基于中子活化瞬发伽马能谱确定地层元素含量的方法

中子技术能够利用中子与物质的相互作用确定其组成等性质,广泛应用于医学、环境科学、核反应堆建设、金属矿产勘查及石油工业中。在石油天然气领域,中子探测技术主要被用于确定井孔中的孔隙度、密度和流体饱和度等参数。随着测井技术的不断发展,基于瞬发伽马射线的中子活化分析技术也已应用于井下确定地层元素含量,并成为复杂岩性和非常规油气储层获得矿物含量的唯一手段。本文阐述了地层元素伽马能谱测井的方法,利用蒙特卡罗方法模拟了不同地层条件下的伽马能谱,构建了地层元素的标准谱库,研究了奇异值分解和极大似然估计能谱数据处理方法,并利用得到的元素产额及氧闭合模型实现地层元素含量的确定。利用蒙特卡罗方法构建已知地层的伽马能谱,采用上述数据处理方法得到元素含量与地层真实元素含量误差均在4%之内,Si元素误差最大为2.8%,Ca元素最大误差为3.3%,研究结果为井下确定地层元素成分及含量提供了有效的技术支持。     

海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析

降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH+Hydrate框架内,基于扩展的三维Biot固结理论,考虑水合物分解相变、传热(T)、流动(H)、岩土体变形(M)等过程及其相互耦合作用,建立了新的水合物开采传热-流动-力学(THM)耦合数学模型,并开发有限元程序对其进行数值求解.以中国南海神狐海域GMGS1航次SH2站位水合物储层条件为研究对象,构建了垂直井降压开采THM耦合地层井壁稳定性分析模型,预测了水合物开采过程中储层温-压-力场和水合物分解区的演化规律,揭示了地层优势出砂区域和海底面沉降趋势.结果表明:储层降压导致地层有效应力增大,进而引起井周地层发生沉降,且地层的沉降主要发生在降压开采前期,最大沉降位置位于井壁周围,向储层内部延伸地层沉降量快速减小;水合物分解导致井周地层力学强度降低,加剧了储层的沉降;井筒降压造成射孔段井壁应力集中最为明显,从而造成井壁破坏的潜在风险,这些区域正是水...     

波动方程角度域偏移成像

在共炮集数据的波动方程深度偏移成像中,利用常规的波场传播算子进行检波点波场和震源波场的向下传播,在各个深度层借助波场的窗口Fourier框架展开,得到局部角度域的检波点波场和震源波场,然后应用偏移成像原理,提出了共炮集数据的波动方程角度域偏移成像方法.通过角度域偏移成像,可以得到地下成像点处的角度域成像矩阵以及共地层倾角偏移成像剖面和共反射角偏移成像剖面.也可为基于偏移成像的后续处理方法技术,如振幅随角度变化分析处理、角度域共成像道集提取和角度域速度分析,提供基础资料.以陡倾角模型和国际标准的Marmousi模型为数值试验例子,验证了波动方程角度域偏移成像方法的正确性和有效性.     

圆柱空腔上裂纹的爬波检测方法

通过牛顿迭代法求解了固体内部圆柱空腔上爬波的频散方程,分析了爬波的频散和衰减特性。利用动态光弹法显示了爬波的直观图像和圆柱空腔附近各散射波的空间关系。根据爬波具有的频散、衰减以及辐射横波特征,设计了斜入射脉冲回波实验装置,测量了特定位置处裂纹反射爬波辐射出的横波信号,其与柱面反射波的时差和理论预测一致。进一步实验研究发现,爬波回波幅度与特定位置的裂纹长度具有近似单调的对应关系,在裂纹长度较大时,回波幅度趋于稳定。以上工作为圆柱空腔上裂纹的爬波定量检测提供了物理基础和实现方法。     

关于波的类型的思考

波动按其振动方向和传播方向的关系，可分为横波和纵波．横波的传播方向垂直于振动方向，而纵波的传播方向与振动方向在同一直线上．横波传播时，介质中出现波峰和波谷；纵波传播时，介质中则出现密部和疏部．     

声弹法测量圆板平面应力分布

利用声弹效应和声双折射效应,通过测量圆板试件在径向加载下平面各点声波沿厚度方向传播的纵波、编振方向正交的两个横波声速来确定各点主应力和主应力差,并导出相应的计算应力公式,测量结果与理论值基本相符,并和光弹法结果作了间接比较——根据计算应力公式绘出了应力差等值线和光弹法测量结果比较,表明二者应力差分布规律基本一致.     

用功能原理讨论绳上横波能量问题

推导在一般情况下（不限于小扰动）作用于绳上某一质元两端张力所作功的表达式，导出了绳上某一质元能量与张力所做的功之间的关系，直观地得出行波能量传递是通过张力作功实现的，驻波的能量在波节、波腹之间转移也是张力作功的结果。     

全波列声波测井数据处理方法通过部级评定

全波列数字声波测井技术是八十年代发展起来的一种测井新技术、它利用数字技术完整地记录了在井孔条件下激励的滑行纵波、滑行横渡、伪瑞利波和斯通利波等模式的声波.不仅可获取纵波参数,而且可提取井壁岩层的横波声速等参数.进而可计算出岩层的各种弹性参数,为石油、煤炭、水文地质勘探提供了一系列重要的参数. 为了使全波接收信号中的纵横波信号能在时域上较好地分离,须采用长源距测井声系,例如,斯伦贝谢     

丹麦Stevns Klint K—T界线粘土层中铱和其他微量元素的赋存状态和启示

本文利用新建立的物相分离化学方法,研究了丹麦Stevns Klint的Fish ClayK-T界线粘土中异常铱的赋存状态.根据铱的物相分布、铱与金及其他元素的关系、铱与干酪根和黄铁矿等实验结果,我们认为K—T界线中的异常铱主要来自地外物质.此外,伴随有一定程度的地球化学富集作用.     

非均质各向异性地层中方位随钻电磁测井响应三维有限体积法数值模拟算法

方位随钻电磁测井是一种能够实时探测地层边界、实现地质导向与井眼成像的新型测井技术. 本文根据方位随钻电磁测井仪器的典型线圈系结构, 首先引入柱坐标系下非均质完全各向异性地层中电流源并矢Green函数, 并利用电磁场叠加原理给出倾斜发射线圈激发的电场以及倾斜接收线圈上感应电动势的计算公式; 然后应用电流源电场并矢Green函数的混合势克服非均质地层中电磁数值模拟的低感应数问题, 通过ρ 和z方向上Lebedev网格设法降低网格节点个数, 并且利用标准化算法确定柱坐标系下非均质单元上的等效电导率. 在此基础上, 用三维有限体积法建立柱坐标系电场混合势的离散方法, 得到一个交错网格上电场矢势和标势大型代数方程, 并用不完全LU分解以及稳定双共轭梯度法确定数值解. 最后, 通过数据模拟结果对算法的有效性进行检验, 并考察钻铤、线圈倾斜角度以及地层各向异性等参数对仪器响应的影响. 数值结果表明: 在柱坐标系下用三维有限体积法的数值模拟算法处理非均质各向异性层中方位随钻电磁测井响应可以得到很好的结果. 钻铤、电导率各向异性、层边界均对方位随钻电磁波测井响应产生较大的影响; 在电阻率较大的地层, 幅度比和相位差响应越小; 发射线圈和接收线圈同时倾斜时, 幅度比和相位差响应受地层的影响更灵敏.