井下页岩层压裂裂缝的数值模拟与瞬变电磁响应特征分析

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作者 宋汐瑾 白楠 《石油物探》 北大核心 2025年第4期772-783,共12页

水力压裂通过人工制造裂缝改造页岩层,是当前油田增产的重要技术手段之一。了解压裂裂缝的发育过程、深度、长度特征及空间分布特征,对提升页岩层油气开采效率至关重要。针对在工程实践中地面电磁法受探测深度和探测精度制约的问题,提... 水力压裂通过人工制造裂缝改造页岩层,是当前油田增产的重要技术手段之一。了解压裂裂缝的发育过程、深度、长度特征及空间分布特征,对提升页岩层油气开采效率至关重要。针对在工程实践中地面电磁法受探测深度和探测精度制约的问题,提出井下井网与地面同步观测的联合监测方案。研究了垂直井下不同页岩层参数对电磁测量结果的影响规律,根据瞬变电磁法原理,使用接地电偶源发射装置。对套管内壁一处或多处进行水力压裂,通过地面压裂设备向套管内壁挤压页岩周围的砂体形成裂缝后,注入含盐电解液,使得井壁周围呈现一定规模的低阻裂缝,研究不同电导率的压裂液注入垂直方向裂缝后所形成的地质模型。在地面同心圆阵列式测线上布置了72个测点,这些测点均匀分布于3条环线上。通过对这些测点所接收的地电信息进行信息采集,并且基于COMSOLMultiphysics有限元数值仿真软件,对页岩层中不同形态的压裂裂缝进行响应特征分析。研究结果表明,该方法可有效确定井下裂缝的方位、埋深和裂缝长度,为研究井下低阻体的压裂裂缝形态提供了理论依据和技术思路。 展开更多

关键词 页岩气 裂缝监测 瞬变电磁法 三维井地电磁法 数值模拟

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井中磁源瞬变电磁响应特征研究 被引量：33

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作者 宋汐瑾 党瑞荣 +1 位作者 郭宝龙 王学龙 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1122-1129,共8页

井中瞬变电磁波勘探是一个全空间地球物理场问题.采用Gaver-Stehfest逆拉氏变换方法,正演计算了瞬变信号激励下接收线圈上的电磁场响应.分析了包含井眼泥浆、套管、水泥环和地层的轴对称多层介质模型的电磁场响应特征,考察了各层介质参... 井中瞬变电磁波勘探是一个全空间地球物理场问题.采用Gaver-Stehfest逆拉氏变换方法,正演计算了瞬变信号激励下接收线圈上的电磁场响应.分析了包含井眼泥浆、套管、水泥环和地层的轴对称多层介质模型的电磁场响应特征,考察了各层介质参数对井中瞬变电磁响应的影响.不同电导率井眼泥浆的电磁场响应衰减曲线表明,井眼泥浆电导率的变化对井中瞬变电磁响应的影响极小.不同套管几何参数的电磁响应数值模拟结果显示,套管内径变化对电磁响应有较大影响;在套管厚度变化的端点处,电磁响应存在明显异常.通过对不同套管磁导率电磁响应特征的讨论,认为套管磁导率参数对电磁响应有重要影响,套管相对磁导率越高,电磁波信号越难穿过套管,响应信号幅度越低.最后,对不同水泥环参数的电磁场响应进行了数值模拟,发现对于低导地层,低阻水泥环会产生较大的测量误差;而对高导地层,水泥环厚度参数对响应信号影响可忽略不计. 展开更多

关键词 井中 瞬变电磁法 磁偶极子 瞬变响应 电磁波场

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一种时域电磁法剩余油探测装置的参数研究 被引量：12

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作者 宋汐瑾 党瑞荣 +1 位作者 郭宝龙 任志平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期481-487,共7页

提出了一种非接触式剩余油探测装置的参数设计方法。通过两种观测装置在均匀介质中时域电磁响应特性的对比,确定了最佳观测装置结构。分析了发射信号脉冲宽度和关断时间对响应信号的影响。研究了发射线圈电性与实际发射波形关断时间的关... 提出了一种非接触式剩余油探测装置的参数设计方法。通过两种观测装置在均匀介质中时域电磁响应特性的对比,确定了最佳观测装置结构。分析了发射信号脉冲宽度和关断时间对响应信号的影响。研究了发射线圈电性与实际发射波形关断时间的关系,提出了发射线圈参数的选择原则。讨论了斜阶跃波激励下接收线圈的过渡过程,并给出了匹配电阻和接收线圈分布电容的估算方法。根据分析结果最终设计了装置参数并进行了室内实验。结果表明,不论从响应信号幅度还是延迟时间,均可对不同电导率的介质进行有效识别,为今后时间域电磁法剩余油探测的井下实验奠定了基础。 展开更多

关键词 时间域电磁法 磁偶极子 关断时间 过渡过程 剩余油

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时域电磁法套管探伤技术三维有限元数值模拟 被引量：7

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作者 宋汐瑾 郭宝龙 +2 位作者 吴宪祥 党瑞荣 李利品 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期829-835,共7页

提出了一种非接触式套管探伤装置设计方案。采用有限元仿真技术,对装置中纵向磁探头与横向磁探头的时域电磁响应进行了数值模拟。结果表明,纵向磁探头产生与套管同轴的环状涡流,而横向磁探头产生的涡流方向与前者互相垂直。磁探头上的... 提出了一种非接触式套管探伤装置设计方案。采用有限元仿真技术,对装置中纵向磁探头与横向磁探头的时域电磁响应进行了数值模拟。结果表明,纵向磁探头产生与套管同轴的环状涡流,而横向磁探头产生的涡流方向与前者互相垂直。磁探头上的接收信号主要来自金属套管。分析了套管上存在孔洞、纵向裂缝和横向裂缝时,两种磁探头的响应特性。不同孔洞损伤的电磁响应计算结果显示,两种磁探头对孔洞直径的变化均具有较高分辨率。通过对不同参数纵向裂缝与横向裂缝电磁响应特征的讨论,认为横向磁探头对套管上纵向裂缝长度的变化无判断能力,而纵向磁探头对横向裂缝长度变化的识别效果较弱。不同套管损伤的实验结果证实了数值模拟的正确性。 展开更多

关键词 时域电磁法 涡流分布 孔洞 纵向裂缝 横向裂缝

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感应测井趋肤效应校正方法研究 被引量：7

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作者 宋汐瑾 高国旺 党瑞荣 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期621-624,共4页

传统的感应测井趋肤效应校正方法包括乘加因子法和函数非线性拟合法,乘加因子法需要对视电导率曲线进行分段,函数非线性拟合法则要选取合适的拟合函数,这两种方法均含有人为因素,误差较大,不具备通用性。现代感应测井仪器既测量视电导... 传统的感应测井趋肤效应校正方法包括乘加因子法和函数非线性拟合法,乘加因子法需要对视电导率曲线进行分段,函数非线性拟合法则要选取合适的拟合函数,这两种方法均含有人为因素,误差较大,不具备通用性。现代感应测井仪器既测量视电导率的实部分量也测量其虚部分量,基于此提出了迭代校正方法,即利用视电导率实部分量与虚部分量之和,通过对趋肤深度的迭代来实现感应测井仪测量信号的趋肤效应校正。该方法的迭代公式简单,物理意义明确,在通常的地层条件下该方法的收敛条件均能得到满足。设计了1个复合线圈系,在均匀地层情况下,对传统校正方法和迭代校正方法的校正效果进行了对比分析。结果表明,迭代校正法的效果明显优于传统校正方法,且适用于各种线圈系结构,具有很强的通用性。 展开更多

关键词 感应测井 趋肤效应 传统校正方法 迭代校正法 视电导率

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一种感应测井趋肤效应校正的新方法 被引量：3

6

作者 宋汐瑾 李利品 党瑞荣 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期9-12,共4页

针对感应测井中测量信号不可避免地存在趋肤效应影响的问题,提出了一种使用视电导率实部分量或视电导率实部分量与虚部分量之和,通过对趋肤深度进行迭代实现复合线圈系感应测井测量信号趋肤效应校正的方法。使用视电导率实部分量与虚部... 针对感应测井中测量信号不可避免地存在趋肤效应影响的问题,提出了一种使用视电导率实部分量或视电导率实部分量与虚部分量之和,通过对趋肤深度进行迭代实现复合线圈系感应测井测量信号趋肤效应校正的方法。使用视电导率实部分量与虚部分量之和进行迭代,校正结果与地层电导率几乎完全一致;使用视电导率实部分量进行迭代,无需测量视电导率虚部分量,迭代误差虽稍有增大,但可以通过增加迭代次数的方法加以改善。在通常的地层条件下,该迭代法的收敛条件均能满足。数值计算结果表明,该方法迭代公式简单、物理意义明确、校正结果精度高,且适用于各种线圈系结构,具有很强的通用性。 展开更多

关键词 感应测井 趋肤效应 视电导率 虚部与实部 迭代法

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井间电磁测井响应建模与仿真 被引量：2

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作者 宋汐瑾 党瑞荣 董昭 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1173-1176,共4页

根据电磁场基本理论,假设井下非均匀介质为关于发射井轴对称的柱状分层介质,推导了发射线圈通以交变电流时,井间磁偶极电磁测井模型的频域电磁场响应一般表达式。为井间电磁测井的正演计算和反演解释提供了理论依据。分析了井眼泥浆电... 根据电磁场基本理论,假设井下非均匀介质为关于发射井轴对称的柱状分层介质,推导了发射线圈通以交变电流时,井间磁偶极电磁测井模型的频域电磁场响应一般表达式。为井间电磁测井的正演计算和反演解释提供了理论依据。分析了井眼泥浆电导率和套管磁导率参数对井间电磁测井响应的影响,仿真结果表明,井眼中泥浆电导率的变化对电磁测井响应的影响极小,因此,井间电磁测井数据处理时没有必要进行泥浆影响校正。不同磁导率金属套管的电磁测井响应分析表明,井间电磁测井中,采用非磁性或弱磁性套管要优于一般的铁磁性套管。讨论了井间电磁测井对地层电导率变化的灵敏程度,计算结果表明,井间电磁测井响应可以灵敏地识别地层电阻率变化,证明了过套管电磁测井技术用于油气资源勘探的可行性和有效性。 展开更多

关键词 井间电磁测井 金属套管 电磁测井响应 磁导率 电导率

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径向非均匀介质中的电磁测井响应

8

作者 宋汐瑾 任志平 杨阳 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第1期61-64,共4页

通过求解圆柱坐标系中电场强度的赫姆霍兹方程,导出了径向非均匀介质中电磁测井的响应函数的一般表达式.数值计算结果表明,套管厚度的微小变化对电磁测井响应影响明显.不同电导率金属套管的电磁测井响应分析表明,套管电导率越高,接收线... 通过求解圆柱坐标系中电场强度的赫姆霍兹方程,导出了径向非均匀介质中电磁测井的响应函数的一般表达式.数值计算结果表明,套管厚度的微小变化对电磁测井响应影响明显.不同电导率金属套管的电磁测井响应分析表明,套管电导率越高,接收线圈上的电场响应幅度越小.讨论了套管磁导率变化的电磁测井响应特征,结果表明:套管磁导率越高,电磁波信号越难穿过套管,响应信号幅度越小.因此,在套管井电磁测井技术中,应尽量选用非磁性或弱磁性套管. 展开更多

关键词 电磁测井 非均匀介质 金属套管 磁导率 电导率

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稠油油井出砂实时监测关键技术研究 被引量：7

9

作者 高国旺 李利品 宋汐瑾 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第3期56-58,78,共4页

在油井出砂监测系统中,出砂信号检测传感器为其关键技术之一.提出采用PVDF压电薄膜为敏感材料,设计了缠绕型的出砂信号检测传感器.给出了传感器的结构、工作原理和信号处理原理.传感器应用在稠油油井出砂模拟系统中,识别出了砂粒对管壁... 在油井出砂监测系统中,出砂信号检测传感器为其关键技术之一.提出采用PVDF压电薄膜为敏感材料,设计了缠绕型的出砂信号检测传感器.给出了传感器的结构、工作原理和信号处理原理.传感器应用在稠油油井出砂模拟系统中,识别出了砂粒对管壁碰撞后产生的声波信号,从而验证了该新型传感器工作的有效性,且其具有易于安装、灵敏度高的特点.试验结果表明,由该传感器检测流体中的含砂量具有较高的精度. 展开更多

关键词 油气井出砂 压电薄膜 传感器 出砂量

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油库实时安全监控及信息管理系统 被引量：5

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作者 王学龙 宋汐瑾 马迅飞 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2009年第4期495-499,共5页

针对目前油库管理中存在的问题和实际需求,设计并实现了一个油库实时安全监控及信息管理系统。提供了一种基于.NET平台,利用3层架构、多线程和泛型等概念开发此类系统的方法和思路。对系统的拓扑结构、主要功能、核心算法及关键技术进... 针对目前油库管理中存在的问题和实际需求,设计并实现了一个油库实时安全监控及信息管理系统。提供了一种基于.NET平台,利用3层架构、多线程和泛型等概念开发此类系统的方法和思路。对系统的拓扑结构、主要功能、核心算法及关键技术进行了描述。结果表明,该系统效果良好,运行稳定,达到了对油库进行综合管理的目的。 展开更多

关键词 油库 安全监控 信息管理 线程 泛型

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油气生产井中瞬变电磁法接收技术研究 被引量：2

11

作者 郭宝龙 宋汐瑾 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期890-896,共7页

目的研究瞬变电磁法应用于油气生产井测井领域时,接收线圈的瞬变电磁响应特征,为生产井瞬变电磁法接收线圈的参数设计提供理论依据。方法通过对井中接收线圈等效电路的理论分析,详细讨论了斜阶跃波激励下,接收线圈上一次场与二次场的变... 目的研究瞬变电磁法应用于油气生产井测井领域时,接收线圈的瞬变电磁响应特征,为生产井瞬变电磁法接收线圈的参数设计提供理论依据。方法通过对井中接收线圈等效电路的理论分析,详细讨论了斜阶跃波激励下,接收线圈上一次场与二次场的变化规律,深入研究了井中全程瞬变电磁响应的过渡过程及其影响因素。结果接收线圈过渡过程的存在,使一次场响应在感应段和衰减段均发生了畸变,而二次响应则在发射电流关断后出现幅值变小、达到极大值的时间延迟等现象。为缩短线圈的固有过渡过程,应采用接入匹配电阻的方法使接收线圈工作于临界阻尼状态,同时尽量增大线圈的阻尼系数。结论该方法为井中瞬变电磁响应信号的正确判断与识别奠定了良好基础。 展开更多

关键词 瞬变电磁法 接收线圈 过渡过程 阻尼系数

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基于DSP的磁存储设备抗冲击技术控制系统的设计与实现

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作者 王学龙 宋汐瑾 《现代电子技术》 2003年第19期65-67,共3页

磁存储设备 (主要指微型硬磁盘 )是应用广泛的信息存储器件 ,研究微型盘的抗振动、冲击的控制技术对于在恶劣环境下工作的硬盘和便携式计算机具有重要意义。本文在确立采用外加固主动控制方案的基础上 ,提出了数字主动控制系统的设计思... 磁存储设备 (主要指微型硬磁盘 )是应用广泛的信息存储器件 ,研究微型盘的抗振动、冲击的控制技术对于在恶劣环境下工作的硬盘和便携式计算机具有重要意义。本文在确立采用外加固主动控制方案的基础上 ,提出了数字主动控制系统的设计思路 ,并且实现了以 DSP为核心的数字控制系统的软、硬件设计方案。 展开更多

关键词 微型盘 主动控制系统 数字信号处理器 数据存储

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