层状介质中三维物体重构的对比源反演算法

对比源反演（CSI）算法将反演问题转化为求解成本泛函的极小值问题,从而形成重构对比源和对比度的迭代序列。开发了一种三维CSI算法对层状介质中的三维物体进行重构,该算法是对二维对比源反演算法的推广。该算法无须正演计算,亦无须人为地选择正则化参数,反演过程更稳定。CSI的每一次迭代过程均采用快速Fourier变换技术计算并矢Green函数算子及其共轭算子,确保了该算法在三维层状介质情况下的高效率。复杂模型的反演结果说明,CSI算法对重构层状介质中的任意三维异常体是非常有效的。     

模拟过套管电阻率测井响应的递推矩阵方法

采用递推矩阵方法计算过套管电阻率测井响应的修正传输线方程,并模拟不同地层模型的测井响应,考察水泥环、电极距、套管非均匀性等因素对测井响应的影响。该方法在传输线方程系数中考虑径向含多个界面地层的影响,可以给出轴向呈层状、径向阶跃变化地层模型的电势分布,具有计算量小、易编程、无溢出等优点。模拟结果表明:递推矩阵方法具有很强的地层界面轴向分辨能力;低电导率水泥环对高电导率地层的测井响应产生更为明显的影响;径向存在多个地层界面时计算结果为径向各层电导率的综合反映;套管变薄或变厚对测井响应都有一定影响且测井异常发生在套管突变点附近;电极距对测井结果亦产生影响。     

过墙壁探测:层状介质中二维层析成像模拟

开发了一种基于对比源反演（CSI）算法的二维非线性逆散射技术，对层状介质中的二维物体进行层析成像并用其模拟过墙壁探测。对一些复杂模型的反演结果说明了CSI算法的有效性和进行过墙壁探测的可行性。数值模拟结果表明，在观测受到限制的情况下通过对多种频率的数据进行反演仍可以精确重构被探测目标的位置、形状及电参数。     

含金属心棒阵列感应测井仪器的井眼校正

对含金属心棒阵列感应测井仪器的线圈系模型在含井眼地层中的响应及该模型的仪器常数刻度值进行了计算,计算中同时考虑了线圈系的有限尺寸。给出了含复宗量变形Ｂｅｓｓｅｌ函数无穷限振荡积分的数值计算方法和含金属心棒线圈系的井眼校正图版。     

地面一井孔电磁系统成像方法研究

在地面一井孔（ＳＴＢ）电磁成像系统中,将发射器放置在地面距裸眼井一定距离和方位处,将接收器置人裸眼井的目的层段。使用这种电磁系统,只需一口裸眼井,现场测量灵活方便。在成像过程中,应用基于逐次逼近解法的迭代反演算法对目的层段的二维电导率剖面进行成像。该方法用一阶Ｂｏｍ近似将积分方程线性化,在选代反演中应用高阶Ｂｏｍ近似。为了提高成像效果,采用多种发射频率并扩大接收器的垂向接收范围和接收密度,但是由于发射源固定在地面,成像效果低于跨井孔电磁成像效果。数值计算结果表明,ＳＴＢ电磁成像系统能较准确地确定出电导率异常体的垂向位置,但水平方向分辨能力差,精确地描述地层中电军率异常体的分布还需要其它测量信息。     

倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器基本在地质导向中的应用

采用各向异性水平层状介质的磁偶极源并矢Green函数计算倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器的响应,分析井眼相对倾角和接收线圈倾斜角对接收信号幅度比和相位差的影响,以及传统仪器和新型仪器响应曲线角峰的性质.计算实例结果表明,与传统仪器相比,含有倾斜线圈的随钻电磁波电阻率测量仪器在定向钻井中能够更早地指示出地层边界的存在,从而可以更容易地调整钻井仪器使井眼保持在期望的地层内,因而具有更好的地质导向能力.     

用并矢Green函数的矢量本征函数展开式模拟多分量感应测井仪器的刻度

基于圆柱坐标系下径向成层介质中并矢Green函数的矢量本征函数展开式,模拟含金属心轴多分量感应测井的刻度。为提高计算精度,考虑各分量线圈系的具体形状。将金属心轴作为一层介质处理,既可以考虑其电导率有限,也可以考虑其电导率为无穷大的情况。计算结果表明,无论金属心轴存在与否,同一组线圈系的刻度电动势随刻度环中心点轴向坐标的变化规律完全相同,只是金属心轴的存在导致刻度电动势实部信号和虚部信号的强度均变小。不同分量、不同接收线圈阵列的刻度电动势随刻度环中心点轴向坐标的变化关系完全不同,且接收阵列越远,刻度电动势的最大值越小,其所对应的刻度环位置越远。     

通讯槽对电磁波传播随钻测量信号的影响

采用径向成层介质的Green函数分析天线屏蔽罩上通讯槽的长度、数目等参数对电磁波传播随钻测量信号的影响规律。结果表明:增加通讯槽的长度和数目可降低电磁信号的衰减,但当这些参数增加到一定数值后信号的衰减不再明显变化;一般取通讯槽的长度约0.1 m、数目在20个以内即可满足工程实际需要;当填充材料的电导率较低时,其引起的电磁信号衰减可忽略不计。     

半空间垂直放置阵列感应蝇仪器的刻度和误差校正

在考虑到了线圈系的有限尺寸情况下，详细计算了半空间垂直放置阵列感应测井仪器接收线圈的感应电动热和仪器常数刻值，讨论了半空间中均质地层电导对仪器常数刻度值的影响。计算结果表明，背景信号和仪器常数刻度值均随发射线圈高度的增加而单值减小，若发射线圈距地面高度较 地层电导率值较小，则地层对仪器常数刻度值的影响可以忽略。     

采用混合法和递推矩阵算法模拟层状介质中随钻电磁波电阻率测量仪器的响应

将混合法与递推矩阵算法相结合计算轴对称条件下二维层状介质中随钻电磁波电阻率测量仪器的响应。根据层界面处电磁场的连续性条件得到确定所有待定系数的矩阵方程组并通过递推方法快速求解,以摒弃繁琐的上行波和下行波模式并避免指数增加项的出现。利用上述算法分析井眼、侵入和钻铤凹槽对随钻电磁波电阻率测井响应的影响。结果表明,由于金属钻铤的存在导致井眼内钻井液所占空间相对变小,从而使钻井液对接收线圈响应的影响变小;钻铤凹槽对随钻电磁波电阻率测量仪器相位差和幅度比的影响可忽略不计,但对单个接收线圈处电磁信号的相位和幅度产生明显影响,并且对幅度的影响大于对相位的影响。