三分量阵列感应共面线圈系在均匀地层中的响应特性分析

采用类似于共轴三线圈系的方法推导了共面三线圈系视电导率的解析解,对比共面线圈系与共轴线圈系Born几何因子响应特性,分析工作频率、主接收线圈位置和比例系数α对共面线圈系响应特性的影响。结果表明:仪器的工作频率越高,距发射线圈的距离越远,趋肤效应越严重;比例系数α越大,井眼影响和目的层影响的负贡献越大,但α无论多小,负的响应影响依然存在,这是目前三分量感应共面线圈系的固有缺陷。通过分析目前三分量共面线圈系的特点及其存在的问题,为今后共面线圈系的设计优化提供参考。     

三分量阵列感应模拟装置的响应特性研究

三分量阵列感应模拟装置的水平线圈系在测量时受井眼影响比阵列感应更为严重,数值计算不能准确模拟短阵列的影响特性,须通过物理模拟装置测量修正.在开发出水罐中三分量阵列感应测井响应数值计算软件的基础上,研究了三分量阵列感应测井仪器在模拟装置中的响应特性,给出标准8in井眼中泥浆和地层电导率相等时模拟装置测量的适用条件.结果表明:水平线圈系测量误差大于垂直线圈系;装置不适合最长水平线圈系子阵列8;对于子阵列1至7,水罐中的电导率合适时,可以忽略大地电导率的影响.     

非均匀层状介质中感应测井响应的新型计算方法

数值模式匹配(NMM)法是电法测井数值模拟的有效方法,但是由于其在解析部分要推导反射矩阵和透射矩阵公式,因而比较烦琐.以非均匀层状介质中感应测井为例,探索了径向上数值、轴向上解析数值模式匹配理论,并对解析部分进行了改进,即应用电场强度和磁感应强度在界面的连续性条件推导出了上行波和下行波的递推关系,并提出了界面转换阵的概念.其思路简单,具有更加明确的物理意义,易于编程实现.经对比,新算法的数值模拟结果与原来的NMM方法和有限元方法(FEM)的计算结果是一致的.而且,这一思想同样适用于电极型测井方法的数值模拟,对于精确反演也具有重要意义.     

非均匀层状介质中感应测井响应的新型计算方法

数值模式匹配（NMM）法是电法测井数值模拟的有效方法，但是由于其在解析部分要推导反射矩阵和透射矩阵公式，因而比较烦琐。以非均匀层状介质中感应测井为例，探索了径向上数值、轴向上解析数值模式匹配理论，并对解析部分进行了改进，即应用电场强度和磁感应强度在界面的连续性条件推导出了上行波和下行波的递推关系，并提出了界面转换阵的概念。其思路简单，具有更加明确的物理意义。易于编程实现。经对比，新算法的数值模拟结果与原来的NMM方法和有限元方法（FEM）的计算结果是一致的。而且，这一思想同样适用于电极型测井方法的数值模拟．对于精确反演也具有首要意义。     

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。     

利用积分方程计算阵列感应测井响应

利用积分方程计算了阵列感应测井仪器各子阵列在轴对称二维地层中的响应,计算中将纵向成层原状地层作为背景地层,从而将计算区域限制在井眼和侵入带内。与数值模式匹配法和有限元素法将全部地层作为求解区域相比,未知量范围和计算量均大大减小,计算精度亦可相应提高。采用改进型逐次逼近解法(MSAM)计算了积分方程,该方法所需内存量小,且可适用于高电导率对比度地层。采用递推算法计算纵向成层背景地层中Green函数及其对空间坐标积分的待定系数,从而大大加快了计算速度。数值算例的结果说明了利用积分方程计算阵列感应测井响应的有效性。     

过钻具小直径阵列侧向测井响应及倾斜各向异性分析

针对过钻具测井,研究小直径阵列侧向测井技术。确定电极系尺寸结构,利用数值模拟方法研究小直径电极系的井眼、围岩、侵入响应特征,与常规大直径电极系的响应进行对比分析。研究小直径电极系在斜井、水平井中的响应特征,分析井眼倾角、地层电阻率各向异性的影响规律,制作交会图版。结果表明,针对小直径电极系,需重新制作井眼影响图版,围岩、侵入响应特征与常规大直径电极系基本相同。随着井眼倾角、各向异性系数增加,视电阻率增大,曲线分离以60°倾角为界,分别呈现出高侵、低侵特征。利用视电阻率比值和均值可以做出地层水平电阻率和各向异性系数的交会图版。为过钻具小直径阵列侧向测井技术的发展及其斜井、水平井解释评价提供依据。     

高分辨率阵列感应测井倾角影响校正研究

倾角影响校正是大斜度井和高倾角地层中应用阵列感应测井数据正确解释的前提。针对高分辨率阵列感应测井(HDIL),研究斜井解析几何因子与数值几何因子响应特性,比较分析两种几何因子的优缺点,建立解析体积几何因子和数值电荷几何因子相结合的信号处理倾角影响校正新方法,推导出设计体积滤波器和电荷滤波器的基本方程及约束条件。计算机仿真表明,基于新方法设计的滤波器和算法在倾角小于75°范围内可以有效消除测井数据中的倾角影响。     

阵列感应测井远程反演处理系统的设计

测井数据共享及远程处理技术是测井技术发展的重要方向.阵列感应测井反演远程处理系统运用Matlab技术,实现了测井数据反演的远程处理.介绍了阵列感应测井反演技术和系统的主要结构、功能、特点和相关技术.该系统由客户端和服务器组成,可实现阵列感应测井数据的反演远程处理、测井数据管理和共享,具有系统升级扩充方便、建设维护成本低的特点,给测井数据分析人员带来了极大的便利,提高了测井数据处理效率.     

阵列感应测井远程反演处理系统的设计

测井数据共享及远程处理技术是测井技术发展的重要方向．阵列感应测井反演远程处理系统运用Matlab技术,实现了测井数据反演的远程处理．介绍了阵列感应测井反演技术和系统的主要结构、功能、特点和相关技术．该系统由客户端和服务器组成,可实现阵列感应测井数据的反演远程处理、测井数据管理和共享,具有系统升级扩充方便、建设维护成本低的特点,给测井数据分析人员带来了极大的便利,提高了测井数据处理效率．     

半空间水平放置阵列感应测井仪的刻度及误差校正

论述了在半空间测量水平放置阵列感应测井仪器线圈系误差的理论和方法,给出了误差校正图版和误差校正公式;讨论了半空间中均质地层电导率对仪器常数刻度值的影响。将阵列感应测井仪器水平悬挂在距地面两个不同的高度处,根据预先确定出的背景信号与信号差之间的关系,可以在无需知道地层电导率的情况下确定出每个单元阵列不同输出曲线的线圈系误差。计算结果表明:若线圈系距地面高度较高,且地层电导率值较小,则地层对仪器常数刻度值的影响可以忽略。     

对感应测井曲线进行分层、环境校正的方法

本文介绍一种利用活度函数对感应测井曲线进行分层,根据趋肤效应几何因子理论对分层后的感应测井曲线进行围岩、层厚及侵入校正的算法。文中给出了按这种算法在 APPLE-Ⅱ微机上处理实际测井曲线的例子,证实该算法比手工校正方法计算精确,效率高,使用方便。这种算法的处理程序可作为测井解释系统预处理部分的一个模块,并能用子计算机自动逐层分析和岩相分析。     

钢轨磨耗对EMAT感应涡流及磁场分布影响的仿真分析

为了明确钢轨磨耗对电磁超声换能器(EMAT)换能时感应涡流及磁场分布的影响,文中以磨耗钢轨踏面同水平面的夹角为控制参数,在2°～10°范围内均匀设置六种工况,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,建立了两种不同朝向放置的EMAT线圈二维有限元模型,以中心频率为300 kHz的电流信号进行激励,分析六种钢轨磨耗工况下产生的感应涡流及磁通密度分布情况。结果表明:随着钢轨磨耗程度的增加,EMAT线圈在钢轨轨头表面产生的感应涡流及磁通密度均呈现指数级下降趋势。本研究为基于EMAT技术进行钢轨轨头缺陷的检测提供参考依据。     

半空间垂直放置阵列感应测井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势和仪器常数刻度值,讨论了半空间中均质地层电导率对仪器常数刻度值的影响．计算结果表明,背景信号（包括实部和虚部信号）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高,且地层电导率值较小,则地层对仪器常数刻度值的影响可以忽略．论述了在半空间测量垂直放置阵列感应测井仪器线圈系误差的理论和方法,给出了误差校正图版和误差校正公式．将阵列感应测井仪器垂直放置在距地面两个不同的高度处,根据预先确定出的背景信号与信号差之间的关系,可以在无需知道地层电导率的情况下确定出每个单元阵列不同输出曲线的线圈系误差．     

地层测试器在渗透率各向异性地层中响应的数值模拟

用三维有限元方法模拟油水两相情况下的渗透率各向异性地层地层测试器的响应规律,并对地层测试响应进行物理试验测试,以验证模拟结果的可靠性.结果表明:模拟结果与实验结果吻合较好;地层流体的流动形态随着流动时间的增加而变化,渗透率各向异性比越大,单探针压降和多探针的时间延迟越大.     

玻璃钢和两端金属对三分量阵列感应水平分量的影响研究

考虑不同地层电导率情况下玻璃钢和两端金属体存在时的物理问题,通过COMSOL有限元数值计算分析玻璃钢半径、两端金属体长度和距离变化对三分量阵列感应水平接收信号的影响规律。结果表明,玻璃钢的存在减少了发射线圈与接收线圈之间的涡流,增大了水平线圈接收信号;金属长度的变化对各子阵列的影响可以忽略;两端金属体对接收信号的影响与周围地层的电导率有关,绝对误差与地层电导率近似成正比关系;金属与最近端线圈距离大于0.3 m时,各子阵列测量信号受金属影响可以忽略。     

土岩复合地层中深基坑开挖对邻近管线变形影响分析

为探究土岩复合地层中深基坑开挖对邻近管线变形的影响规律,开展了土岩复合地层中深基坑开挖的现场监测和数值模拟研究.以南京地铁一号线北延工程二桥公园站车站基坑为工程依托,基于现场实测数据进行了管线沉降变形分析,并使用PLAXIS 3D有限元分析软件进行数值模拟,揭示了管线与基坑间距、管线埋深等因素对管线变形的影响规律,并定...     

砾石对砂砾岩力学特性影响的数值模拟

基于物理实验,对砂砾岩中砾石与基质的力学参数进行定量表征,结合数模实验,研究了砾石粒径和力学参数对砾岩整体力学特性的影响规律.结果 表明:砂砾岩内部介质力学非均质性极强,砾与砾之间的力学性质差异可超过砾与基质间的力学性质差异,强刚度差异导致砾石与基质的胶结处易形成强应力集中;随着粒径增大,砂砾岩的强度和变形参数呈对数增加,但非均质性增强,强度稳定所需的实验尺寸也增加;砂砾岩的力学参数与对应的砾石力学参数呈对数增长关系,但砾石强度对砂砾岩强度的影响存在一个阈值;砂砾岩力学参数评价需要结合砂砾岩多介质力学信息,在多源信息融合基础上,建立考虑砾石强度、粒径等砾石特征参数的岩石力学测井评价体系,这对推进中国砂砾岩油气资源高效开发具有重要的意义.     

复杂不均匀地层中地下结构波动响应频域分析

研究了不均匀岩土介质中隧洞衬砌的波动响应.比例边界有限元法被用来求解这一类问题.这种方法的优点是只需在边界上用有限元进行离散;无限介质的辐射条件自动得到满足;对一般不均匀介质的分析可不增加额外的工作量.方法的有效性得到二维无限空间中圆形孔洞在水平向SV波入射作用下波动响应的验证.计算了马蹄形隧洞衬砌周边的应力分布.不均匀的围岩介质包含几种情况:一是含两种不同特性介质的不连续界面;另一是围岩中含软弱夹层.数值结果表明:在两种不同特性介质的不连续界面附近,以及在软弱夹层附近都会出现应力集中现象.两种介质特性差别愈大,应力集中程度愈高.此外入射波的频率愈高,应力集中现象也愈明显.这些结论对于地下结构的抗震设计将具有重要参考价值.     

涡流阵列检测缺陷的理论基础和仿真分析

针对独立研发的一套具有检测效率高且可大面积扫查涡流阵列检测技术的装置进行了系统研究.深入探讨了其工作的理论基础,并利用COMSOL有限元软件对系统进行了仿真分析.仿真结果显示该涡流阵列传感器可以对导体表面裂纹缺陷形状位置进行快速有效地判定,由此可对现实中评估裂纹缺陷起指导作用,促进实际缺陷检测的发展,提高实际缺陷检测的效率.