三分量感应测井系统研究
三分量感应测井仪线圈系结构研究
收 线 圈距 离小 得 多 ,可 等效 为磁 偶 极子 源p】,此 时 ,磁偶 极子 源 产
生 的 电磁场 满足 的Maxwell方 程为 :
由两 线 圈系视 电导 率 ,得 到共 轴 三线 圈系 的复视 电导率 :
-
=
2 i
·
≥[(1一抛 一(1一龇口 】
(5)
笈射线 獬
将式 (4)展开 为 的幂 数形 式 :
屏蔽线 圈 接收 鳢圈
R(詈) ; 1-a3 L+三15 l-a ̄if s)一 ( 志葛( - (6)
ELECTRONlCS W ORLD ·jli :索与j孽 }察
三 分 量感应 测 井仪 线 圈系结构 研 究
西安石油大学电子工程学院 张妙瑜 王 凯
【摘要 】推导 了三分量感应测并仪的两种线圈系视 电导率解析解,使 用madab计算了各子阵列在均匀地层 中的响应特性 ,分析均匀地层中视 电导 率与地 层 电导 率的 关 系。结 果表 明 :共 面 线 圈 系的趋 肤 效应 大于共 轴 线 圈 系,并且视 电导率 出现 了 负值 ,这是 目前 三分 量 感应共 面线 圈
=
,
=
,
= 。 此 外 ,在 均匀 地层 中 ,XX和yy完全 一致 ,
即 : 。
测 井 的 目的是 要得 到地层 信 息 ,按 照定 义式 (4),经过 刻度 便可
得 到地 层 的视 电导率 ]。
一
(4)
式(4)中, 为 地层视 电导率 ,哟 接 收线 圈中 的感 生 电动 势 , 是直耦 电动势 ,它等于线 圈系置于 空气 中时 发射 电流在接 收线 圈中直 接产生 的 电动势 。j 为仪器 常数 ,与仪器 工作频 率 ,发射 线圈和 接 收线圈 的匝数 和面积 以及发射 线圈与接收线 圈间的距 离有关 。
三分量感应测井仪的线圈系结构设计
·开发设计·
三分量感应测井仪 谢 雁
(西安石油大学 ,陕西省光电传感与测井重点实验室 陕西 西安)
摘 要 : 三分量感应测井系统是一种全新的地层结构探测系统 ,它可以识别地层的三维特性 ,是人们认识地层特性 , 进行油 、气储层评价的非常有效的方法 。三分量感应测井仪通过布置三组相互垂直的发射 - 接收线圈对 ,可直接测量地 层的水平电阻率和垂直电阻率 ,通过测量两个交叉分量还可得出地层的倾角和方位 。文章主要从三分量感应系统线圈 系的聚焦理论和方法出发 ,为了消除线圈间的直接耦合 ,提出了一套全新的线圈系结构设计方案 ,并对其进行了详细阐 述。
于交叉分量 , 我们采用接收
聚焦的方法 。因此对交叉
接收线圈 Cxy 、Cxz分别设置 了聚焦线圈 B xy 、B xz 。由于 交叉接收线圈 Cxy及其聚焦 线圈 B xy位于 xy 平面内 , Tx 和 Ty 都可在 Cxy 上产生直 接耦 合 信 号 , 因 此 需 要 对
Tx 、Ty 分 别 聚 焦 。而 同 一 线圈 B xy 的匝数固定后 , 不 可能对 Tx 和 Ty 同时聚焦 。 为此 , 对于聚焦线圈 B xy 需 设计 两 个 引 出 端 , 分 别 为
参考文献
[1 ] J H Schoen ,Liming Yu ,D T Georgi . Aspects of Multi2com2 ponent Resistivity Data and Macroscopic Resistivity Anisotropy[ C ] . 2001 ,SPE 74334
(上接第 28 页) 垂直电阻率 ,地层倾角和仪器方位 ,以及各向异性地层 模型的两种含水 (油) 饱和度等丰富的地层信息 。
3 结 论
井中三分量磁测处理软件设计探讨
井中三分量磁测处理软件设计探讨井中三分量磁测是以研究岩、矿体的磁性为基础,通过在井中测定具有不同磁性的岩、矿体所产生的磁异常,并对这些磁场的特征进行分析研究,从而作出地质上的推断解释,以达到地质勘探和找矿的目的。
首先详细地介绍了井中三分量磁测处理方法原理,然后研究了三分量磁测资料处理方法,在此基础上进行井中三分量磁测处理软件的设计。
标签:井中三分量磁测;磁异常;软件设计;数据处理1 井中三分量磁测原理和处理方法井中磁测是磁法勘探和测井勘探相结合一种勘探方法,它是以研究岩、矿体的磁性为物理基础的。
不同磁性的岩、矿体将产生不同形态和强度的磁异常,井中三分量磁测就是测定磁性岩、矿体在它周围所产生的磁场强度的异常,它测量的是相互垂直的三个分量,即两个水平分量和一个垂直分量,然后对测得的数据进行相应的计算处理,并按照解释需要绘制成相应的图形,最后以此进行推断解释。
行井中磁测资料处理前应收集如下资料:(1)剖面方位角A,由三分量磁力仪测得;(2)工区地磁场正常场垂直分量Z0和水平分量H0,由正常地磁场测得;(3)三分量磁力仪所测得的五个参数:井的顶角δ、倾斜方位角β、磁场的水平分量X、Y 和垂直分量Z,由三分量磁力仪在井中测得。
这些资料都作为三分量磁测的原始资料,然后对它们进行相应的处理。
进行井中磁测资料处理时,分直井和斜井两种情况。
当井的倾斜度达到某一顶角(一般为5°)以上时,才能保证磁测元件的定向精度,可以作为斜井处理,否则作为直井处理。
斜井比直井复杂,下面介绍斜井的磁测资料处理方法。
(1)磁异常垂直分量:由于Z和Z0方向相同,因此将每点所测的Z值减去Z0就得到了磁异常的垂直分量:ΔZ=Z-Z0(1)(2)磁异常水平分量:磁异常水平分量ΔH是一个水平面内的向量,可由H 减去H0求得,这是向量运算。
其中H可由实测的X、Y分量合成,H0方向为磁北,求ΔH步骤如下:①求H0在x轴和y轴上的投影H0x和H0y:H0x=-H0sinβ,Hoy=H0cosβ(2)②求H与H0在x轴和y轴上的模差值:ΔX=X-X0=X-H0x,ΔY=Y-Y0=Y-Hoy(3)③求H的模值:ΔH=ΔX2+ΔY2(4)④求ΔH的方向角φ,φ角从N极算起,是沿顺时针方向与ΔH的夹角:⑤由ΔH模值和φ角即可作出ΔH的矢量图。
转换波三维三分量地震勘探方法技术研究
转换波三维三分量地震勘探方法技术研究一、本文概述本文旨在深入研究和探讨转换波三维三分量地震勘探方法技术,包括其基本原理、技术应用、数据处理和解释等方面的内容。
随着地球物理勘探技术的不断发展,转换波三维三分量地震勘探作为一种高效、精确的勘探手段,已广泛应用于石油、天然气、煤炭等地下资源勘探领域。
本文将系统梳理和分析该技术的理论基础,结合实际案例,探讨其在实际勘探中的应用效果,旨在为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
本文将介绍转换波三维三分量地震勘探的基本原理和技术特点,包括波的传播规律、转换波的形成机制以及三分量地震数据的采集和处理方法。
通过对这些基础知识的梳理,为后续的技术应用和数据分析打下基础。
本文将重点关注转换波三维三分量地震勘探在石油、天然气等地下资源勘探中的应用。
通过介绍具体的勘探实例,分析该技术在不同地质条件下的应用效果,探讨其在实际工作中的优势和局限性。
本文还将对转换波三维三分量地震勘探的数据处理和解释方法进行研究。
包括地震数据的预处理、波场分离、速度分析和成像等技术环节,以及如何利用处理后的地震数据进行地质解释和油气预测。
本文将对转换波三维三分量地震勘探方法技术的未来发展进行展望,探讨其在勘探精度、数据处理速度和自动化程度等方面的提升空间,以及在新兴领域如页岩气勘探中的应用前景。
通过本文的研究和探讨,旨在促进转换波三维三分量地震勘探方法技术的进一步发展和应用,为地下资源勘探提供更加精确、高效的技术支持。
二、转换波地震勘探概述转换波地震勘探是一种复杂的地震勘探方法,它利用地震波在不同介质界面的反射和折射现象,通过接收和分析转换波(如PP波、PS波等)来获取地下介质的结构和性质信息。
转换波地震勘探技术广泛应用于石油、天然气等地下资源的勘探,以及地质构造和地层界面的精细刻画。
转换波地震勘探的基本原理是利用地震波在不同介质间传播时的波型转换现象。
在地震波传播过程中,当遇到介质速度界面时,波型会发生转换,例如,纵波(P波)在遇到速度界面时,会部分转换为横波(S波),反之亦然。
井中三分量磁测数据处理及应用研究的开题报告
井中三分量磁测数据处理及应用研究的开题报告摘要:井中三分量磁测技术是一种新兴的地震勘探方法,对于海上油气勘探有着重要的意义。
本文就此技术的数据处理和应用进行研究,探究其在海上油气勘探中的潜力。
本文首先介绍了井中三分量磁测技术的基本原理和测量方法,分析了其在海上油气勘探中的优势和局限性。
然后,对井中三分量磁测数据的处理过程进行详细阐述,包括数据的收集、预处理、处理和解释。
在处理环节中,我们将采用多种数据处理方法,包括滤波、卷积、反演等,以利于数据的分析和解释。
本文还将探讨井中三分量磁测技术在海上油气勘探中的应用。
我们将着重分析其在油气藏定量评价、油气勘探目标定位、油气分布预测等方面的应用。
具体探讨将根据已有的实测数据和模拟数据来展开。
最后,本文将总结井中三分量磁测技术的数据处理和应用研究,并对其未来的发展方向进行展望。
关键词:井中三分量磁测技术;数据处理;应用研究;海上油气勘探Abstract:The in-borehole three-component magnetic survey technology is a new seismic exploration method which has important significance for offshore oil and gas exploration. This paper conducts research on the data processing and application of this technology, exploring its potential in offshore oil and gas exploration.Firstly, this paper introduces the basic principles and measurement methods of in-borehole three-component magnetic survey technology, analyzes its advantages and limitations in offshore oil and gas exploration. Then, the processing process of in-borehole three-component magnetic survey data is elaborated in detail, including data collection, pre-processing, processing and interpretation. In theprocessing link, we will use various data processing methods, including filtering, convolution, inversion, etc., to facilitate data analysis andinterpretation.This paper also explores the application of in-borehole three-component magnetic survey technology in offshore oil and gasexploration. We will focus on analyzing its applications in quantitative evaluation of oil and gas reservoirs, positioning of oil and gasexploration targets, prediction of oil and gas distribution, etc. Thespecific discussion will be based on existing measured data andsimulated data.Finally, this paper summarizes the data processing and application research of in-borehole three-component magnetic survey technology and looks forward to its future development direction.Keywords: in-borehole three-component magnetic survey technology; data processing; application research; offshore oil and gas exploration。
211256399_JSC-G-21型高精度井中三分量磁测系统在铜山铜矿上的应用效果
价值工程0引言铜山斑岩铜矿位于黑龙江省嫩江县北部,与多宝山斑岩铜矿分布在同一构造带上,两矿床相距1.8km,共同构成多宝山铜矿田,是我国重要的大型铜资源矿山。
斑岩矿床形成深度较大,可以从小于1km的火山岩型斑岩矿床到深度达10km的深成岩型岩矿床,铜山斑岩铜矿预测最大深度为1700m[1]。
对于深部矿来说,井中三分量磁测是一种有效的方法,可以通过钻井通道进入地下1-2km,获得真实有效的磁测数据,结合其它资料对井侧或井底盲矿进行判断。
井中三分量磁测在铜山斑岩铜矿应用的关键在于精度,一般来说斑岩型铜矿带体内及其表面通常存在磁铁矿、磁黄铁矿等矿石矿物,高精度磁法测量可测到弱磁异常反映[2],国内主流的井中三分量磁测系统转向差300nT(如表1),很难发现。
我司研发的JSC-G-21型高精度井中三分量磁测系统转向差仅为5nT,在铜山斑岩铜矿上取得了良好的应用效果。
1矿区地质概况多宝山矿田区位于大兴安岭华力西中期褶皱带东南侧边缘带上,主要由新开岭—柏根里元古宙复背斜和阿龙沟—鸡冠山古生代复背斜构成,其南与吉黑海华力西晚期褶皱带相连[2](如图1所示)。
矿区地层主要有①中奥陶统铜山组(O2t),主要岩性为长石石英砂岩,凝灰质砂岩、凝灰质砾岩等;②多宝山组(O2d),主要岩性为安山岩、安山质凝灰岩等;③奥陶系上统裸河组(O3l),主要岩性为含角砾英安质凝灰岩凝灰质砂岩、粉砂岩等。
铜山铜矿床主要赋存于中奥陶统铜山组和多宝山组中蚀变强烈的花岗闪长岩体中,其次赋存于凝灰岩、安山岩中。
矿区主要构造为北西向构造,北西向压扭性弧形断层与东西向构造控制的片理化带是容矿构造。
矿区断层主要是东西向横穿矿区的铜山断层,该断层对矿体的空间分布影响极大,铜山铜矿床的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体均被该断层所切断。
侵入岩为华力西中期花岗闪长岩,具有不同程度的热液蚀变,与矿化关系密切[2,3]。
2矿区地球物理特征2.1矿区内岩矿石的磁性特征为了研究ZK1144-2钻孔内的磁异常规律,对部分岩芯进行磁参数测定(如表2),结果显示该钻孔整体磁性较JSC-G-21型高精度井中三分量磁测系统在铜山铜矿上的应用效果Application of the JSC-G-21High-precision Borehole Three-component Magnetic MeasurementSystem in Tongshan Copper Mine徐立忠XU Li-zhong;邱钢QIU Gang;张楠ZHANG Nan;张梦虎ZHANG Meng-hu;赵然ZHAO Ran;郭立娜GUO Li-na(中色杰泰地球物理科技(北京)有限公司,北京100012)(Sino-GT Geophysical Technology(Beijing)Co.,Ltd.,Beijing100012,China)摘要:井中三分量磁测是一种很有效的深部找矿方法,国内主流井中三分量磁测系统精度>300nT,仅能发现铁、镍等强磁性矿产。
三分量感应测井
三分量感应测井
一些片状岩石,垂直于层理面的电阻率大于平行于层理的电阻率,即岩石的电阻率具有方向性,称为各向异性。
在油气勘探工作中,常遇到砂岩?泥岩薄交互层组产出石油和天然气,含有石油的薄砂岩层电阻率高,泥岩的电阻率低,砂岩?泥岩薄交互层组具有宏观各向异性,用侧向测井和感应测井得出的电阻率主要受泥岩影响,测出的电阻率值较低,常常把这类含油气层漏掉。
为了解决这一难题,研制出三分量感应测井仪。
该仪器采用三组互相垂直的发射?接收线圈系结构,水平发射线圈(磁偶矩平行于井轴)产生的感应电流沿地层方向流动,主要受低电阻率泥岩的影响,其响应相当于水平电阻率;两组垂直发射线圈(磁偶极矩垂直于井轴)产生的感应电流沿垂直和平行于地层的方向流动,其响应相当于水平电阻率和垂向电阻率的平均贡献。
三组接收线圈测量出X、Y、Z三个方向感应电流的信号,经计算处理得出水平电阻率R h和垂向电阻率R v,当R v大于R h时,砂岩?泥岩薄交互层中的砂岩层可能是油气层;对于一般性的地层,当R v不等于R h时,它是各向异性岩石,其电阻率有方向性。
三分量感应测井仪可与其他测井仪器进行组合测量,大斜度井和水平井中均可应用。
在中东地区,用这种方法在划分砂岩?泥岩薄交互层,判断各向异性岩石等方面,均得到良好效果。
这种新型感应测井仪拓宽了应用领域,是研究各向异性地层、划分砂岩?泥岩薄交互层的重要方法,进一步提高了油气勘探工作效率。
浅谈三分量磁测在金属矿井中的应用
浅谈三分量磁测在金属矿井中的应用测井已经有了很多年的历史,在地质找矿中发挥着巨大的作用,作为金属矿井的必测项目三分量磁测作用更是不可小觑,井中三分量磁测是根据岩石、矿石的磁性差异,它的特点是可以同时测得磁场的三个互相垂直分量:△z、AX、AY。
它既能测得磁场的大小,又能确定磁场的方向,对于寻找忙矿体有很好的指示作用。
标签:测井三分量盲矿体1井中三分量简介井中三分量磁测是钻孔中磁法勘探的一种方法,它是以研究岩、矿体的磁性为物理基础的。
不同磁性的岩、矿体会产生不同形态和强度的磁异常,井中三分量磁测就是测定磁性岩、矿体在它周围所产生的磁场强度的异常。
要确定一个空间矢量就要测量它的相互垂直的三个分量,对于井中三分量磁测即是指测量两个水平分量和一个垂直分量,然后对测得的数据进行相应的计算处理,并按照需要绘制成相应的解释图件、进行地质推断解释。
2JHQ-2D测井系统结构图JHQ-2D智能测井系统由上海地学仪器厂生产,是目前比较先进的轻便测井系统,主要结构见图1。
与测井系统配套的是JCC3一2A型磁三分量测井仪,定向原件使用的是三轴重力加速度传感器,磁场的测量使用的是三轴巨型磁阻传感器,每个传感器的方向可以记录地磁场相应方向的磁场强度,每个传感器的灵敏度和该方向的分量相匹配,磁分量灵敏度达到40nT,精度优于100nT。
倾角精度优于0.1°,定向精度优于0.5°,具有定位精度高、时间常数小等特点,仪器可以点测也可以连续测量。
3磁三分量在测井中的简单应用三分量在理论上是比较理想的,对于寻找盲矿体并确定位置和规模有着很好的效果,但在测井中三分量的起步较晚,解释方面的技术都不是很熟练的现在,三分量并不能发挥其理论的效果,对于矿体的分布和规模也只能做出定性的解释,准确的比较差,而大部分钻孔的情况都是和上面的孔类似的,所以在进行三分量测井的时候,根据钻孔的类型以及地质编录可以分情况对资料简化处理。
磁三分量测井仪是根据垂向坐标系统测出X、Y、Z三个分量,除了垂直分量Z外,其余两分两都需要仪器的定向系统测出与X、Y方向上的夹角,以前由于仪器的灵敏度和精度都比较低,需要孔斜达到0.5°以上仪器方可进行定向测量获取更多的信息,JCC3-2A虽然将定向精度提高到0.1°,但是顶角越小获得的数据误差越大。
三分量传感器
面向典型行业的新型三分量传感器--------孔中新型防爆传感器本产品是一种适用于地下三分量地震勘探的新型防爆的孔中地震检波器,具有坚固耐用、轻便、灵巧可调、便于井下使用的特点,其防水性能可在充水孔中使用。
外壳材料为铝合金,成圆柱形,总长56cm直径45cm(金属升片处为48cm),共有四部分组成:尾端为方向调控设置外形为可镶嵌螺旋,用以连接孔外长柄控制孔中检波器方向分布,利于后期的数据处理;次于尾端的是本产品的核心装置,内部镶嵌有三个分量的动圈式速度传感器,该传感器的主体结构由磁系统、可动部分与外壳构成,根据电磁感应原理由波动信号转化为电信号。
第三部分是紧靠核心位置的一个装置:为了更好的控制本装置与孔壁的耦合程度,采集非失真数据,减小误差,在本装置上创造性地设计了一个可控金属升片,该金属升片通过连动装置与顶端的气仓相连,利用金属升片控制与孔壁的偶合程度;第四部分为顶端的气仓。
气仓连接有空压软管及压力表,通过孔外送气用以控制装置与空壁的耦合程度。
主要技术指标:自然频率(Hz) 100±5%并路阻尼系数0.63±5%并电阻灵敏度(V/cm·s-1) 0.25±5%外并电阻(Ω)1100线圈电阻(Ω)820±5%失真系数(%) <0.2横向固有频率(Hz) ≥600悬体质量(g) 7.6±5%线圈最大位移(mm) 1.0允许倾斜角度90°芯体直径(mm) 27.0芯体高度(mm) 33.5芯体单元质量(g) 95工作温度(℃) -40—+90保质期(年) 2Geared to the typical new three-component sensorsThe product is a three-component seismic exploration application on the ground of a new explosion hole geophone is durable. Light, ingenious adjustable to facilitate the use of underground features and waterproofing can be used in the water-filled hole. Shell material for aluminum, into cylindrical, with a total length of urine other different diameter (or metal film Department cm). A total of four components : control the direction of the boot to be installed mosaic spiral shape. connecting hole for hole detector outside the control of the direction of long-handled distribution, which will help the latter part of the data processing; In this product, the core of which is the tail end of the device, and an internal rate of the three components of the moving-coil sensors. The magnetic sensor system from the main structure, and the movable part of shell composition According to the principle of electromagnetic induction by the fluctuation signals into signals. The third part is close to the core of a device : To better control the extent of the coupling device and the wall, Distortion of data-collection, reduce errors, in the creative design of a device or controlled metal films. The metal film or even to the top of the device and connected gas warehouse, the use of metal films or control coupled with the wall; Part IV of the gas into the top positions. Wharf gas compressor hose and pressure gauge are connected through the hole outside wall with the air control device for the delivery of the degree of coupling.。
井中三分量磁测在某铁矿详查中的应用研究
井中三分量磁测在某铁矿详查中的应用研究摘要:现阶段,井中磁测主要是对钻孔周围空间磁性体存在的磁场动态性检验,以此达到找矿或者将某些地质问题全面解决的效果。
文章以某铁矿调查为例,该项铁矿属于沉积变质型,围岩不具备磁性或者磁性非常弱,本身有着磁法找矿的物性基础。
该项矿床的主矿体埋藏比较深,矿体十分薄弱,勘探难度特别高。
矿体的发现得益于紧密结合的地质和物探资料二次开发。
在这一阶段中,井中三分量磁测在深部矿体发现方面产生了一定的作用,通过开展三分量磁测作业,能够精准的判断出井底盲矿存在,为是否进行钻孔工作提供了一定的决策依据,在没有漏掉磁性体的基础上,减少了钻探的工作量,将生产成本控制在了合理范围中。
通过合理判断勘察区域内磁性体的状态和空间位置,确保了地质工作稳定实施。
在这一阶段中,三分量磁测从找寻深部磁性矿体内起到了一定的指导作用,也可以为铁矿深部找矿和外围找矿拓展新的思路和理念。
在本篇文章中重点探究了井中三分量磁测从某项铁矿详查中的具体应用情况。
关键词:井中三分量磁测;某铁矿详查;应用研究0前言近年来,三分量磁测从矿山和深部找矿中产生的作用极为明显,是找寻磁铁矿床中十分重要的一种方式。
井中三分量也可以应用到寻找磁铁矿和磁黄铁矿有关的金属、贵金属、稀有金属矿床中。
三分量磁测铁矿物理测井方式中的主要方法,是从地面磁测向着地下磁测逐渐发展,以研究岩体磁性特征为基础,不同磁性的岩体产生的形态和强度的磁异常是不一样的。
在井内检测该项磁异常,通过推断解释,有利于将地质勘探和转化过程中存在的问题彻底解决。
通过对钻孔展开三分量磁测,可以将地下磁场的分布特征清楚的体现出来。
按照地面磁测和地质资料分析和判断深部矿体是否存在,从而指导勘探工作能否继续钻进或者重新布置钻孔。
在对三分量磁测成果解释过程中可能遇到问题进行讨论的基础上,结合具体案例分析了三分量磁测从磁铁矿床中的具体应用,为找矿工作提供良好的参考依据。
1、三分量磁测异常解释需要注意的要点1.1选择正常场如果没有结合实际情况,合理的选择正常场,那么将会增加异常解释的难度。
基于DDS三分量感应测井信号源系统设计
x 量级 ; 3 频率 切换时相 () Hz 两 个 垂 直 于 井 轴 的 磁 场 分 量 Hx z和 x和 Hy , 频率切换速 度 决,可达 ts y
三维感应测井仪的电路设计与性能研究的开题报告
三维感应测井仪的电路设计与性能研究的开题报告一、选题背景和意义随着油气勘探技术的不断发展,测井技术的应用范围也逐步扩大,深度测井、多阵列测井、三维测井等新技术不断涌现。
其中,三维感应测井技术因其对地层物理及地质情况的高精度测量,被广泛应用于油气勘探及开采过程中。
然而,目前国内主流的三维感应测井仪大多是通过引入国外先进设备进行工程设计生产,设计缺乏自主创新和优化,且价格高昂,对于一些小型油气公司和地质勘探技术研究机构来说,成本过高,难以承受。
因此,自主设计和研发性能优良、价格便宜的三维感应测井仪具有极大的实际意义。
本课题旨在通过对三维感应测井仪电路的设计及性能研究,实现对自主设计及研发的三维感应测井仪的制作,从而为油气勘探、地质探测等领域提供便利、高效、价格适宜的测井工具。
二、研究内容和技术路线研究内容:1.对三维感应测井仪的基本原理进行深入研究,建立数学模型,分析测量参数。
2.基于原理和参数的分析,设计三维感应测井仪的硬件电路及主要部件的选型,实现三维测量。
3.设计三维感应测井仪的软件程序,实现测量数据的采集、传输、处理与解析。
技术路线:1.首先,对三维感应测井技术的原理和数学模型进行研究,并确定三维测量参数和数据采集方式。
2.在此基础上,根据参数要求,设计硬件电路,包括感应线圈、功率放大器、采样电路等,并选择合适的电子元器件进行组装。
3.设计软件程序,实现数据采集、传输和处理等功能,包括数据预处理、解析和分析。
4.最后,对实验数据进行测试与分析,评估三维感应测井仪的性能和精度,并对其进行优化和改进。
三、预期研究结果本课题的预期研究结果有两个主要方面:1.研究设计一种新型、性能优良、价格适宜的三维感应测井仪,实现三维测量,并对测井仪进行性能评估和比较。
2.实现三维感应测井仪的生产和应用,为油气勘探、地质探测等领域提供高效、便利、价格适宜的测井工具。
注:以上为机器人自动生成,仅供参考。
如需要修改或定制,需要提供更多的信息和要求。
三维感应测井基础理论及实验研究的开题报告
三维感应测井基础理论及实验研究的开题报告
一、选题来源:本课题来自于研究生的研究方向,也是实地勘探所需的一项技术。
二、选题意义:
三维感应测井技术是一种对地下岩层进行非破坏性检测的技术。
它具有精度高、覆盖范围广和对岩性变化具有较高的识别能力等优点。
目前,三维感应测井技术在石油、天然气、地球物理等多个领域广泛应用,并取得了显著成果。
因此,深入研究三
维感应测井技术的基础理论和实验研究具有重要的理论和实际意义。
三、研究内容:
1. 三维感应测井技术的基础理论研究,包括感应测井的原理、测量方法、数学模型等方面的研究;
2. 三维感应测井的实验研究,包括对实验样本的采集和制备、对应力场和温度场的测量、对测量数据的分析和处理等方面的研究;
3. 分析三维感应测井技术在地下岩层研究、突破性新发现、岩性变化识别等方面的应用潜力。
四、研究方法:
本研究主要采用实验研究和理论分析相结合的研究方法,其中,实验研究主要包括样本采集、制备和实验测试,理论研究主要采用数学模型和计算机模拟相结合的方
法进行。
五、研究进展:
目前本研究已完成了三维感应测井技术的原理和基础模型的研究,正在进行实验样本采集和制备工作,预计将于下个月开始实验测试。
六、研究意义:
本研究的成果将为三维感应测井技术的发展提供理论基础和实验支持,为地下岩层结构研究和突破性新发现提供重要的技术手段和方法。
同时,该研究的技术成果,
在石油、天然气、地球物理等领域的应用将具有重要的实践价值。
三维感应测井探测器数据处理技术研究的开题报告
三维感应测井探测器数据处理技术研究的开题报告一、研究背景石油资源是全球经济发展的重要基石,油田勘探中的测井技术是评价油气储藏潜力最常用的方法之一。
三维感应测井探测器是一种常用的测井工具,其采集的数据能够反映地层物性和矿化程度等信息,为油田勘探提供了重要参考。
然而,由于采集数据量大、数据结构复杂等技术难点,三维感应测井探测器数据处理一直是测井技术研究的难点之一。
二、研究意义三维感应测井探测器数据处理技术的研究对于优化油田勘探效率、提高油气资源的勘探开发能力具有重要意义。
通过对三维感应测井数据进行处理,能够提高地球物理勘探的精度和效率,为油气田的开发提供了可靠保障,同时也有助于提高测井技术的综合水平和应用能力,促进测井技术的发展和进步。
三、研究内容本文主要研究三维感应测井探测器数据处理技术。
具体研究内容包括以下几个方面:1、三维感应测井探测器数据采集技术的研究。
包括探头结构、数据采集原理、采样率等技术方面的研究。
2、三维感应测井探测器数据处理技术的研究。
包括数据去噪、数据重构、数据解释等技术方面的研究。
3、三维感应测井探测器数据处理实验研究。
通过实际数据处理实验,验证所研究的数据处理技术的可行性和有效性。
四、研究方法和技术路线本文采用实验室实验和仿真试验相结合的研究方法。
通过实际的三维感应测井数据采集、处理和解释过程,研究三维感应测井探测器数据处理的技术方案和实现方法。
技术路线如下:1、数据采集。
利用三维感应测井探测器进行采集,获取实际野外数据。
2、数据预处理。
对采集数据进行去噪、滤波、校正等预处理。
3、数据重构。
采用插值、反演等技术对原始数据进行重构处理。
4、数据解释。
通过地震成像等技术对新数据进行解释,评估数据处理成效。
五、预期成果本文将重点研究三维感应测井探测器数据处理技术,通过实验和模拟分析验证采用的技术路线和方法,预期获得以下成果:1、建立三维感应测井探测器数据采集和处理的技术体系。
2、提出并验证一种优化的三维感应测井数据处理方案。
磁三分量测井工作总结
磁三分量测井工作总结磁三分量测井是一种常用的地球物理勘探方法,用于获取地下岩石的磁性特征和地层结构信息。
经过一段时间的测井工作,我对磁三分量测井方法有了更深入的了解,并在实践中积累了一些经验。
在此,我将对磁三分量测井工作进行总结。
首先,磁三分量测井的原理是基于地球磁场与地下岩石磁性特性之间的相互作用。
通过测量地磁场在三个方向上的分量,可以计算出地下岩石的磁性参数,如磁化强度、磁化方向等。
这些参数对于判断地下岩石的性质和勘探矿产资源非常重要。
其次,在实际操作中,需要注意以下几点。
首先是测井仪器的选择。
不同的测井仪器具有不同的测量范围和精度,根据实际需求选择适当的测井仪器非常重要。
其次是测井数据的处理与解释。
磁三分量测井数据通常需要进行滤波、校正和解释等处理,以获得准确的地层信息。
最后是现场操作的规范性和安全性。
在进行磁三分量测井时,需要严格遵守操作规程,确保工作的安全性和准确性。
在实际的磁三分量测井工作中,我遇到了一些挑战,但也取得了一些成果。
首先,在某次测井工作中,我成功地获取了一处矿产资源的磁性特征和地层结构信息,为后续的勘探工作提供了重要的参考。
其次,在另一次测井工作中,我发现了一处地下断层,这对于地质构造分析和资源勘探有着重要的意义。
这些成果进一步验证了磁三分量测井方法在地质勘探中的重要性和可行性。
在总结中,我还发现了一些需要改进的地方。
首先是对磁三分量测井原理和方法的深入学习。
虽然我已经掌握了基本的操作技能,但仍有待进一步提高自己的专业知识水平。
其次是加强与其他测井方法的综合应用。
磁三分量测井与其他测井方法相结合,可以提高地质勘探的精确性和可靠性。
最后是加强团队合作和沟通。
在测井工作中,团队的合作和沟通非常重要,可以提高工作效率和准确性。
总之,磁三分量测井是一种重要的地球物理勘探方法,能够提供地下岩石的磁性特征和地层结构信息。
在实际工作中,我通过不断的学习和实践,不断提高了自己的技能和经验,并取得了一些成果。
三分量感应测井系统的理论研究
・开发设计・三分量感应测井系统的理论研究3闫敏杰 党瑞荣 袁阿明 谢 雁(光电油气测井与检测教育部重点实验室(西安石油大学) 陕西西安)摘 要:常规感应测井仪器只有Z方向的线圈,只能测量水平方向的平均电阻率。
三分量感应测井系统分别在X、Y、Z三个方向布置三组相互垂直的发射-接收线圈对,可直接测量地层的水平电阻率和垂直电阻率,通过测量两个交叉分量还可得出地层的倾角和方位,从而可以为储层评价提供更准确的信息。
文章设计了三分量感应测井系统的线圈系布局结构和排列方法以及线圈系的聚焦方式,主线圈系采用了发射聚焦方式,交叉线圈采用了接收聚焦方式。
通过线圈系匝数和距离的选取以及几何因子的计算,各向异性地层中的正、反演的研究及求解,提高了线圈系的水平探测深度和纵向分辨率,使三分量感应测井系统的探测性能达到最佳。
关键词:三分量;聚焦方式;几何因子;分辨率;探测性能中图法分类号:P631.8+11 文献标识码:B 文章编号:100429134(2009)01200092040 引 言感应测井是一种重要的测井方法,但长期以来,感应测井的基本理论是建立在均匀无限大地层假设基础上的[1],线圈系的轴线与井轴是平行或重合的,只能给出水平方向的一维电阻率,很容易低估储量,漏测储层[2]。
K lein验证并给出了常规测井仪器低估和漏测储层的实际事例[3~5]。
产生这种现象的原因是传统感应测井仪不能描述砂泥岩构成的薄交互储层所体现出的电各向异性的特性,仪器对这种薄交互储层给出的测量结果体现的是低电阻率特性,漏掉了高电阻率的油气储层。
三分量感应测井系统采用了轴线为X、Y、Z三个方向的线圈系,可给出水平电阻率和垂直电阻率,二者的比值可准确地描述地层的电各向异性的特性,对砂泥岩构成的薄交互储层,水平电阻率和垂直电阻率将有明显的差异,其中垂直电阻率体现的是高电阻率的油气层。
这就为储层的准确评价提供了重要的依据。
我国许多油田为低产、低渗、低阻油田,地质结构复杂,各向异性特性明显,而且随着钻井技术的进步及高效开采油气资源的背景需求,斜井、水平井的数目日益增多,对测井技术也提出了越来越高的要求,传统的感应测井技术遇到了新的挑战。
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2006年8月 石油地球物理勘探 第41卷 第4期 3陕西省西安市西安石油大学省光电传感与测井重点实验室,710065本文于2005年9月13日收到。
本文得到2004年CNPC 中青年创新基金(04E7043)和陕西省教育厅2005年专项科研项目(05J K283)的资助。
・测井技术应用・三分量感应测井系统研究党瑞荣3 秦 瑶 谢 雁 王洪淼(西安石油大学陕西省光电传感与测井重点实验室)摘 要党瑞荣,秦瑶,谢雁,王洪淼.三分量感应测井系统研究.石油地球物理勘探,2006,41(4):484~488 全世界的薄互层油藏约占已发现总油藏的30%,薄互层油藏也称各向异性油藏,我国各向异性油藏所占比例更大。
常规电磁测井仪只能测量水平方向的电阻率,很容易低估和漏测低阻和低差异的交互式薄储层;三分量感应测井系统可直接测量地层的水平电阻率和垂直电阻率,还可测出地层的倾角和方位。
本文介绍了三分量感应测井仪的线圈系结构和测量原理,论述了交错网格有限差分法和有限元法等两种各向异性地层的正、反演计算方法,最后进一步讨论了研究三分量感应系统的应用前景。
关键词 感应测井仪 三分量 各向异性 测量原理 正演 反演1 引言传统感应测井信号的正演与反演研究大多建立在电性各向同性介质基础上,但地层的各向异性是客观存在的,尤其是在砂岩和泥岩组成的薄互层中,各向异性现象更为明显。
据估计,世界上大约有30%的油气赋存于砂泥岩薄互层中[1]。
通常油气层呈现高电阻率特征,但砂泥岩薄互层和裂缝性油气层往往表现为低电阻率测量值。
这是因为这两类地层都是电阻率各向异性的,即垂直方向和水平方向测量结果不同,在水平方向测得的水平分量通常表现为低值,而在垂直方向测得的垂直分量往往表现为高值。
可是现有包括阵列感应测井在内的常规感应测井仪器测量的电阻率只是水平分量,据此预测砂泥岩产层就可能出现错误,甚至导致将砂泥岩交互层当作泥岩层而将产层漏掉[2]。
这种漏失产层的现象经常发生,说明我们对各向异性地层的理论研究和实验研究还不够充分。
由于我国各向异性油气田所占比例较高,因此准确地认识这些地层的特性对于油气资源的探测和合理开发有着重要的意义。
三分量感应测井系统正是在这种背景下提出的,有关三分量测井仪器的研制及相关的理论和实验研究引起了国内外测井技术界的普遍关注和重视,成为当前该领域的研究热点。
本文在介绍三分量感应测井仪基本原理的基础上,分析了各向异性地层对测量结果的影响及感应电流环路与地层特性之间的关系;针对目前难度较大的正、反演问题,研究了正演与反演的有限差分法和有限元法;文章最后讨论了三分量感应测井仪的对比性能和应用前景。
2 三分量感应测井仪的原理与特性2.1 三分量感应测井原理描述各向异性地层的电性参数主要有水平电阻率、垂直电阻率和各向异性指数(垂直电阻率和水平电阻率的比值)等。
常规电测井不能直接测量地层垂直电阻率[3],而三分量感应测井仪通过对接收线圈测得的3个互相垂直的磁场分量信息进行处理,可获得地层水平电阻率和垂直电阻率,还可得到各向异性地层模型的两种含水(油)饱和度,以及地层倾角和仪器方位角等信息[4]。
三分量感应测井系统的线圈系结构如图1所示,其中包括3个发射线圈(T x ,T y ,T z )和3个接收线圈(R x ,R y ,R z )。
这3个发射线圈彼此垂直,并发射一定频率的 第41卷 第4期 党瑞荣等:三分量感应测井系统研究 交流电,3个接收线圈也相互垂直,并接收各个方向的地层信息,可得到9个磁场分量,经过数据处理可得到9个电导率分量(如果所考虑的地层模型是垂直井眼和水平方向各向同性,其中很多磁场分量和电导率分量为0)。
这3组互相垂直的发射—接收线圈,可测量平行于井轴的常规磁场分量H zz 和两个垂直于井轴的磁场分量H xx 和H yy 。
此外,由于x y 和x z 平面内也设有接收线圈,可测量用以确定磁倾角和仪器方位角的两个交叉磁场分量H xy 和H xz。
图1 多分量感应测井仪线圈结构2.2 各向同性和各向异性介质中的感应电流对于各向同性介质,水平电阻率与垂直电阻率相等;对于各向异性介质,设水平电阻率小于垂直电阻率,这时三分量感应测井仪在地层中产生的感应电流环路如图2所示。
由于H zz 线圈具有共轴结构,H xx 线圈具有共面结构,因此因感应电流的分布不同,这两种结构的响应性能是不同的。
感应电流在地层中形成的电流环的尺寸是由趋肤深度决定的,而趋肤深度是地层电导率与仪器工作频率的函数,高电导率地层以及高频信号将导致较小的趋肤深度,反之亦然。
在各向同性介质中,接收线圈R z 处由感应电流产生的磁场分量H zz 无论是在较大或较小的趋肤深度情况下,其方向与发射场的方向都是相同的(图2a 和图2b ),因此视电导率都是正值。
接收器R x 处由感应电流产生的磁场分量H xx ,因受电流环尺寸影响,其方向会随趋肤深度的变化而改变。
对高电导率地层或高频测量,该电流环很小,接收线圈置于环外;对低电导率地层或低频测量,该电流环很大,接收线圈置于环内。
当接收线圈R x 置于有效电流环外时,视电导率为负值;当接收线圈R x 置于有效电流环内时,视电导率为正值[5](图2d 和图2e )。
在各向异性介质的复杂薄互层中,传统发射线圈T z 在地层中产生的感应电流平行于地层,它只对电阻率低的地层敏感(图2c ),即屏蔽了电阻率高的油气储层。
而三分量感应测井仪的发射线圈T x(或T y )的感应电流垂直于地层,它对水平电阻率和垂直电阻率都敏感,感应电流的模型沿着地层平面从圆形变为椭圆,这是由于电流优先沿水平方向流动造成的,在高各向异性介质中电流流动会严重失真。
在垂直井中,接收线圈R x 置于椭圆电流环的短轴上,因此所测得的各向异性响应在低于各向同性响应的频率处穿过零点(图2f )。
图2 各向同性及各向异性地层中的感应电流(a ),(b )为小趋肤深度;(c ),(d )为大趋肤深度;(e ),(f )为各向异性地层2.3 层状介质中的视电导率三分量感应测井仪对层状介质的响应要比均匀全空间的情况复杂得多。
边界以不同的方式影响磁场分量H zz ,H xx 和H yy 。
假设有一种垂直井四层模584 石油地球物理勘探2006年 型(图3),其水平电阻率分别为1,20,4,2Ω・m 。
研究两个实例:①垂直电阻率等于水平电阻率(同各向同性地层);②垂直电阻率分别为2,20,10,2Ω・m ,对应的各向异性比为2,1,2.5,1。
在垂直井中磁场分量H xx 和H yy 是相同的(横向各向异性介质),交叉分量H xy 和H xz 等于零。
图3为各向同性和各向异性层状介质中的视电导率(对应于H zz 和H xx )对比图。
其中左图描述了视电导率是深度的函数,右图描述了分别由H zz 和H xx 得到的视电导率。
可以从这种简化模型中得到一些有意义的认识[5]:①H zz 响应不受各向异性的约束,当曲线穿过地层边界时其变化平坦,视电导率反映了地层结构的自然性;②H xx 响应复杂。
各向异性层中的响应小于各向同性层,并且在接近于具有高电阻率对比的地层边界时响应变为负值,而地层边界处的H xx 响应曲线具有突角或尖峰;③与传统H zz 响应对比,H xx 响应不是地层电阻率的简单镜像。
图3 由各向同性(a )和各向异性层状介质(b )中H zz 和H xx 计算的视电阻率响应 图4说明了地层边界电阻率差异对磁场分量H zz 和H xx 的影响。
由发射线圈T z 产生的感应电流沿着平行于边界的方向流动,且电流分布与均匀全空间相同。
由发射线圈T x 产生的感应电流穿过地层边界,在边界处聚集电荷,这些电荷改变了感应电流的模式,并使响应复杂化。
当仪器从电导性地层(R 1)移到电阻性地层(R 2)时,边界处的电荷将感应电流推入电导性地层,并且接收线圈将从有效电流环内移到环外。
所以由于边界效应,视电导率的值将由正变为负[5]。
图4 H zz (a )和H xx (b )的边界效应3 各向异性地层的正演与反演研究各向异性地层存在的客观事实以及目前对这类地层认识的不足,引起了国内外学者的高度重视,有关各向异性地层的理论研究已成为近几年来该领域的前沿课题。
主要包括正演和反演两方面。
(1)各向异性地层的正演研究[6] 这里所述的“正演”是对已知地层研究其对电场和磁场的三维响应。
采用的方法是对各向异性介质施加电磁激励并由Maxwell 方程组求解地层的三维响应,进而根据实验装置的理论模型计算出对储层评价最为重要的张量型电导率。
将上述理论研究结果与实验装置测量结果进行对比,可验证理论研究和实验研究的一致性。
其基本思路如图5所示。
图5 正演研究的思路 (2)各向异性地层的反演研究 通过实验或测量获得的数据对地层进行识别,这类方法当然也适用于各向同性地层。
其基本思路如图6所示,即从均匀无限大地层开始分析和计算,利用正演的分析684 第41卷 第4期 党瑞荣等:三分量感应测井系统研究 与计算方法求解地层响应,并与实际测量结果进行比较,若不一致,则逐步调整地层的各向异性参数,直到与实际测量结果相符为止,这时所得结果就可表征被识别地层。
目前,在具体的各向异性电磁计算中,采用的方法都是基于Maxwell 方程组,运用有限差分或有限元法等求解地层的电场和磁场响应。
图6 反演研究的思路3.1 交错网格有限差分法在交错网格有限差分法[7]的离散化过程中,将三维介质离散成正六面体单元,每个单元为一个各向异性均匀电性体。
离散电场分量定义在正六面体单元边的中点,离散磁场分量定义在正六面体单元每个侧面面元的中心(图7)。
图7 交错网格及场分量的分布将总场E 分离成背景场E P 和二次场E S ,即E=E P +E S 。
背景场由解析算法求取,二次场用交错网格有限差分法计算,再把Maxwell 方程组离散化。
在二次场中导出各个场分量的离散化方程。
通过对导出式系数矩阵的对称化处理,得到一大型稀疏复对称型方程组。
选用合适的数学方法求解矩阵,可得各电场分量的表达式。
再代回原Maxwell 方程组可得相应的各磁场分量式,即求得地层的电场和磁场响应。
3.2 有限元法在边有限元法[8]的离散化过程中,将三维介质离散成电性均匀的正六面体单元,离散场分量定义在单元边的中点(图8)。
边有限元方法与传统有限元方法相似,要定义单元形状函数来表示单元中各点的场值。
边有限元方法的单元形状函数由节点有限元的单元形状函数导出。
图8 边有限元及场分量的分布类似有限差分法,也将总场E 分离成背景场E P 和二次场E S ,即E =E P +E S 。
背景场由解析算法求取,二次场用边有限元法计算。
再把Maxwell 方程组离散化,在二次场的计算中,设离散单元在x ,y ,z 三个方向上的边长分别为Δx ,Δy ,Δz ,其中心点坐标为(x e ,y e ,z e ),则对应于图1所示的节点和边的编号关系,可分别定义出x ,y ,z 方向的4条边上的边有限元基函数(也称为单元形状函数)。