井旁異常體響應(yīng)的交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分?jǐn)?shù)值計(jì)算方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-17 23:25
測(cè)井是獲得油氣儲(chǔ)層資料的重要手段之一,電法測(cè)井是目前應(yīng)用比較廣泛的一種測(cè)井方法。現(xiàn)有的電法測(cè)井儀器已經(jīng)不能滿足隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向的需求。隨著油氣勘探與開采的深入,迫切需要探測(cè)與識(shí)別更遠(yuǎn)處的異常體與地層構(gòu)造,尋找井旁礦場(chǎng),最大化提高生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。本文主要研究基于交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分?jǐn)?shù)值計(jì)算方法的井旁異常體響應(yīng)數(shù)值計(jì)算技術(shù),開發(fā)相應(yīng)軟件,分析地下斷層與異常體的感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)特性,為井旁異常體參數(shù)反演和井周圍電阻率成像提供正演響應(yīng)數(shù)值計(jì)算工具,對(duì)遠(yuǎn)探測(cè)新型測(cè)井儀器的工程實(shí)現(xiàn)提供軟件支撐。主要研究成果分為以下四個(gè)部分:第一部分描述了地層電各向異性的基本概念和分類,結(jié)合各向同性地層中雙線圈系與三線圈系感應(yīng)測(cè)井基本理論,研究了電各向異性地層的感應(yīng)測(cè)井儀器結(jié)構(gòu)及原理。第二部分研究了電各向異性地層感應(yīng)測(cè)井?dāng)?shù)值計(jì)算方法。首先從Maxwell方程組出發(fā),推導(dǎo)出感應(yīng)測(cè)井儀器的三維時(shí)域交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分法的離散計(jì)算公式,然后將三維時(shí)域問題轉(zhuǎn)化為2.5維頻域問題,簡(jiǎn)化了計(jì)算過程,用預(yù)處理的雙共軛梯度法對(duì)差分離散形成的大型稀疏方程組進(jìn)行求解,同時(shí)得到電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)值解,最終進(jìn)行地層視電導(dǎo)率計(jì)算。完成了2.5維交錯(cuò)...
【文章來源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法研究現(xiàn)狀
1.2.2 有限差分法研究現(xiàn)狀
1.2.3 吸收邊界條件研究現(xiàn)狀
1.2.4 網(wǎng)格剖分方法研究現(xiàn)狀
1.3 數(shù)值計(jì)算環(huán)境
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 感應(yīng)測(cè)井基本原理
2.1 各向同性地層中的感應(yīng)測(cè)井原理
2.1.1 雙線圈系感應(yīng)測(cè)井原理
2.1.2 三線圈系感應(yīng)測(cè)井理論
2.2 各向異性研究
2.2.1 各向異性研究方向與地層各向異性表現(xiàn)形式
2.2.2 地層的電各向異性分類
2.2.3 電各向異性地層電性參數(shù)
2.3 電各向異性地層測(cè)井方法
2.4 電各向異性地層感應(yīng)測(cè)井儀器及原理
2.5 本章小結(jié)
第三章 電各向異性地層感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)計(jì)算方法
3.1 均勻地層中的感應(yīng)電磁場(chǎng)
3.2 三維空間交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分計(jì)算方法
3.2.1 求解背景場(chǎng)
3.2.2 有限差分法求解散射場(chǎng)
3.3 2.5維有限差分原理
3.4 大型稀疏方程組的求解
3.4.1 系數(shù)矩陣A的結(jié)構(gòu)
3.4.2 不完全喬列斯基預(yù)處理方法
3.4.3 雙共軛梯度法
3.5 計(jì)算電各向異性地層中的感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)流程
3.6 本章小結(jié)
第四章 斷層地層感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)分析
4.1 構(gòu)建斷層模型
4.2 模型網(wǎng)格剖分與數(shù)值積分合理性
4.2.1 網(wǎng)格剖分
4.2.2 數(shù)值積分合理性
4.3 斷層響應(yīng)特性分析
4.3.1 斷層傾角影響
4.3.2 斷層斷距的影響
4.3.3 斷層層厚的影響
4.3.4 其它位置斷層響應(yīng)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 異常體感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)分析
5.1 井旁異常體模型構(gòu)建
5.2 異常體響應(yīng)影響因素
5.2.1 異常體與圍巖電導(dǎo)率對(duì)比度的影響
5.2.2 異常體不同幾何尺寸的影響
5.2.3 異常體不同分布方式的影響
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]瞬變電磁三維FDTD正演多分辨網(wǎng)格方法[J]. 孫懷鳳,程銘,吳啟龍,米德才,李術(shù)才,李貅,李敦仁,李凱,駱俊暉. 地球物理學(xué)報(bào). 2018(12)
[2]ZTEM起伏地形二維有限差分?jǐn)?shù)值模擬[J]. 許智博. 北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[3]基于FEM/FDTD混合方法設(shè)計(jì)射頻線圈[J]. 康杰,王暉,王秋良. 低溫與超導(dǎo). 2018(09)
[4]斜長(zhǎng)石、輝石混合模型的電導(dǎo)率有限元數(shù)值計(jì)算研究[J]. 郭穎星,張東寧,祝愛玉,鄭軍,佟莉. 地球物理學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]等效交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分法標(biāo)量波波場(chǎng)模擬[J]. 段沛然,李青陽,趙志強(qiáng),李振春. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2019(03)
[6]利用非均勻網(wǎng)格有限差分法模擬二維大地電磁響應(yīng)[J]. 童孝忠,吳思洋,謝維. 工程地球物理學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]基于波動(dòng)方程有限差分?jǐn)?shù)值模擬及FCT消頻散分析[J]. 趙威,李偉波,桂志先,周游,于曉東. 中國(guó)錳業(yè). 2018(02)
[8]基于球坐標(biāo)系下有限差分的地磁測(cè)深三維正演[J]. 李建平,翁愛華,李世文,李大俊,李斯睿,楊悅,唐裕,張艷輝. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2018(02)
[9]二維聲波方程交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分?jǐn)?shù)值模擬研究[J]. 楊曉柳,竺俊,姚銘,桂志先. 中國(guó)錳業(yè). 2018(01)
[10]鉆遇斷層水平井地層模型的陣列感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)特性數(shù)值模擬[J]. 仵杰,李宇騰,付晨東,董麗新,姚東華. 測(cè)井技術(shù). 2017(03)
本文編號(hào):3630293
【文章來源】:西安石油大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法研究現(xiàn)狀
1.2.2 有限差分法研究現(xiàn)狀
1.2.3 吸收邊界條件研究現(xiàn)狀
1.2.4 網(wǎng)格剖分方法研究現(xiàn)狀
1.3 數(shù)值計(jì)算環(huán)境
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 感應(yīng)測(cè)井基本原理
2.1 各向同性地層中的感應(yīng)測(cè)井原理
2.1.1 雙線圈系感應(yīng)測(cè)井原理
2.1.2 三線圈系感應(yīng)測(cè)井理論
2.2 各向異性研究
2.2.1 各向異性研究方向與地層各向異性表現(xiàn)形式
2.2.2 地層的電各向異性分類
2.2.3 電各向異性地層電性參數(shù)
2.3 電各向異性地層測(cè)井方法
2.4 電各向異性地層感應(yīng)測(cè)井儀器及原理
2.5 本章小結(jié)
第三章 電各向異性地層感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)計(jì)算方法
3.1 均勻地層中的感應(yīng)電磁場(chǎng)
3.2 三維空間交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分計(jì)算方法
3.2.1 求解背景場(chǎng)
3.2.2 有限差分法求解散射場(chǎng)
3.3 2.5維有限差分原理
3.4 大型稀疏方程組的求解
3.4.1 系數(shù)矩陣A的結(jié)構(gòu)
3.4.2 不完全喬列斯基預(yù)處理方法
3.4.3 雙共軛梯度法
3.5 計(jì)算電各向異性地層中的感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)流程
3.6 本章小結(jié)
第四章 斷層地層感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)分析
4.1 構(gòu)建斷層模型
4.2 模型網(wǎng)格剖分與數(shù)值積分合理性
4.2.1 網(wǎng)格剖分
4.2.2 數(shù)值積分合理性
4.3 斷層響應(yīng)特性分析
4.3.1 斷層傾角影響
4.3.2 斷層斷距的影響
4.3.3 斷層層厚的影響
4.3.4 其它位置斷層響應(yīng)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 異常體感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)分析
5.1 井旁異常體模型構(gòu)建
5.2 異常體響應(yīng)影響因素
5.2.1 異常體與圍巖電導(dǎo)率對(duì)比度的影響
5.2.2 異常體不同幾何尺寸的影響
5.2.3 異常體不同分布方式的影響
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]瞬變電磁三維FDTD正演多分辨網(wǎng)格方法[J]. 孫懷鳳,程銘,吳啟龍,米德才,李術(shù)才,李貅,李敦仁,李凱,駱俊暉. 地球物理學(xué)報(bào). 2018(12)
[2]ZTEM起伏地形二維有限差分?jǐn)?shù)值模擬[J]. 許智博. 北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[3]基于FEM/FDTD混合方法設(shè)計(jì)射頻線圈[J]. 康杰,王暉,王秋良. 低溫與超導(dǎo). 2018(09)
[4]斜長(zhǎng)石、輝石混合模型的電導(dǎo)率有限元數(shù)值計(jì)算研究[J]. 郭穎星,張東寧,祝愛玉,鄭軍,佟莉. 地球物理學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]等效交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分法標(biāo)量波波場(chǎng)模擬[J]. 段沛然,李青陽,趙志強(qiáng),李振春. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2019(03)
[6]利用非均勻網(wǎng)格有限差分法模擬二維大地電磁響應(yīng)[J]. 童孝忠,吳思洋,謝維. 工程地球物理學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]基于波動(dòng)方程有限差分?jǐn)?shù)值模擬及FCT消頻散分析[J]. 趙威,李偉波,桂志先,周游,于曉東. 中國(guó)錳業(yè). 2018(02)
[8]基于球坐標(biāo)系下有限差分的地磁測(cè)深三維正演[J]. 李建平,翁愛華,李世文,李大俊,李斯睿,楊悅,唐裕,張艷輝. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2018(02)
[9]二維聲波方程交錯(cuò)網(wǎng)格有限差分?jǐn)?shù)值模擬研究[J]. 楊曉柳,竺俊,姚銘,桂志先. 中國(guó)錳業(yè). 2018(01)
[10]鉆遇斷層水平井地層模型的陣列感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)特性數(shù)值模擬[J]. 仵杰,李宇騰,付晨東,董麗新,姚東華. 測(cè)井技術(shù). 2017(03)
本文編號(hào):3630293
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