基于COMSOL软件的半线圈电磁远探测响应特性分析

传统电法测井仪器探测深度仅数米,无法满足井周数十米水平井地层边界识别的需求.传统的电磁远探测方法都是基于磁场进行计算的,本文利用半线圈所具有的远探测能力,同时测量电场强度和磁场强度,计算了仪器旋转角度、工作频率、线圈系源距、仪器距边界距离等因素对半线圈响应特性的影响.研究表明:半线圈对旋转角度反应敏感;半线圈接收的信号...     

基于多分量测量的固定翼航空电磁数据电导率深度成像研究

固定翼航空电磁技术作为法拉第电磁感应定律的主要组成部分之一,其具备低成本、高效率的独特优势,正在被广泛应用在油气探测、地质勘查等诸多领域当中。本文将就多分量测量的固定翼航空电磁数据电导率深度成像进行深入的分析与探究。这种成像方式所存在的弊端就在于它们并没有办法来准确获取多分量电磁响应,这就使得在进行多对一的转换过程中,造成多分量信息的损失。     

基于三维有限差分方法的三分量感应测井正演模拟

在三分量感应测井中,正演模拟是研究测井响应特征和资料处理的必要基础,其能够为快速有效分析地层物理特性提供依据,从而帮助找到最佳钻井区域。为系统考察多种复杂地层模型下的三分量感应测井的响应特征,从Maxwell电磁方程组出发,利用交错网格有限差分法推导三维频域电磁响应的差分计算格式。针对水平地层和倾斜地层等复杂模型中的三分量感应测井响应进行数值计算,总结发现三维感应测井工具对复杂地层具有很强的探测能力,且纵向磁场分量比水平磁场分量具有更高的纵向分辨率,对于地层变化更加敏感。正演模拟及分析结果可为三分量感应测井仪器参数的优化设计、资料处理等工作提供重要的理论基础及参考依据。     

回音壁腔光机械系统中的动力学行为

研究了在控制和探测激光存在时回音壁腔光机械系统中的动力学行为,分析了系统中产生类似于原子电磁诱导透明与吸收的原因,论证了此系统的输出场在探测频率下存在类似于电磁诱导透明和电磁诱导吸收的现象,并证实了回音壁光机械腔系统与Λ原子系统中的泵浦探测响应特性相类似.此外,利用泵浦失谐控制光机械系统中类似于电磁诱导透明和电磁诱导吸收之间的转换,此系统中光机械诱导透明与吸收的论证为量子信息的处理提供了理论依据.     

井周界面电磁散射探测数值模拟

依据电磁散射理论,模拟电磁散射对地层界面响应,探讨电磁波测井"向前看"能力。根据电磁场分布特征,将接收天线对称分布在发射天线两侧,对比接收天线信号差异,获取井旁界面电磁散射信号;在不同供电频率、天线源距、电阻率对比度条件下,模拟天线分量信号的响应特征,分析其与地层界面关系及敏感性。结果表明:与现有测量方法相比,在更小的源距条件下,该方法利用电磁散射信号探测井旁界面,达到了更优的探测效果;仪器信号强度和探测范围受界面两侧电阻率及其差异的影响,并随着电阻率差异的增大而增大;将同轴和倾斜天线幅度差信号交会,根据交会数据落点位置,确定界面位置简单有效。     

一种快速响应光传感器的设计

分析了激光入射晶体后激发的电极化强度特性,发现在与激光传输垂直方向存在一恒定电极化强度分量.基于此原理,设计了一种快速响应的激光探测传感器.     

地面瞬变电磁法对采空区赋水情况的应用研究

为了研究地面瞬变电磁法探测煤矿采空区的响应特征及探测效果的可行性,根据测区的地球物理特征以及工程要求,运用TerraTEM瞬变电磁仪在山东甘霖煤矿矿界内探测采空区范围及采空积水性方面进行了应用。根据地面瞬变电磁法对低阻体响应十分敏感的特性,并结合试验选取的工作参数,较准确地查明了采空区的位置及赋水性情况。实践证明,地面瞬变电磁法在施工过程中能够有效避免井下空间限制及周围金属支架等的干扰,对于低阻体位置的圈定及定性解释,地面瞬变电磁法可作为一种有效的探测手段。     

瞬变电磁波测井三轴感应响应特征

瞬变电磁波测井的关键在于对不同界面的探测与识别,为提高仪器的灵敏度和探测距离,采用时间域瞬变电磁方法,模拟高精度三轴测井装置下的瞬变电磁波响应.结果表明:地层距离接收线圈越远,则异常出现的时间越晚,对异常的探测越不敏感;异常场的响应分析表明时间域远探测距离可达50 m左右;同时,瞬变电磁波测井响应对线圈的收发距并不敏感,因此可以采用较短的仪器长度达到频率域较长仪器才能做到的远探;瞬变电磁波遇到高阻层时传播速度加快,识别油-水层界面的能力增强可见瞬变电磁波测井拓展了薄层敏感性测井资料在储层评价方面的应用,对于电磁波测井领域的发展意义重大.     

干热岩储层水力压裂改造的电磁法监测评价研究进展

从岩石受压破裂过程电阻率特性、裂缝型岩石电阻率特性、岩石电阻率与渗透率关系3个方面出发,总结了电磁法水力压裂监测评价相关的岩石物性基础研究,介绍了干热岩水力压裂现场电磁法监测应用案例。基于岩石电性基础研究总结得出：岩石在受压破裂过程中会伴随着显著的电阻率变化,且电阻率变化特征与岩石中的含水饱和度紧密相关;裂缝数量、宽度与粗糙度等都会对岩石的电阻率产生影响,影响趋势与裂缝是否含水有关;可通过修正Archie定律与Kozeny-Carman模型建立特定岩石的电阻率与渗透率关系模型。讨论了电磁法应用干热岩水力压裂监测评价所面临的难点,包括：（1）研究高温高压条件裂缝型致密岩石的电阻率性质;（2）研究高温高压条件裂缝型致密岩石渗透率与电阻率关系模型;（3）研究开发具有更高精度、更小分辨率、更强抗干扰能力及更远探测距离的电磁法探测新理论新方法、新技术新装备。     

高频引力波的电磁响应

综述了可能存在的高频引力波源,列举了高频引力波电磁响应的几种具体形式,重点介绍了高频电磁波束对引力波的电磁响应及使用该方法探测高频引力波的现实性.     

基于瞬变电磁探测的未爆弹分类研究

针对电磁法对有害的未爆弹和无害的金属弹片等都具有灵敏的响应,因此探测误报率较高,导致后续的清理工作极为耗时的问题,基于便携式与拖曳式两种瞬变电磁探测系统,对多个未爆弹与无害目标进行探测并估计地下目标的特征响应。根据估计的电磁特性,基于支持向量机(SVM:Support Vector Machine)分类算法实现对未爆弹与无害目标的准确分类,同时分析噪声对分类结果的影响。研究结果表明,选用目标响应不同时间的归一化响应以及拟合参数训练出的分类模型,均能有效地对目标进行识别分类,对目标分类准确性达100%,并在实际验证中成功识别出59个目标体。通过实验对比得出,基于特征响应的分类方法计算快,处理方式简单,而基于拟合参数的分类方法则抗干扰能力强,具有更高的准确性。     

瞬变电磁探测地下洞体的可行性分析

针对工程建设中常见的地下洞体,从理论和实际应用两方面分析了用瞬变电磁法进行洞体探测的有效性及地下洞体瞬变电磁响应的物理过程和响应特征,给出了地下洞体的数学模型以及球坐标下地下洞体在阶跃电流激励下的瞬变电磁响应表达式。利用瞬变电磁法,对某煤矿的地下采空区进行了探测,其解释结果与钻探资料吻合得很好,证明了在工程勘察中利用该方法探测地下洞体的可行性和有效性。     

深海拖曳式瞬变电磁的响应规律

通过分析深海堆积型热液硫化矿的电性特征,建立探测深海热液金属硫化物矿床地电模型:运用瞬变电磁全空间理论计算方法,模拟计算深海热液金属硫化物矿床瞬变电磁响应,为设计深海拖曳式瞬变电磁系统提供依据.计算结果表明:深海与无海水情况下的瞬变电磁相比,响应曲线形态变化不大,响应幅值显著增加;拖曳高度严重降低了低阻矿化层的瞬变电磁响应幅值:随着拖曳高度的增加,低阻矿化层的异常响应向后延迟并迅速衰减,当拖曳高度超过50 m时异常响应将难以分辨;在一般情况下,在1～100 ms时窗内可以探测到海底金属硫化矿层引起的异常.     

过套管偶极横波远探测理论与应用

着眼于全球各地油田中大量的套管井和过套管远探测技术的应用前景,从理论分析和现场应用角度研究套管井中偶极横波远探测方法的可行性和实际应用中的有效性。与裸眼井相比,套管的存在会改变偶极声源的辐射特征和效率,使其有效频带向高频移动,但其辐射的声能未有量级上的改变,从理论上证明套管井中的偶极横波远探测,可以像裸眼井中的情况那样有效应用。为此对同一井段套前、套后的四分量偶极横波测井数据进行远探测成像处理和结果的对比分析。结果表明:即使是在两次测井时仪器方位完全不同的条件下,二者在地层反射体(实例中为裂缝体系)走向方位上的成像具有相当好的可重复性,验证该技术在实际应用中的可靠性。     

瞬变电磁探测地下洞体的可行性分析

针对工程建设中常见的地下洞体，从理论和实际应用两方面分析了用瞬变电磁法进行洞体探测的有效性及地下洞体瞬变电磁响应的物理过程和响应特征，给出了地下洞体的数学模型以及球坐标下地下洞体在阶跃电流激励下的瞬变电磁响应表达式。利用瞬变电磁法，对某煤矿的地下采空区进行了探测，其解释结果与钻探资料吻合得很好，证明了在工程勘察中利用该方法探测地下洞体的可行性和有效性。     

大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载精细化分析

基于已建立的大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载理论框架,对其中存在的关键问题进行精细化分析。首先,根据结构风振响应特性,分别推导构造多目标等效静力风荷载的背景分量、共振分量及其二者耦合项分量,解决基本分量应与风振响应分析结果相对应且能再现风振响应特性的问题。其次,根据各基本分量作用下结构静力响应分布的相似程度对基本分量进行归并精简,从而保证所选基本分量的高效性,实现用较少的基本分量完成尽可能多的目标响应等效。最后,针对基于数值方法求解多目标等效方程造成的计算结果离散性大、不便于工程应用、精度不高等问题,补充求解的边界条件方程,并提出对计算结果的修正方法。利用提出的精细化分析方法,对国家网球中心"莲花"球场屋盖结构多目标等效静力风荷载进行分析。研究结果表明:所得多目标等效静力风荷载分布合理,静力响应与多目标响应较吻合,验证了所提出的方法的有效性和工程实用性。     

Tridem航空电磁系统在盐碱化地区寻找地下淡水的应用

Tridem航空电磁系统作为一种快速、高效、经济的地质普查勘测工具,在河北省南宫盐碱化地区用于寻找浅层地下淡水的试验测量中,获得明显地质效果。实测电磁响应和反演视电阻率在不同的咸淡水分布区段显示出明显的电性异常特征。在已知的地下淡水库区,电磁响应显示为虚分量(Im)≥实分量(Re)变化;视电阻率呈现ρ>25Ω·m的高阻特征。本文还对原始电磁响应零水平改正和反演电阻率方法作了粗浅的探讨和改进。     

多分量感应测井响应的交错网格有限差分法模拟

从电磁响应方程出发,应用交错网格有限差分法推导了三维各向异性地层多分量感应测井响应的差分计算格式,并利用所形成的算法考察了多种环境条件下多分量感应测井的响应规律。计算结果表明,多分量感应测井各磁场分量不仅与地层水平电阻率和垂直电阻率有关,还与仪器方位角、井斜角、井眼轴与地层走向的相对位置有关。根据仪器方位角与井斜角间的关系和各测量量,可反演出地层水平电阻率和垂直电阻率,进而改善电性各向异性储层的含油饱和度评价。计算结果表明该算法是准确可靠的。     

HFT在非平稳信号组份分析中的应用

根据半傅立叶变换(HFT)的基本原理，以遥感探测一个有限闭合圆柱为例，应用HFT分析其暂态散射响应的各组份. 实验结果表明，在高信噪比的情况下，HFT能够成功地从被测物的暂态散射响应中优化分离出早期响应的似脉冲分量和晚期的衰减正弦波分量.     

多分量感应测井响应的交错网格有限差分法模拟

从电磁响应方程出发，应用交错网格有限差分法推导了三维各向异性地层多分量感应测井响应的差分计算格式，并利用所形成的算法考察了多种环境条件下多分量感应测井的响应规律。计算结果表明，多分量感应测井各磁场分量不仅与地层水平电阻率和垂直电阻率有关，还与仪器方位角、井斜角、井眼轴与地层走向的桕对位置有关。根据仪器方位角与井斜角间的关系和各测量量，可反演出地层水平电阻率和垂直电阻率，进而改善电性各向异性储层的含油饱和度评价。计算结果表明该算法是准确可靠的。