声波测井中的物理问题

文章从声波测井的基本概念入手,介绍了什么是声波测井,其基本原理是什么,声波测井中的主要物理问题是什么,还从几个侧面介绍了声波测井的基本应用和未来的发展趋势,包括传统的电缆测井、目前国外流行的随钻声波测井以及具有应用前景但是尚处于研究阶段的震电测井.文章向从事物理研究的工作者概述了声波测井相关的物理问题和研究的发展现状,为打算涉入声波测井领域研究或者对相关领域研究感兴趣的读者提供了一些基本素材和知识.  

孔隙地层震电测井波场分波分析

由于孔道的双电层结构和流体-固体耦合运动, 弹性波在孔隙地层中传播时会引起电磁场. 前人提出了基于这种耦合效应的震电测井方法, 但对井中震电波的特性缺少细致的分析. 本文对孔隙地层充流体井孔中点声源激发的震电耦合波的分波进行分析, 证明了井孔流体电磁波波数不是井内震电波场支点, 计算了地层电磁波支点、横波支点和快纵波支点对应的侧面波. 在利用辐角原理求出震电波场函数的复极点之后, 针对典型砂岩地层计算了震电波场模式波(包括泄漏模式)的频散曲线和声压、电场激发曲线. 计算了各个侧面波和模式波的电场激发强度与声压激发强度的比值(电声激发比), 发现纵波的电声激发比相对于横波和模式波更高, 而Stoneley波电声激发比的辐角对渗透率敏感, 其敏感性会随频率增大而增加, 随孔隙度增大而降低.  

1-脱氧野尻霉素与人血清白蛋白相互作用的荧光光谱

在模拟生理条件下(pH 7.4),采用荧光光谱及傅里叶变换红外光谱研究了1-脱氧野尻霉素(1 -DNJ)与人血清白蛋白(HSA)之间的相互作用方式及机理.结果表明,1-DNJ对HSA的荧光猝灭作用主要为静态猝灭,两者之间形成了1∶1的复合物.通过计算获得了不同温度下的结合常数及结合位点数,并根据1-DNJ与HSA结合的热力学参数,确定了两者之间的主要作用力为疏水作用与静电引力.同步荧光光谱显示1-DNJ对HSA的构象产生了影响,并通过傅里叶变换红外光谱确定了HSA二级结构的变化.  

CO分子在肌红蛋白结合口袋的QM/MM动力学模拟

Myoglobin has important biological functions in storing and transporting small diatomic molecules in human body. Two possible orientations of carbon monoxide (CO) in the heme distal pocket (named as B₁ and B₂ states) of myoglobin have been experimentally indicated. In this study, ab initio quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) molecular dynamics simulation of CO in myoglobin was carried out to investigate the two possible B states. Our results demonstrate that the B₁ and B₂ states correspond to Fe…CO (with carbon atom closer to iron center of heme) and Fe…OC (with oxygen atom closer to Fe), by comparing with the experimental infrared spectrum. QM electrostatic polarization effect on CO brought from the protein and solvent environment is the main driving force, which anchors CO in two distinctive orientations and hinders its rotation. The calculated vibrational frequency shift between the state B₁ and B₂ is 13.1 cm^-1, which is in good agreement with experimental value of 11.5 cm^-1. This study also shows that the electric field produced by the solvent plays an important role in assisting protein functions by exerting directional electric field at the active site of the protein. From residue-based electric field decomposition, several residues were found to have most contributions to the total electric field at the CO center, including a few charged residues and three adjacent uncharged polar residues (namely, HIS64, ILE107, and PHE43). This study provides new physical insights on rational design of enzyme with higher electric field at the active site.  

Ti-2Al-2.5Zr合金He离子辐照效应研究

 在Ti-2Al-2.5Zr合金中注入能量为75 keV的He离子，注入剂量分别为5×10¹⁶cm^-2，1×10¹⁷ cm^-2。通过显微硬度测量和剖面电子显微观察，研究了He离子对Ti-2Al-2.5Zr合金力学性能和显微组织的影响。结果表明:样品的显微硬度随He离子注量的增加而升高，在温度为350和550 ℃的Ar气中退火后硬度有所下降。剖面电子显微观察发现有位错环和He气泡生成，退火后He气泡有长大、缺陷有回复的趋势。辐照产生的位错环是辐照后硬度升高的直接原因，其退火发生回复又引起硬度随退火温度的升高而降低。  

爱因斯坦宇宙常数和宇宙中暗能量

综述了宇宙在加速膨胀的观察证据，从爱因斯坦场方程和动力学方程出发详细分析爱因斯坦引入宇宙常数在宇宙加速膨胀中的作用，探讨宇宙常数和宇宙中暗能量的关系．  

基于周期性边界条件的分块量子化学方法对液态水的从头算分子动力学模拟

本文利用分块量子化学方法，实现了在周期性边界条件下应用二阶微扰(MP2)理论对液态水的从头算分子动力学模拟. 通过采用aug-cc-pVDZ基组，MP2理论可以精确地描述水分子之间的相互作用势能面，因而在描述水的各项理化性质方面，MP2有望提供比密度泛函理论更加精确的结果. 本研究计算了多种水的结构及动力学性质，包括径向分布函数，扩散系数，偶极矩，三个临近氧原子的角度分布，氢键结构，都得到了与实验观测一致的结果. 因此，周期性边界量子分块方法可以作为一种研究水的物质结构的可靠理论方法，并且有望促进水科学领域争议性问题的解决. 同时，该方法具有普适性和可扩展性，为有效应用高精度量子化学从头算方法计算其他凝聚态体系提供了理论框架.  

T91钢和SIMP钢表面AlOx涂层在600℃静态液态铅铋共晶中的稳定性和腐蚀行为

铁素体/马氏体钢,如T91钢和SIMP钢,被选为第4代铅冷快堆和加速器驱动系统(ADS)的主要候选结构材料.但容器钢与液态铅铋共晶(LBE)在高温下的相容性限制了它们的应用.铁素体/马氏体钢在600℃的LBE中腐蚀严重.为了保护铁素体/马氏体钢免受高温LBE腐蚀,在钢表面制备AlO_x (x <1.5)涂层.本文采用磁控溅射法在T91钢和SIMP钢表面制备了AlO_x涂层.对表面有涂层的T91钢和SIMP钢以及表面无涂层的T91钢和SIMP钢在600℃的饱和氧浓度的LBE中腐蚀300 h和700 h的结果进行比较.结果表明,涂层钢表面的氧化层比无涂层钢表面的氧化层薄,这表明AlO_x涂层可以有效防止铁、铬和氧元素的快速扩散.然而,在LBE中腐蚀700 h后, AlO_x涂层出现裂纹,表面有涂层的T91钢和SIMP钢均遭受到明显的氧化腐蚀,说明该涂层在600℃的LBE中可以在短时间内保护基体免受高温腐蚀.但是涂层在600℃的LBE中不能长时间保持稳定.这可能是由于此次实验条件制备的AlO_x  

Hudson模型适用性及储层微观建模应用*

为明确裂缝间相互作用对各向异性的影响，本文以Hudson模型为例分析了裂缝密度、裂缝倾角对地震波波场、弹性常数和Thomsen系数的影响规律，然后采用“基质-骨架-流体”组合化的方法进行了裂缝储层微观尺度的建模，并与实际测井资料进行了对比。结果表明该模型适用条件为低裂缝密度储层，二阶模型适用的裂缝密度范围比一阶模型大，但在裂缝密度过大时，二阶模型会出现不收敛的现象，模型便不再适用。裂缝储层纵横波速度随裂缝倾角增大而增大，纵波速度对裂缝倾角更为敏感。另外，在与实际测井曲线对比时，在高裂缝密度地层二阶模型的应用效果明显优于一阶模型，说明了在高裂缝密度储层考虑裂缝间的相互作用的必要性。  

井间地震波场数值模拟和弹性波逆时偏移*

该文利用时域有限差分法数值模拟了井间地震波场,探讨了井间地震弹性波逆时偏移成像的若干问题。基于多层地层模型,根据数值模拟的人工合成阵列信号,对比了3种不同成像条件下井间地震逆时偏移的结果,并对不同倾角的狭缝模型进行逆时偏移成像。通过对不同成像条件的对比,发现震源归一化成像条件能够对检波器一端的地质结构成像进行增强。由于纵波和横波在折射过程中的相互转换,利用这种透射转换波和反射波,对于任意倾角的狭缝都可获得清晰的弹性波逆时偏移结果。特别是对于夹角为90°的垂直狭缝模型,如果仅提取反射波只能获得狭缝两端点的成像结果,而保留下纵波和横波在透射狭缝时产生的转换波可应用于高倾角反射体的偏移成像。