井旁异常体响应的交错网格有限差分数值计算方法研究
发布时间：2022-02-17 23:25
测井是获得油气储层资料的重要手段之一,电法测井是目前应用比较广泛的一种测井方法。现有的电法测井仪器已经不能满足随钻地质导向的需求。随着油气勘探与开采的深入,迫切需要探测与识别更远处的异常体与地层构造,寻找井旁矿场,最大化提高生产效率与经济效益。本文主要研究基于交错网格有限差分数值计算方法的井旁异常体响应数值计算技术,开发相应软件,分析地下断层与异常体的感应测井响应特性,为井旁异常体参数反演和井周围电阻率成像提供正演响应数值计算工具,对远探测新型测井仪器的工程实现提供软件支撑。主要研究成果分为以下四个部分:第一部分描述了地层电各向异性的基本概念和分类,结合各向同性地层中双线圈系与三线圈系感应测井基本理论,研究了电各向异性地层的感应测井仪器结构及原理。第二部分研究了电各向异性地层感应测井数值计算方法。首先从Maxwell方程组出发,推导出感应测井仪器的三维时域交错网格有限差分法的离散计算公式,然后将三维时域问题转化为2.5维频域问题,简化了计算过程,用预处理的双共轭梯度法对差分离散形成的大型稀疏方程组进行求解,同时得到电场强度与磁场强度的数值解,最终进行地层视电导率计算。完成了2.5维交错...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 电磁场数值计算方法研究现状
1.2.2 有限差分法研究现状
1.2.3 吸收边界条件研究现状
1.2.4 网格剖分方法研究现状
1.3 数值计算环境
1.4 主要研究内容
第二章 感应测井基本原理
2.1 各向同性地层中的感应测井原理
2.1.1 双线圈系感应测井原理
2.1.2 三线圈系感应测井理论
2.2 各向异性研究
2.2.1 各向异性研究方向与地层各向异性表现形式
2.2.2 地层的电各向异性分类
2.2.3 电各向异性地层电性参数
2.3 电各向异性地层测井方法
2.4 电各向异性地层感应测井仪器及原理
2.5 本章小结
第三章 电各向异性地层感应测井响应计算方法
3.1 均匀地层中的感应电磁场
3.2 三维空间交错网格有限差分计算方法
3.2.1 求解背景场
3.2.2 有限差分法求解散射场
3.3 2.5维有限差分原理
3.4 大型稀疏方程组的求解
3.4.1 系数矩阵A的结构
3.4.2 不完全乔列斯基预处理方法
3.4.3 双共轭梯度法
3.5 计算电各向异性地层中的感应测井响应流程
3.6 本章小结
第四章 断层地层感应测井响应分析
4.1 构建断层模型
4.2 模型网格剖分与数值积分合理性
4.2.1 网格剖分
4.2.2 数值积分合理性
4.3 断层响应特性分析
4.3.1 断层倾角影响
4.3.2 断层断距的影响
4.3.3 断层层厚的影响
4.3.4 其它位置断层响应分析
4.4 本章小结
第五章 异常体感应测井响应分析
5.1 井旁异常体模型构建
5.2 异常体响应影响因素
5.2.1 异常体与围岩电导率对比度的影响
5.2.2 异常体不同几何尺寸的影响
5.2.3 异常体不同分布方式的影响
5.3 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]瞬变电磁三维FDTD正演多分辨网格方法[J]. 孙怀凤,程铭,吴启龙,米德才,李术才,李貅,李敦仁,李凯,骆俊晖. 地球物理学报. 2018(12)
[2]ZTEM起伏地形二维有限差分数值模拟[J]. 许智博. 北华大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]基于FEM/FDTD混合方法设计射频线圈[J]. 康杰,王晖,王秋良. 低温与超导. 2018(09)
[4]斜长石、辉石混合模型的电导率有限元数值计算研究[J]. 郭颖星,张东宁,祝爱玉,郑军,佟莉. 地球物理学报. 2018(09)
[5]等效交错网格高阶有限差分法标量波波场模拟[J]. 段沛然,李青阳,赵志强,李振春. 地球物理学进展. 2019(03)
[6]利用非均匀网格有限差分法模拟二维大地电磁响应[J]. 童孝忠,吴思洋,谢维. 工程地球物理学报. 2018(03)
[7]基于波动方程有限差分数值模拟及FCT消频散分析[J]. 赵威,李伟波,桂志先,周游,于晓东. 中国锰业. 2018(02)
[8]基于球坐标系下有限差分的地磁测深三维正演[J]. 李建平,翁爱华,李世文,李大俊,李斯睿,杨悦,唐裕,张艳辉. 吉林大学学报(地球科学版). 2018(02)
[9]二维声波方程交错网格有限差分数值模拟研究[J]. 杨晓柳,竺俊,姚铭,桂志先. 中国锰业. 2018(01)
[10]钻遇断层水平井地层模型的阵列感应测井响应特性数值模拟[J]. 仵杰,李宇腾,付晨东,董丽新,姚东华. 测井技术. 2017(03)
本文编号：3630293
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 电磁场数值计算方法研究现状
1.2.2 有限差分法研究现状
1.2.3 吸收边界条件研究现状
1.2.4 网格剖分方法研究现状
1.3 数值计算环境
1.4 主要研究内容
第二章 感应测井基本原理
2.1 各向同性地层中的感应测井原理
2.1.1 双线圈系感应测井原理
2.1.2 三线圈系感应测井理论
2.2 各向异性研究
2.2.1 各向异性研究方向与地层各向异性表现形式
2.2.2 地层的电各向异性分类
2.2.3 电各向异性地层电性参数
2.3 电各向异性地层测井方法
2.4 电各向异性地层感应测井仪器及原理
2.5 本章小结
第三章 电各向异性地层感应测井响应计算方法
3.1 均匀地层中的感应电磁场
3.2 三维空间交错网格有限差分计算方法
3.2.1 求解背景场
3.2.2 有限差分法求解散射场
3.3 2.5维有限差分原理
3.4 大型稀疏方程组的求解
3.4.1 系数矩阵A的结构
3.4.2 不完全乔列斯基预处理方法
3.4.3 双共轭梯度法
3.5 计算电各向异性地层中的感应测井响应流程
3.6 本章小结
第四章 断层地层感应测井响应分析
4.1 构建断层模型
4.2 模型网格剖分与数值积分合理性
4.2.1 网格剖分
4.2.2 数值积分合理性
4.3 断层响应特性分析
4.3.1 断层倾角影响
4.3.2 断层断距的影响
4.3.3 断层层厚的影响
4.3.4 其它位置断层响应分析
4.4 本章小结
第五章 异常体感应测井响应分析
5.1 井旁异常体模型构建
5.2 异常体响应影响因素
5.2.1 异常体与围岩电导率对比度的影响
5.2.2 异常体不同几何尺寸的影响
5.2.3 异常体不同分布方式的影响
5.3 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]瞬变电磁三维FDTD正演多分辨网格方法[J]. 孙怀凤,程铭,吴启龙,米德才,李术才,李貅,李敦仁,李凯,骆俊晖. 地球物理学报. 2018(12)
[2]ZTEM起伏地形二维有限差分数值模拟[J]. 许智博. 北华大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]基于FEM/FDTD混合方法设计射频线圈[J]. 康杰,王晖,王秋良. 低温与超导. 2018(09)
[4]斜长石、辉石混合模型的电导率有限元数值计算研究[J]. 郭颖星,张东宁,祝爱玉,郑军,佟莉. 地球物理学报. 2018(09)
[5]等效交错网格高阶有限差分法标量波波场模拟[J]. 段沛然,李青阳,赵志强,李振春. 地球物理学进展. 2019(03)
[6]利用非均匀网格有限差分法模拟二维大地电磁响应[J]. 童孝忠,吴思洋,谢维. 工程地球物理学报. 2018(03)
[7]基于波动方程有限差分数值模拟及FCT消频散分析[J]. 赵威,李伟波,桂志先,周游,于晓东. 中国锰业. 2018(02)
[8]基于球坐标系下有限差分的地磁测深三维正演[J]. 李建平,翁爱华,李世文,李大俊,李斯睿,杨悦,唐裕,张艳辉. 吉林大学学报(地球科学版). 2018(02)
[9]二维声波方程交错网格有限差分数值模拟研究[J]. 杨晓柳,竺俊,姚铭,桂志先. 中国锰业. 2018(01)
[10]钻遇断层水平井地层模型的阵列感应测井响应特性数值模拟[J]. 仵杰,李宇腾,付晨东,董丽新,姚东华. 测井技术. 2017(03)
本文编号：3630293
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