本文選題：天然氣水合物　切入點(diǎn)：多功能靜力觸探　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：天然氣水合物由于其蘊(yùn)藏的特殊性,勘探方法主要采用保壓取芯和測井方法,其目的是既保留天然氣水合物的原始物性又能實(shí)地測量含天然氣水合物地層物理性質(zhì)。這對鉆具和測量環(huán)節(jié)都提出了較高的要求。如何針對我國天然氣水合物勘探開發(fā)的實(shí)際情況結(jié)合國外先進(jìn)技術(shù),研究用于快速高效獲取原位地層信息的新的勘探技術(shù)就顯得非常必要。本論文根據(jù)深水海底天然氣水合物勘探的需要,依托國家重大專項,研究了用于天然氣水合物勘探的多探管靜力觸探設(shè)備,多功能靜力觸探的數(shù)據(jù)處理與融合,天然氣水合物測井曲線的多尺度分析與融合,小波分析用于存儲層的劃分,測量曲線數(shù)據(jù)融合的魯棒性分析。主要研究過程和取得的成果如下:(1)論述了天然氣水合物勘探所涉及的相關(guān)勘探技術(shù),進(jìn)而引出多功能靜力觸探,小波理論,多尺度分析,數(shù)據(jù)融合等理論。論述了小波分析用于測井曲線的處理,包括測井曲線小波濾波處理,小波分析用于存儲層的劃分,多功能多探管技術(shù)用于深水天然氣勘探以及測井?dāng)?shù)據(jù)融合的魯棒性分析。(2)針對天然氣水合物的埋藏特殊性,對天然氣水合物勘探所涉及的多功能觸探探頭和探管進(jìn)行了研究。設(shè)計采用孔壓靜力觸探(CPTU)加接多功能探管(電阻率、波速、自然伽馬)勘探工藝,重點(diǎn)考慮防腐、耐壓、密封以及減少信號傳輸時的干擾問題。(3)針對天然氣水合物勘探的靜力觸探探頭+測井多探管模式,設(shè)計采用開放的分布式測控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)地面檢測主機(jī)+智能控制總線+探頭、探管的分布式測量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對多探頭的錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力、孔隙水壓力以及聲波波速、電阻率和自然伽馬探管數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、存儲、處理和顯示等。(4)對CPTU用于地層劃分的理論和方法進(jìn)行了論述,通過對CPTU測量曲線采用平滑濾波,消除奇異點(diǎn),以及測量曲線的最優(yōu)分割實(shí)現(xiàn)曲線的多尺度分析,采用通過求取CPTU曲線的最優(yōu)加權(quán)因子方法對CPTU曲線進(jìn)行融合,實(shí)現(xiàn)了不同地層的劃分,并取得較好的效果。(5)針對觸探和測井?dāng)?shù)據(jù)的離散性特征,通過對連續(xù)小波變換、離散小波變換和二進(jìn)小波變換的研究。在此基礎(chǔ)上分析了用于測井?dāng)?shù)據(jù)融合的多分辨率特性和二尺度方程。認(rèn)為測井?dāng)?shù)據(jù)融合所用小波基必須具有正交性、正則性、緊支性、對稱性等性質(zhì)。(6)研究了測井曲線的小波變換方法,并根據(jù)邊緣檢測理論,構(gòu)建了邊緣檢測最優(yōu)分割算法,實(shí)現(xiàn)了測井曲線的小波多尺度分析,在此基礎(chǔ)上構(gòu)造了測井曲線地層劃分多尺度小波分析算法,并用此算法實(shí)現(xiàn)了對勝利油田某油井的含噪測井信號進(jìn)行小波濾波處理和多尺度分析。結(jié)合測井信號特點(diǎn),找出了用于不同的測井曲線進(jìn)行地層最佳劃分的小波基與小波分解次數(shù)。并將此理論應(yīng)用于祁連山凍土區(qū)天然氣水合物探孔測井?dāng)?shù)據(jù)的融合與分析,實(shí)現(xiàn)了存儲層和地層的自動分層。(7)嘗試將多功能多探管靜力觸探技術(shù)用于天然氣勘探實(shí)踐中,對其相關(guān)技術(shù)、工藝、靜力觸探和測井響應(yīng)特點(diǎn)進(jìn)行了研究分析,并對觸探和測井曲線進(jìn)行了融合分析。實(shí)驗(yàn)證實(shí),該技術(shù)用于淺層天然氣勘探完全可行,觸探、測井響應(yīng)良好,可準(zhǔn)確確定存儲層的位置,地層劃分準(zhǔn)確。(8)采用極小值最優(yōu)控制理論,對測井曲線受到外界的不確定性干擾時,其數(shù)據(jù)融合后,如何準(zhǔn)確估計原始未知信號的問題進(jìn)行了分析。在分析時將此問題等價為在一個動態(tài)系統(tǒng)驅(qū)動下的半無限規(guī)劃問題,給出了一個近似離散化方法,減少了約束的個數(shù),降低了計算的復(fù)雜度,并通過實(shí)例說明了該方法的有效性。
[Abstract]:Due to the particularity of natural gas hydrate reserves, exploration method mainly adopts pressure coring and logging method, its purpose is to retain the original properties of natural gas hydrate and field measurements of gas hydrate formations. The physical properties of the drilling tool and the measurement process are put forward higher requirements. How to according to the actual situation of natural China's gas hydrate exploration and development with foreign advanced technology, it is very necessary to study for fast and efficient access to information in situ formation of new exploration technology. This paper based on the deep water exploration of natural gas hydrate needs, relying on major national projects, for natural gas hydrate exploration multi probe CPT equipment research, multi the function of static sounding data processing and fusion, multi scale gas hydrate logging curve analysis and fusion, wavelet analysis is used to divide the storage layer, measurement Robustness analysis of curve data fusion. The main research and achievements are as follows: (1) discusses the exploration technology of natural gas hydrate exploration involved, which leads to multi function CPT, wavelet theory, multi-scale analysis, data fusion theory. The wavelet analysis is used to deal with logging curves, including wavelet filter logging curve processing, wavelet analysis is used to divide the storage layer, multi function and multi probe technique for analysis of deepwater natural gas exploration and well logging data fusion robustness. (2) according to the particularity of buried gas hydrate, multifunctional penetration probe of natural gas hydrate exploration and probe were studied. The design of the Piezocone Penetration Test (CPTU) is connected with the multifunctional probe (resistivity, wave velocity, gamma ray) exploration technology, focus on anti-corrosion, pressure, sealing and reduce the interference signal transmission at . (3) according to the static sounding probe + logging of natural gas hydrate exploration multi probe model, adopts the design of topology structure of distributed measurement and control network. The realization of open ground detection host + intelligent control bus + probe on distributed measurement system pipe, realize tip resistance of the probe, side wall friction, water pressure and the acoustic velocity of pore, resistivity and gamma ray tube probe real-time acquisition, data storage, processing and display. (4) for CPTU on the theory and methods of stratigraphic classification are discussed, based on the CPTU curve by smoothing filtering, eliminating singular point, multi-scale analysis and curve segmentation and optimal curve by calculating the optimal weighted factor, using the methods of CPTU curve CPTU curve for fusion, which can realize the different strata, and achieved good results. (5) according to the discrete sounding and logging data Based on the characteristics of the continuous wavelet transform, discrete wavelet transform and the research into two wavelet transform. Based on the analysis of the characteristics of logging for multi-resolution data fusion and two scale equation. That logging data fusion with wavelet must have orthogonality, regularity, compact support, symmetry properties (6. Wavelet transform) method to study the logging curve, and according to the theory of edge detection, construct the optimal edge detection segmentation algorithm, the wavelet analysis of logging curve multi-scale, was constructed based on log stratigraphic division and multi-scale wavelet analysis algorithm, and this algorithm of wavelet analysis and multiscale filtering the noisy signal logging Shengli Oilfield wells. Combined with logging signal characteristics, find out the wavelet levels for different logging curves of optimal partition with wavelet decomposition and the number of times. The theory used in the permafrost region of the Qilian Mountains of natural gas hydrate exploration and analysis of fusion hole logging data, realize the automatic hierarchical storage layer and stratum. (7) to multi probe CPT technology for natural gas exploration in the practice, the related technologies, processes, and logging response characteristics of CPT were studied analysis and penetration and logging curves are analyzed. The fusion experiments confirmed that the technology for shallow gas exploration is entirely feasible, good penetration, logging response, can accurately determine the location of the storage layer, accurate stratigraphic division. (8) the minimum value of the optimal control theory by the logging curves the uncertainty of external interference when the data fusion, how to accurately estimate the original unknown signal are analyzed. In the analysis of this problem is equivalent to a semi infinite gauge in a dynamic drive system under the planning problem is given An approximate discretization method, reduces the number of constraints, reduce computational complexity, and the effectiveness of the method is illustrated by an example.

【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P618.13

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱光鵬;半導(dǎo)體探管儀[J];測繪通報;1966年06期

2 李鑫;;火探管技術(shù)研究及其應(yīng)用[J];科技信息;2012年27期

3 龔農(nóng)斌;行波探管測聲裝置[J];聲學(xué)技術(shù);1983年03期

4 楊恬欣;;關(guān)于γ測井探管幾何位置的影響問題[J];放射性地質(zhì);1983年02期

5 楊恬欣;;關(guān)于γ測井探管幾何位置的影響問題[J];放射性地質(zhì);1983年02期

6 ;矛式探金儀[J];國外地質(zhì)勘探技術(shù);1993年05期

7 陳仁才;陽林鋒;;貼壁密度組合探管中三側(cè)向電阻率的設(shè)計及應(yīng)用[J];地質(zhì)裝備;2014年03期

8 張熙明;定向用孔口鉆桿接頭[J];地質(zhì)與勘探;1993年02期

9 張利平;;密度三側(cè)向探管的故障分析與排除措施[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2012年09期

10 劉表正;馬世穩(wěn);;密度三側(cè)向探管的故障分析[J];中國煤炭地質(zhì);2008年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 焦迪;;火探管式自動探火滅火系統(tǒng)在放射性廢物處理廠中的應(yīng)用[A];中國核學(xué)會核化工分會放射性三廢處理、處置專業(yè)委員會學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

2 王釗;張彬;李廣信;;輕便觸探儀檢測填土干密度的嘗試[A];中國土木工程學(xué)會第九屆土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2003年

3 欒錫武;;天然氣水合物的上界面[A];中國地球物理·2009[C];2009年

4 雷興林;何麗娟;;神狐海域天然氣水合物形成聚集過程的數(shù)值模擬研究[A];中國地球物理2010——中國地球物理學(xué)會第二十六屆年會、中國地震學(xué)會第十三次學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

5 盧振權(quán);;天然氣水合物開發(fā)利用前景淺析[A];第四屆全國青年地質(zhì)工作者學(xué)術(shù)討論會論文集[C];1999年

6 吳應(yīng)湘;;天然氣水合物的性質(zhì)、勘探及開采[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

7 雷懷彥;王先彬;鄭艷紅;;天然氣水合物研究戰(zhàn)略與“西氣東輸”相關(guān)的問題[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會文集[C];2000年

8 韓月旺;蘇現(xiàn)波;;天然氣水合物的研究進(jìn)展[A];瓦斯地質(zhì)研究與應(yīng)用——中國煤炭學(xué)會瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會第三次全國瓦斯地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會[C];2003年

9 許紅;劉守全;吳琳;蔡乾忠;閆桂京;孫和清;吳志強(qiáng);李剛;龔建明;;國際天然氣水合物調(diào)查研究實(shí)踐與資源經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略對策[A];中國地質(zhì)學(xué)會礦產(chǎn)地質(zhì)勘查專業(yè)委員會第四屆第一次學(xué)術(shù)研討會礦產(chǎn)地質(zhì)勘查論文集[C];2003年

10 陳多福;L.M.Cathles;;天然氣水合物穩(wěn)定性及對海底天然氣排放的控制[A];中國地球物理.2003——中國地球物理學(xué)會第十九屆年會論文集[C];2003年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 鐵三院;新型原位測試技術(shù)——旋轉(zhuǎn)觸探新技術(shù)[N];人民鐵道;2012年

2 毛彬;天然氣水合物開發(fā)的利與弊[N];中國海洋報;2004年

3 張衛(wèi)東;天然氣水合物：一朵帶刺的玫瑰[N];中國石化報;2005年

4 記者 安豐;國家應(yīng)加強(qiáng)天然氣水合物勘查[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報;2005年

5 記者胡創(chuàng)偉、張勇;臺灣西南海域發(fā)現(xiàn)“天然氣水合物”[N];人民日報海外版;2002年

6 記者　江書程;天然氣水合物將走進(jìn)我們生活[N];中國石油報;2006年

7 張浩;俄研究天然氣水合物開采技術(shù)[N];科技日報;2008年

8 趙艷霞;青島所天然氣水合物實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)建[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報;2009年

9 記者 張立;我國成功申辦第八屆國際天然氣水合物大會[N];中國礦業(yè)報;2011年

10 通訊員 楊惠晴 特約記者 曹雪晴;青島所建部天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[N];中國國土資源報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭宏;基于天然氣水合物勘探的多探管觸探關(guān)鍵技術(shù)及數(shù)據(jù)融合研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2017年

2 Muhammad Irfan Ehsan;巴基斯坦近海莫克蘭增生楔含水合物地層地震響應(yīng)特征研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

3 李廣才;地震疊前AVO反演與天然氣水合物識別研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

4 程傳曉;天然氣水合物沉積物傳熱特性及對開采影響研究[D];大連理工大學(xué);2015年

5 朱一銘;天然氣水合物沉積物靜動力學(xué)特性研究[D];大連理工大學(xué);2016年

6 王元;天然氣水合物孔底冷凍數(shù)值模擬及繩索取樣鉆具的研究[D];吉林大學(xué);2017年

7 鄔黛黛;南海天然氣水合物的早期成巖作用和地球化學(xué)特性研究[D];浙江大學(xué);2008年

8 馬立杰;利用衛(wèi)星遙感探測海域天然氣水合物[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2005年

9 郭威;天然氣水合物孔底冷凍取樣方法的室內(nèi)試驗(yàn)及傳熱數(shù)值模擬研究[D];吉林大學(xué);2007年

10 賈瑞;天然氣水合物熱管式孔底快速冷凍機(jī)構(gòu)及蒸汽法試開采試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳浩;多參數(shù)組合探管的設(shè)計與研發(fā)[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

2 李帷;設(shè)備內(nèi)火災(zāi)數(shù)值模擬及火探管管路優(yōu)化設(shè)計[D];東華大學(xué);2017年

3 鄭菲菲;堅硬黃土的新型旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2009年

4 羅士梅;新型旋轉(zhuǎn)觸探儀在堅硬黃土中應(yīng)用的試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2008年

5 李騫;類軟巖材料旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)與數(shù)值模擬分析[D];西安理工大學(xué);2010年

6 劉繼亮;MWD定向探管有源磁場標(biāo)定系統(tǒng)的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2011年

7 高偉;天然氣水合物相平衡及其表面張力影響研究[D];東南大學(xué);2005年

8 張凌;天然氣水合物鉆進(jìn)時井內(nèi)溫度分布模型研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2003年

9 盛堰;水深通信技術(shù)在海底天然氣水合物成藏環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2010年

10 申婷婷;基于小波分析的齒輪箱故障診斷技術(shù)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

，

本文編號：1683405