度的解析表达式，并就干裂隙，并就干裂隙和流体饱和裂隙情况计算了相应的速度。     

基于微机电系统的数字检波器研制和性能分析

对微机电系统（MEMS）数字检波器的结构和性能进行了简要介绍，对MEMS数字检波器的室内检测系统的组成、标定和测量方法等方面进行了描述。在江苏油田进行了MEMS数字检波器野外试验，以测试MEMS传感器的性能。试验结果表明，用MEMS数字检波器采集的资料，浅层的信噪比、分辨率和波组特征比传统检波器的要好，深层能量较弱；在室内进行了三分量MEMS数字检波器和超级检波器的对比试验，结果表明，数字检波器的频率响应要优于超级检波器，阻尼低于超级检波器；在四川达州进行的三分量MEMS数字检波器野外试验表明，三分量MEMS数字检波器的灵敏度较低，不能分辨深层弱信号；在山东煤田的试验中，三分量MEMS数字检波器的灵敏度提高了3倍，记录的总体面貌没有很大改观，但检波器对小于10Hz的面波信号有响应。     

基于等效交错网格的流固耦合介质地震波模拟

为提高流固耦合介质中地震波模拟的精度和稳定性,本文借助等效交错网格思想并充分考虑密度参数空间变化对地震波传播的影响,在流相介质和固相介质中分别采用非均质情况二阶标量声波方程、二阶纯位移弹性波方程,在流固耦合界面处采用一阶位移—应力弹性波动方程作为流相和固相之间的转换过渡层,并详细说明了过渡层与上、下介质进行时间和空间差分的耦合方法。与传统的交错网格差分方法相比,本文方法尽可能减少了方程的参数变量和内存需求,提高了计算效率。简单的双层模型和复杂Marmousi 2模型的模拟结果证明了本文方法的准确性和稳定性。     

基于多孔介质热弹性理论的井壁诱导缝成因

常规纯弹性理论通常把钻井过程中直井井壁诱导缝的形成归结为钻井液密度过高或者水平主应力差值过大,然而该理论却并不能完全合理地解释深井井壁诱导缝的成因。为揭示井壁诱导拉伸缝形成机理,考虑钻井液循环期间低温钻井液与高温井壁围岩的热交换,基于多孔介质热弹性力学理论,建立了适于深部地层的井壁稳定分析模型,研究了流固热耦合作用下的井周周向有效应力、孔隙压力与温度分布计算模型。计算结果表明:(1)在最大水平地应力方位,井眼钻开初期多孔弹性作用居于主导,孔隙压力在近井壁地带出现谷值,对诱导缝的形成起到了抑制作用;(2)然而随着钻井液与地层热交换的进行,钻井液的冷却作用愈加重要,井周周向有效应力由挤压状态逐渐转变为拉伸状态,从而导致近井壁地带诱导缝的形成。结论认为,为避免诱导缝的形成,在工程上一方面需加强钻井液的封堵性,控制液柱压力向井周的扩散;另一方面也可以通过调整优化钻井液密度与流变性能,控制井底钻井液当量密度(ECD)。     

沙漠地区地震检波器耦合的高频信号匹配滤波技术

在沙漠地区，由于常规检波器与表层干沙不能很好耦合，因此使地震资料的分辨率降低；而地震波检测系统(即特殊耦合检波器)能改善检波器与表层干沙的耦合关系，但其野外施工的效率较低。为此，利用特殊耦合检波器和常规耦合检波器在相同条件下采集的单道地震数据，采用最佳维纳滤波方法，设计了耦合匹配滤波器。应用耦合匹配滤波器对常规检波器采集的地震数据进行了处理，拓宽了叠前地震数据的频带，提高了叠加资料的分辨率，基本达到了用特殊耦合检波器采集的地震资料的品质。     

低渗透气藏介质变形-渗流耦合有限元数值模拟

低渗透气藏开发过程中介质变形对储层孔隙度、渗透率及产能的影响不可忽视.综合考虑储层变形、地应力、流体渗流等因素,建立了低渗透气藏介质变形-渗流耦合模型;采用有限元数值模拟技术并开发相应程序对耦合模型进行求解,定量研究开发过程中储层变形及其对储层物性和气藏产能的影响.数值模拟结果表明:非均匀水平地应力造成近井壁区域储层变形及渗透率变化各向异性,产能评价中应综合考虑介质变形的影响.     

裂隙裂缝介质的弹性波模拟

由于裂隙裂缝介质的空间展布是任意的，因而有可能通过研究不同观测方位的弹性波波场来研究这类介质。文中使用了横向均匀介质模型及相应的坐标变换，建立裂隙裂缝介质模型。通过求解介质运动微分方程，获得了波的传播问题数值解。由数值例子表明，该方法能很好地模拟剪切波分裂等现，表明快慢剪切波的偏振方向与裂隙裂缝方向有着密切的关系。