多层介质中偶极子场的系数递推关系

在求解多层介质赫兹矢量位的波动方程中，根据任意两层介质交界面上电磁场切向分量的连续性并利用电磁的对称性，可导出位于任者一层介质中的垂直电偶板子及磁偶极子、水平电偶极子及磁偶极子四种源所产生的电磁场表达式及其统一的系数递推关系。将垂直偶极子场和水平偶极子场叠加可解决地层的井－井、并－地面勘探以及水平并感应测井和感应倾角测井的正演计算问题。     

多层介质中偶极子场的系数推关系

在求解多层介质赫兹矢量位的波动方程中，根据任意两层介质交界面上电磁场切向分量的连续性并利用电磁的对称性，可导出位于任意一层介质中垂直电偶极及磁偶极子、水平电偶极子及磁偶极子四种源所产生的电磁场表达式及其统一的系数递推关系。将垂偶极子场和水平偶极子场叠加可解决地层的井－井、井－地面勘探以及水平井感应测井和感应倾角测井的正演计算问题。     

层状介质中磁性源频率测深的一种视电阻率算法

参考国外有关文献介绍的方法，通过两个不同方式的磁场测量求取了水平层状介质表面上垂直磁偶极源电磁场及其全频域视电阻率的表达式，简介了视电阻率的数值计算方法，并且用自编程序计算了几种地电断面的视电阻率曲线，以此说明所介绍方法的有效性。     

层状各向异性地层中的点电流源

本文从电流连续性方程出发，利用欧姆定律导出了各向异性地层中的电位方程，并给出了解的基本形式，文中还导出了点电源位于各向异性地层的地表或地导中两种情况下的一次电位，利用递推法得到半无限Ｎ层各向异性地层地表上点电流源所产生的电位通解，推出了电流源位于Ｎ层各向异性地层中任意位置时的电位表达式，根据文中给出的理论结果，只需取纵，横两方向电导率相等，即可得到相应模型各向同性地层中电流源的电位解。     

二维海底地层可控源海洋电磁响应的数值模拟

利用等参有限元方法对不同类型的偶极子源在二维海底地层上方产生的电磁场响应进行了数值模拟。通过对构造走向进行Fourier变换,将全三维电磁问题转化为一系列二维电磁问题,并在波数域求解,极大地减小了计算量;导出了适用于二维海底地层中任意方向的电偶极子或磁偶极子响应的波数域电磁场方程,并在x-z平面内采用等参有限元方法求解,利用Fourier逆变换得到空间域海洋电磁响应;采用具有一定面积的伪δ函数表达源电流分布,提高了数值解的精度;利用层状含高阻油气储层和低阻水层模型的数值模拟结果,分析了不同方向的电偶极子源和磁偶极子源的敏感性。模拟结果表明,水平电偶极子激发测得的两个电场分量和一个水平磁场分量,均对海底高阻层响应灵敏,适合于油气储层直接探测;水平磁偶极子激发的两个磁场分量和一个水平电场分量,尽管响应幅度较低,但在高阻储层能产生一定的异常,可以为水平电偶极子激发油气探测提供补充信息。     

邻井随钻电磁测距防碰计算方法研究

为了解决丛式井邻井井眼防碰问题,对邻井随钻电磁测距防碰计算方法进行了初步研究。在了解邻井随钻电磁测距防碰工具结构与工作原理的基础上,将磁源看作磁偶极子,利用磁偶极子法分析了磁源周围磁场的分布规律,建立了邻井套管磁化磁场计算模型和探管处磁感应强度计算模型,确立了丛式井邻井随钻电磁测距防碰计算方法,并利用数值模拟方法分析了探管内磁源间距、磁源磁矩和套管相对磁导率等参数对探管处磁感应强度的影响。探管处磁感应强度与磁源间距、磁源磁矩、套管相对磁导率和直径等参数呈正相关,合理设计工具的关键参数,可以增强探管处的磁感应强度,提高工具测量的准确性。研究结果表明,邻井随钻电磁测距防碰工具应用确立的邻井随钻电磁测距防碰计算方法,实时测量计算正钻井与邻井的间距和方位,基本可以满足丛式井导向钻井工程需求,这对丛式井邻井随钻电磁防碰技术的发展具有非常重要的现实意义。      

长方体磁场及其梯度无解析奇点表达式理论研究

 本文在分析郭志宏等人提出的长方体ΔT场及其梯度场理论表达式在上半无源空间存在某些点的场值无法计算的解析“奇点”问题基础上，首次引入欧拉方程对长方体磁场理论表达式进行重新推导，导出了新的长方体ΔT场及其梯度场在上半无源空间的无解析“奇点”理论表达式。该表达式不仅具有形式简单、统一，计算量小等优点，而且具有重要的理论和实际意义。对比模型正演计算结果表明，新导出的ΔT场及其梯度场无解析“奇点”理论表达式是正确的。     

一维大地电磁和地震数据联合反演方法研究

针对江汉盆地海相地层的地电结构特点，对区内５口探井的物性数据作了统计，给出了一维层状介质模型。大地电磁数据是采和一维层状介质递推关系式模拟，差商法求其偏导数，地震数据是以水平界面为基础进行快速射线追踪正演，运用解析法求偏导数，理论数据采用典型ＨＡＫ型曲线５层地球物理模型试算。     

电偶源激发下水平层状介质电场的分布特征与反演研究

本文推导了人工源频率域电磁法电偶源激发下水平层状介质电场的计算公式,利用快速汉克尔变换数字滤波方法对理论模型进行了计算,并对电场的分布特点进行了分析。引入OCCAM反演思想解决了水平层状介质电偶源激发下电场资料的反演问题。反演算例验证了反演算法的正确性和可靠性,同时也表明了利用阵列电场资料(多测站、多频点)反演地下介质电阻率分布是可行的。     

2.5D地质体重磁异常无解析

 本文明确指出现有文献中有关2.5D重磁异常正演模型在上半无源空间存在某些点的场值无法计算的解析“奇点”问题,长方体ΔT场及其梯度场正演计算理论表达式在上半无源空间存在场值无法计算的解析“奇点”问题仅是2.5D体的一种特例情况。通过详尽的理论推导,建立了2.5D体重磁异常在上半无源空间无解析“奇点”正演计算模型,并在此基础上导出了新的长方体ΔT场在上半无源空间无解析奇点理论表达式。上述建立的模型或表达式是普遍适用的,同现有模型或表达式相比,具有形式统一、正演计算快速的优点,一定程度上满足了正反演中快速计算的需求。对比计算表明,所建立的2.5D体重磁异常无解析“奇点”正演计算模型和新导出的ΔT场无解析“奇点”理论表达式是正确的。     

基于正交天线的随钻方位电磁波电阻率成像响应特征模拟

随钻方位电磁波仪器由于具备地层方位分辨性及较大的边界探测深度在地质导向中应用广泛。在常规电磁波电阻率接收天线附近增加横向天线,组成一个正交接收天线,分别接收不同分量电磁场信号。将不同分量、不同线圈距电磁场信号进行归一化组合,利用数值模拟对不同地层模型以及井眼轨迹的成像特征和规律进行模拟分析。数值模拟结果表明,不同分量、不同线圈距的电磁场分量组合可以合成方位电磁波电阻率,方位电磁波电阻率探测深度主要由横向天线测量的定向电动势信号决定。方位电磁波电阻率成像受地层电阻率对比度、相对井斜角以及地层厚度影响,可以准确直观地反应出井眼与地层的相对位置关系以及地层电阻率各向异性。通过对基于正交天线的方位电磁波电阻率成像方法模拟,可以更好地解释横向电阻率变化并指导地质导向应用。     

瞬变电磁测深在海南福山凹陷的试验研究

中大功率轻便型瞬变电磁仪，在海南福山凹陷部分地区开展瞬变电磁测深试验取得了初步成果：（１）探索到适合于该区的数据采集方法，即采用重叠回线装置、回线边４００ｍ、发射脉冲电流为１００Ａ、供电时间为４０ｍｓ、采样时间长度为１６０ｍｓ；（２）采用上述采集方法，探测深度可以达到２０００ｍ；（３）反演的界面起伏形态可与已知测深资料相对比，平均深度误差为１０％，最小的深度误差仅有２％。若采用回线边长６００ｍ、发     

瞬变电磁测井信号自适应相干积累检测方法

受井下高温、高压以及运动测量等复杂测试条件的影响,低信噪比一直是困扰井下瞬变电磁探测系统发展的主要因素之一。针对这一问题,在柱状多层非均匀模型基础上,提出了一种瞬变电磁测井信号自适应相干积累检测方法。利用运动测量过程中相邻周期瞬变电磁响应的相关性,通过计算不同周期响应差异的Frobenius范数实现自适应相干积累。现场试验结果分析表明,该方法能够有效改善井下瞬变电磁系统信噪比,比固定时间相干积累具有更好的井下复杂环境适应能力。     

围岩对井间电磁测井的影响

本文以电磁场理论为基础,基于非均质套管井井间低频电磁场,建立包括井眼泥浆、套管、水泥环、围岩、目的地层等的非均质套管井井间模型,采用有限元方法分析围岩对井间电磁测井的影响。结果表明,在低频电磁场情况下,目的层厚度越薄,围岩的影响越大;围岩电阻率越低,电动势变化越大。该数值模拟分析结果可为井间电磁测井中围岩校正提供一定的理论参考。     

多频电磁波测井数据的反演成像技术及应用

针对测井数据反演成像问题的不适应定性，采用了带不等式约束的正则化最小二乘迭代反演，模型响应的正演计算用有限元方法实现，模型响应对电阻率及介电常数的偏导数用格林函数和互换原理计算，对高低频电磁波测井数据的反演分两步进行，首先用低频数据得到电阻率的大致分布，再以此为初值，用高频电磁波数据同时反演电阻率和介电常数，通过对模型的数值模拟和某地热田1口井的实际资料的应用表明，电磁波测井数据的反演厉像能给出井周近旁介质的电性参数分布，而在离井较远的区域不能得到稳定可靠的解释结果，无论高频还是低频测井数据，要得到高质量的成像结果，工作频率的适当选择及接收器灵敏度的提高是至关重要的。     

石油电磁测井技术发展中的一些关键问题

感应测井在电缆测井中较常用,其探测深度较大且能适用于油基泥浆,因而在石油测井中具有不可替代的地位。电磁波测井在随钻测井中更有效,利用随钻方位电磁波测井技术能够识别岩性界面、分辨仪器旋转方位,已经成为随钻地质导向的关键技术和主要研发方向之一。文中回顾了感应测井和电磁波测井仪器的发展过程,指出了各发展阶段的仪器特点、设计差异和硬件设计制造难点;概括了石油电磁测井响应影响因素,分析了不同环境因素对感应测井和电磁波测井影响的异同,认为相对倾角、井眼环境校正是影响共面或交叉分量应用的主要因素;分析了常用正、反演技术的优势和不足,认为现阶段缺乏适用于复杂地层的快速、可靠的正、反演技术,限制了电磁测井在实时解释和地质导向中的应用;总结了电磁测井数据解释存在的困难和技术升级难点;最后,展望了石油电磁测井技术的发展远景。     

大地电磁测深电磁波反射函数延拓成像法

本文提出了一种新的实现简单、要求条件少、成像精度较高的大地电磁测深波动方程延拓成像法大地电磁测深电磁波反射函数延拓成像法，简称IRC法。首先介绍一维介质情况下的IRC理论，导出大地电磁测深电磁波反射函数，此函数由电磁波上行波与下行波的比值表示；然后具体给出大地电磁测深电磁波反射函数延拓成像法的实施特点和步骤；最后用该方法和拟地震解释法对模型及井旁实测资料同时进行了计算，说明了该方法的可行性、实用性。此法不仅能使界面正确成像，而且能求出真电阻率等参数，不受上界面的影响。     

井中低频声激发极化电场理论模型

声激发极化是在声波作用下饱和流体孔隙介质中的声波场向电磁波场转化的一种非线性地球物理现象,即声能转化成电磁能的过程。在低频条件下,声源在井眼和地产生的波场能量主要以井眼斯通利波的形式存在并沿井眼壁传播,描述声激发极化过程的方程也可以得到相应的筒化。本文首先模拟和分析了横向各向同性和均匀各向同性孔隙饱和介质在高频和低频下全波列波形,然后在考虑到实际井眼中自然电场存在的前提条件下系统推导了低频声波磁化     

金属套管井间电磁校正方法研究

从麦克斯韦方程出发,得到了井间电磁接收信号与4层介质(井眼、金属套管、水泥环、地层)参数以及接收机位置之间的解析式。模拟计算了泥浆电阻率、金属套管(位置、电阻率、磁导率)、水泥环电阻率、发射频率以及接收机位置对井间电磁接收信号的影响。由数据模拟与分析得到井间电磁与井眼介质以及金属套管之间的关系。通过分析,得出井眼内泥浆以及水泥环电阻率对接收信号的影响可以忽略;金属套管对接收机的信号影响较大。在确定金属套管的位置、厚度、电导率、磁导率、发射频率以及测量2口井的井间距大于20m时,通过建立数据库的方式对金属套管的影响进行校正。将金属套管校正后的数据与无金属套管存在的数据对比,误差小于1%。     

对Petro-Sonde岩性探测技术的质疑

Petro－Sonde或称为岩性探测技术,其实质是接收时间域内电磁场中不稳定的脉动噪声。因此,其观测数据既无重复性、一致性,又无稳定性,不可能用它来了解地下的地质结构。本文从理论上对该方法的分辨率、穿透深度、目的层深度标定、时间域电磁信号的读数等问题进行了分析,又从实际数据的采集不合理性及解释中存在的主观随意性,提出了证据。最后认为该方法是不科学的,不可取的。