三维井间电磁场的联合反演方法

考虑到井间电磁测量信息量的局限性,基于积分方程在发射接收剖面对三维电导率异常体进行近似成像。成像过程中将沿垂直于发射接收剖面方向的成像区域限制在一定范围并假设电导率在该方向不变。成像实例显示,这种剖面成像的精度取决于垂直于发射接收剖面方向的成像范围与异常体在该方向实际范围的接近程度。考虑到实际情况下背景层电导率值往往是未知的或虽已知但并不准确,还提出了联合反演方法,以一维反演结果作为初始值,既反演一维背景地层的电导率,也反演三维异常体在发射接收剖面的电导率,两个过程交替进行。反演实例显示,经过几轮迭代后,背景层电导率分布及异常体在发射接收剖面的电导率分布均大大改善,说明了联合反演的有效性和必要性。     

二维井间电磁场的非线性反演方法

采用高精度的非线性反演方法,对轴对称二维井间模型的电导率分布进行了成像。该成像方法既考虑到雅可比矩阵的线性项,也考虑了其偏微分项,因而反演精度高且稳定性强。采用矩阵求逆技术计算了纵向成层背景地层Green函数的系数,可以很方便地得到Green函数对空间坐标的积分,从而使雅可比矩阵的计算更方便、准确。反演实例表明,井间电磁成像技术更适宜于对相对高电导率异常区域进行成像。由于井间电磁成像技术对异常区块的垂向探测范围大于径向探测范围,测量数据中包含的垂向信息多于径向信息,因而垂向分辨率高于径向分辨率。     

用改进的局域非线性迭代方法计算三维井间电磁场

提出了用改进的局域非线性迭代（MLNI）计算体积分方程的方法，并计算了三给井间电磁场。将井间大尺度电导率异常体分子为近场区域和远场区域两部分，它们的位置和尺寸均随场点位置的变化而变化。对近场区域影响的计算采用局域非线性近似；将远场区域的影响作为外部激励源，采用迭代方法进行计算。由于不必进行直接的大型矩阵求逆运算，因而与体积分方程的直接解法相比，所需的机时更少，并减少了对内存的要求。数值计算结果显示，该方法也适用于高电导率对比地层，且计算精度与体积分方程直接解法的精度相当，是一种计算井间大尺度异常散射场的有效方法。     

用改进的局域非线性迭代方法计算三维井间电磁场

提出了用改进的局域非线性迭代 (MLNI)计算体积分方程的方法 ,并计算了三维井间电磁场。将井间大尺度电导率异常体分为近场区域和远场区域两部分 ,它们的位置和尺寸均随场点位置的变化而改变。对近场区域影响的计算采用局域非线性近似 ;将远场区域的影响作为外部激励源 ,采用迭代方法进行计算。由于不必进行直接的大型矩阵求逆运算 ,因而与体积分方程的直接解法相比 ,所需的机时更少 ,并减少了对内存的要求。数值计算结果显示 ,该方法也适用于高电导率对比地层 ,且计算精度与体积分方程直接解法的精度相当 ,是一种计算井间大尺度异常体散射场的有效方法。     

二维井间电磁场的正反演计算

提出了一种改进的逐次逼近解法，并用该方法对轴对称二维井间电磁场进行了正反演计算。与逐次逼近解法相比，该方法收敛性强，应用范围广，可适用于高电导率对比地层。与直接求解积分方程相比，由于不必进行直接的大型复矩阵求逆运算，该方法计算速度快，所需内存少。反演中采用了Born迭代算法，将成像区域集中于一定范围内。考虑到信息量和计算机内存的限制，采用双重面元分割法，将反演区域分割为一定数目的大面元，每个大面元被分割为几个小面元。属于同一大面元的不同小面元具有不同的磁矢势，但具有相同的电导率，从而减少了反演过程中未知量的数目。根据第一次成像结果确定出更准确的成像范围，并进行第二次成像。数值计算结果表明，改进的逐次逼近解法是计算二维井间电磁场的一种有效方法，将该方法用于反演过程能够得到较高分辨率的二维井间电导率图像。     

二维井间电磁场的非线性反演方法

采用高精度的非线性反演方法，对轴对称二维井间模型的电导率分布进行了成像。该成像方法既考虑到雅可比矩阵的线性项，也考虑了其偏微分项，因而反演精度高且稳定性强。采用矩阵求逆技术计算了纵向成层背景地层Green函数的系数，可以很方便地得到Green函数对空间坐标的积分，从而使雅可比矩阵的计算更方便、准确。反演实例表明，井间电磁成像技术更适宜于对相对高电导率异常区域进行成像。由于井间电磁成像技术对异常区块的垂向探测范围大于径向探测范围，测量数据中包含的垂向信息多于径向信息，因而垂向分辨率高于径向分辨率。     

二维井间电磁场的正反演计算

提出了一种改进的逐次逼近解法 ,并用该方法对轴对称二维井间电磁场进行了正反演计算。与逐次逼近解法相比 ,该方法收敛性强 ,应用范围广 ,可适用于高电导率对比地层。与直接求解积分方程相比 ,由于不必进行直接的大型复矩阵求逆运算 ,该方法计算速度快 ,所需内存少。反演中采用了Born迭代算法 ,将成像区域集中于一定范围内。考虑到信息量和计算机内存的限制 ,采用双重面元分割法 ,将反演区域分割为一定数目的大面元 ,每个大面元被分割为几个小面元。属于同一大面元的不同小面元具有不同的磁矢势 ,但具有相同的电导率 ,从而减少了反演过程中未知量的数目。根据第一次成像结果确定出更准确的成像范围 ,并进行第二次成像。数值计算结果表明 ,改进的逐次逼近解法是计算二维井间电磁场的一种有效方法 ,将该方法用于反演过程能够得到较高分辨率的二维井间电导率图像。     

井间电磁场的一维反演

开发了一种快速高效的井间电磁场一维反演方法。通过矩阵求逆计算纵向成层地层中的Green函数并同时得到雅可比矩阵的元素，加快了计算速度。反演时采用正则化最小二乘法求解超定方程，由于发射－接收的组合数目大大超过待反演的地层参数的数目，因而反演结果精度高。数值计算举例表明，无论是低电导率对比地层还是高电导率对比地层，反演结果均与模型完全吻合。井间电磁场一维反演可以对实测数据进行处理，为高维成像奠定基础。     

联合QL近似与迭代Born近似法电导率散射成像

对于多维电磁响应的数值模拟和成像反演，积分方程法只需对异常体进行剖分和积分，不涉及复杂的吸收边界条件等问题，具有计算速度快和计算输度高等特点。用于电磁场数值模拟的近似法同样可以用于快速成像反演，它们的模型都是建立在散射电磁场积分方程的线性化基础之上的。联合运用QL近似法与迭代Born近似法进行电导率成像反演，将QL近似法得到的结果作为Born迭代法的初始模型，不用人为的设置初值，尽管方法简单，但却较为有效。     

套管井井间电阻率测井的原理及数值计算

本以电磁场理论为基础，导出了过套管进行井间地层电阻率测井问题的理论公式，并用低频电磁波进行了数值计算，分析了套管对井间电阻率测井的影响。结果表明：用低频电磁波过套管测量地层电阻率的井间测井方法是可行的。该理论可为套管井井间地层电阻率测井仪器的研制、测井解释及井间电阻率层析成像技术提供重要的理论依据。     

套管对井间电磁测井的影响规律研究

由于金属套管对电磁场有屏蔽作用,且接收到的信号是金属套管和地层耦合后的总信号,使得井间电磁测井在信号的发射和接收方面遇到了很大的困难。为了提高套管接收的信号质量,利用comsol软件研究了发射电流、频率、地层电导率、井间距离对接收信号的影响规律。对2根4m长的套管进行模拟仿真,仿真结果表明:接收套管接收到的信号随着给发射套管施加电流的频率的增大而减小,随着套管间距离增大而减小,随着地层电导率的增加而减小,随着发射电流的增大而单调递增。     

采用轴对称二维模型对实际地层井间电磁响应进行成像的精确性研究

采用二维积分方程和体积分方程分别模拟轴对称二维井间地层和三维井间地层模型中异常体的响应,并分析三维异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度和偏心程度以及在发射—接收剖面的横向位置对其响应的影响。采用Born迭代方法,通过反演不同模型的模拟数据获得发射—接收剖面的二维电导率成像。结果表明,在将三维地层中得到的井间测量数据在发射—接收剖面采用轴对称二维模型进行成像时,其成像质量与异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度和偏心程度直接相关。只要异常体沿垂直于发射—接收剖面方向的厚度足够大且其中心点距离发射—接收剖面较近,就可以采用轴对称二维井间地层模型实现高质量成像。异常体厚度越小、偏心程度越高,成像效果越差。     

电磁场与电磁波课程教学方法研究

在分析综合性大学电磁场与电磁波课程教学现状的基础上,提出了提高课程教学质量的三个技术途径,即重视教学内容的取舍,突出教学重点;加强应用背景及实验教学;充分利用多媒体手段。实践证明该方法可以有效提高学生的学习兴趣和教学质量。     

电磁场的能量和动量

通过分析匀强磁场中平行板电容器内导体棒的运动,把电磁场的能量和动量这两个较为抽象的概念具体化．运用这一简单的模型分析并论证了电磁场具有能量和动量,且可与机械动能和动量相互转换,在转换过程中遵循守恒定律。     

Communication between osteoblasts stimulated by electromagnetic fields

Pulsed electromagnetic field can affect the proliferation of osteoblasts, but the mechanism is obscure yet. The communication between osteoblasts, isolated from calvaria bone of newborn SD rats and stimulated with the rectangular electromagnetic field of 15 Hz and 4 mT, was studied. Our results showed that the osteoblasts radiated a kind of light after they were stimulated with the electromagnetic field and it is the light that promotes the proliferation of un-stimulated osteoblasts.