利用声波测井计算岩石的力学参数

介绍了岩石力学参数的测量方法及岩石动、静弹性参数相关关系，最后用实际声波测井资料来分析计算岩石的力学参数。     

煤系声波测井曲线幅值与岩石力学参数的相关性

对煤系岩石声波测井曲线幅值与静态力学参数进行相关性分析,提取相关性较为显著的参数,并建立统计学关系模型。将该模型应用到煤系岩石力学参数的定量预测中,通过预测值与实测值的对比分析表明,预测模型的预测精度可以满足实际生产的要求。     

测井“静态”探测与微震“动态”监测技术在矿井突水综合预警中的应用

矿井发生系列重大突水事故,可归结为两个原因:①回采前,潜伏导水通道和隔水关键"静态"存在特征的"探测"和研究不足;②回采过程中,导水通道和隔水关键层"动态"失稳过程的"监测"和研究不足。针对矿层回采前岩体性质的"静态"存在特征,采用地球物理测井和高分辨率三维地震勘探作为技术手段、GSR(Geophysical Strata Rating)方法作为研究手段展开研究,重点对突水危险区进行预测;针对煤层回采过程中岩体破裂过程和裂隙场分布的"动态"特征,采用高精度微震监测作为技术手段、高精度定位及反演分析技术作为研究手段展开研究,重点对突水危险进行临场预警。基于上述技术和研究方法,进行了煤层分布特征、隔水关键岩层分布特征、断层分布特征的原位探测和研究。建立了关键层静态探测与动态监测的突水预警模型和构造体静态探测与动态监测的突水预警模型;采用了"将岩体性质‘静态’存在特征和岩体‘动态’破裂过程作为一个整体"对突水通道进行预测,并对矿井突水定量预测进行了初步的学术探讨。     

基于地震信息反演的煤层气资源预测研究

为了更准确地分析煤质水分、灰分、挥发分参数和煤层测井参数密度、声波时差之间的相关响应关系,以中国西南一煤矿区为例,取实验室实测各口井目的煤层3煤层的煤质参数和测井曲线上读取的各煤岩段的密度、声波测井值进行回归。最终选取最敏感的回归函数,进而用于反演。     

井下嵌入式超声测井数据采集

介绍了1种新的将超声测井技术结合潜入式的测井数据采集系统,利用超声波对井壁进行横向扫描,根据返回的参数对井壁后岩层情况进行判定。用C语言在ARM Linux环境中开发出基于嵌入式的超声测井数据采集系统,该系统能对采集的数据进行分析和处理,且可以根据波形图来判断岩层情况。该系统的特点在于将超声测井技术与嵌入式系统相结合,应用先进的PXA270处理器开发1套实时性的数据采集系统。     

页岩气储层有机碳含量与测井参数的关系及预测模型

页岩气储层总有机碳(TOC)含量是页岩气评价的重要参数,如何准确确定TOC含量是页岩气勘探开发研究的一个关键问题。以黔江地区下志留统龙马溪组为研究对象,通过页岩气储层有机碳含量测试和钻井测井资料的统计分析,研究了TOC含量的测井响应特征,优选了体积密度（DEN)、自然伽马(GR)、自然电位（SP)和声波时差（AC)4条测井曲线作为特征向量,建立了TOC含量的BP神经网络预测模型,改进了BP神经网络算法,并对黔江地区1口页岩气井下志留统龙马溪组TOC含量进行了预测和对比分析。结果表明：基于测井参数的BP神经网络模型具有极强的非线性逼近能力,能真实反映页岩气储层TOC含量与测井参数之间的非线性关系,预测结果与实测值之间误差小,相对误差一般小于10%。     

干耦合超声波测试技术及其岩石动静参量测试应用

岩体非线性特征随深度增加不断凸显,其力学参量现场实时精确测量及长期监测,为地应力解除过程中岩体变化特征及应力监测提供了必要的基础。然而目前岩石力学参量测定多基于室内力学试验,时效性及拟合方法都会对测试结果带来误差。传统耦合超声波发射、接收探头对接触面平整性要求高,无法实现布置于现场钻孔内的长效监测。基于干耦合点接触声波探头测速技术,通过对声波发射、接收探头设计,电路板稳定性及去噪算法研究,研发出具有瞬时采集、无线传输功能的数字化波速采集系统。通过对同一区域取自现场加工的?50 mm×100 mm花岗岩岩样及地应力解除岩芯,分别进行室内力学试验及波速测定,以计算获取相应静态、动态弹性模量。结果表明:首先,自研发基于干耦合点接触声波测速采集系统,对不同工作接触面适应性较好,数据误差在规范允许范围内。其次,对于同一区域相同岩性不同尺度、形态的岩样,其动态、静态弹性模量关系彼此间具有适用性。这就为现场基于干耦合点接触声波测速计算获得的岩体动态弹性模量,推算其静态弹性模量提供了依据。进一步的,基于干耦合点接触声波测速数字化采集系统,岩体动、静态力学参数在现场地应力岩芯解除过程及岩体长期监测过程中的实时采集及分析研究,具有一定的可行性。     

淮南煤田含煤地层岩石物性参数研究

根据岩心实验测试数据和测井资料,利用交会图技术和统计分析方法,对淮南煤田含煤地层中砂岩、泥岩和煤岩的密度,纵、横波速度等物性参数进行了系统研究。研究表明：各类岩石的密度以及纵、横波速度等物性参数变化范围都较大;埋藏深度对岩石物性参数的变化和各类岩石之间的物性参数差异有明显影响;岩石的物性参数之间具有很好的相关性,但碎屑岩与煤相应物性参数关系式的系数有很大差别;与岩石实验测试数据相比,测井分析数据更接近于地层状态下岩石的物性参数,而且分布范围较大,回归分析结果更具实用性。     

基于测井的柿庄地区宏观煤岩类型划分(增刊)

以柿庄地区3号煤层的钻井取心数据为基础,划分了研究区3号煤层宏观煤岩类型,结合测井资料,分析了宏观煤岩类型与补偿密度测井、声波时差测井和自然伽马测井的相关关系,利用多元线性回归方法,建立了柿庄地区3号煤层宏观煤岩类型测井解释模型,并划分了该煤层宏观煤岩类型。结果表明：该预测模型能较准确地对研究区3号煤层宏观煤岩类型进行划分,为研究区煤层气甜点区预测提供依据。     

安庆铜矿采区围岩监测及稳定性预测

本文针对岩土工程稳定性分析，提出了监测、灰色预测和有限单元法相结合的分析方法。建立GM（1，1）模型，用Java语言编写灰色预测程序，在灰色预测基础上，建立了三维弹塑性有限元模型，对局部区域用ANSYS软件进行稳定性分析。应用此方法分析了安庆铜矿围岩的稳定性，灰色预测结果与后续监测结果基本一致，说明模型、程序及所提方法的实用性。     

计算岩体声波衰减品质因素Q值的能量法

岩体声波衰减品质因素Q值是反映岩体完整性程度的综合参数。寻找稳定、可靠、简便的计算方法是将Q值应用于现场测试的关键。本文通过对岩体声波衰减品质因素Q值的各种计算方法的讨论,提出了时域内计算Q值的能量法。该方法的理论依据是岩体的声波衰减直接与能量有关。该方法对测试仪器和声发射源无特殊要求,并可对任意测试距离的声波信号进行数据处理。计算过程简单而结果稳定可靠,是现场声波测试中计算Q值较为理想的方法。     

声幅-变密度测井原理及测井解释方法

对利用声幅一变密度测井判断固井质量的测井原理和工作方式及资料的解释处理进行了介绍，并对固井中出现的各种可能曲线反映进行了详尽的分析，阐述了资料解释中不确定因素。     

煤系烃源岩有机碳含量测井响应特征与定量预测模型

煤系地层富含有机岩石,导致测井响应特征复杂。以实测TOC含量数据为基础,分析了煤系烃源岩中煤岩、炭质泥岩和泥岩有机碳含量的测井响应特征,发现电阻率、声波时差、自然伽马、密度和中子孔隙度等测井参数与有机碳含量相关性较高,并基于此建立了针对不同岩性煤系烃源岩有机碳含量计算模型,即多元回归模型和Δlog R模型。结合研究层段,分别建立了一元、二元、五元线性回归模型及重叠法模型,进行TOC含量计算并做了误差分析。结果表明：五元回归模型的计算误差最小,但在没有实测TOC含量数据层段计算误差较大;重叠法计算误差最大,但其整个层段的TOC含量预测值更符合岩性特征。煤系地层有机碳预测研究旨在为后续煤系烃源岩综合评价提供参考。     

单孔洞模型超声波衰减系数的数值模拟研究#

超声波数据是预测孔洞型碳酸盐岩储层岩石力学参数的基础资料,而掌握该地层的超声波响应规律是预测结果准确性的关键。本文利用波动理论,以衰减系数为研究对象,展开单孔洞模型的超声波数值模拟研究。结果表明:1随着单孔洞模型的孔隙度增加,超声波衰减系数整体呈递增趋势,其函数规律与孔隙度增长方式有关;2对于圆形、方形孔洞来讲,孔隙度=9%是个重要的临界值,当孔隙度9%时,可忽略形状对衰减的影响,当孔隙度9%时,圆形比正方形孔洞的衰减系数变化大;3在椭圆形孔洞模型中,纵横比Ar1时,孔隙度变化对衰减系数影响较小,Ar1时,孔隙度变化对衰减系数影响较大;4随着超声波传播方向与椭圆模型中长轴的夹角增大,衰减系数线性递增。     

一种消除测井数据多重共线性特征的密度测井数据重构技术及应用

在实际测量中,由于井下岩层的松散程度不一致,钻井技术限制,泥浆浸入,井眼条件差或者裂缝带的存在,造成井眼垮塌,从而无法获得高质量的测井曲线,特别是探测深度较浅的密度曲线。目前常用的密度重构方法为通过其他测井数据拟合密度,但该类方法一般存在2个方面问题：(1)拟合算法多为线性,实际资料中多为非线性关系;(2)测井曲线之间存在线性关系影响密度拟合精度。针对以上问题,首先利用井径和密度的交会图将地层分为标准层和校正层。然后分析了因变量(密度)与自变量(自然伽马、自然电位等常规测井数据)以及自变量相互之间的关系。其次利用核主成分分析去除自变量数据之间相关性,形成了相互正交的核主成分分量。最后选用随机森林非线性方法建立密度与核主成分分量关系模型,实际的密度重构效果在叠前地震勘探资料反演中取得了较好的应用效果。     

深部煤层的AVO属性分析

根据岩石物理理论和深部煤田测井数据,建立了利用AVO属性预测深部煤层岩石物性的方法.由于煤层与上覆岩层一般有较大的阻抗差异,煤层的AVO特性类似于油气勘探中典型的第三类含气砂岩特性.不同于油气勘探的砂岩储层预测,煤层的特性类似于泥岩.在此基础上,通过建立AVO梯度截距交汇图,可以很好地将多数煤层与炭质泥岩或者泥质炭等岩性识别出来.利用梯度截距的AVO交汇图,还可指示出高孔隙含水砂岩的分布范围.     

煤田测井物性参数的综合研究

通过对岩芯物性参数的测试结果与由测井曲线解释获取的物性参数的对比研究，表明它们之间具有良好的线性关系。实验室获得的岩芯波速与声测井获取的波速随井深变化的趋势非常一致，并发现杨氏模量呈近似椭圆规律变化，具有明显的各向异性。这一尝试性研究结果，给实地确定物性参数带来极大的方便，给测井资料的解释提供了素材；为煤田的勘探、开发提供了获取物性参数的简便方法。从这一对比分析结果可以看出，在煤田勘探方面有较好的应用前景。     

基于声发射能量值的煤岩试样损伤分析

试样内部微裂纹在压力作用下的萌生、分叉、扩展及贯通,最终导致了试样的破坏。声发射检测系统能实时检测获得试样在变形破坏过程中声发射信号,获得的声发射特征参数也因此包含了煤岩试样变形破坏过程中大量的损伤信息。通过利用试验获得的声发射特征参数对岩石变形破坏过程的损伤进行分析研究,得出岩石的声发射现象与岩石的损伤有密切关系。     

声波测井在勘察滑坡中的应用

应用声波测井检测基岩内部的软弱结构面(带),可以为滑坡体滑动面的准确定位提供依据。另外,借助于岩石弹性纵波速度的测试,可计算岩体完整性系数Kv,评价岩体完整程度。