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题名基于稳态场的隧道超前探测预测方法研究
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作者
宋苗苗
李智强
林军彦
邢少杰
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机构
河南师范大学物理学院
中国电波传播研究所
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出处
《电波科学学报》
北大核心
2025年第4期777-783,共7页
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基金
国家重点研发计划(2024YFC3212100)。
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文摘
随着城市化进程的加速,盾构施工在地下隧道工程建设中得到广泛应用。然而,地下地质条件的复杂性和不确定性,盾构施工往往面临诸多风险,如涌水、突泥、坍塌、岩爆等,不仅影响掘进效率,导致工程进度延误,造成巨大的经济损失,严重时还可能威胁施工人员的生命安全。因此,远距离准确地预测掌子面前方含水构造的位置是一项亟需解决的勘探难点。直流电阻率法是公认对水体及空洞等不良地质体较为敏感的一种探测手段,基于稳态场的聚焦探测方法是直流电阻率测量技术的延伸,本文采用此方法对掌子面前方的异常体位置预测开展研究。首先,考虑地层频散效应,对不同地层存在不良地质体时进行正演分析,探究其电阻率响应特性。高阻地层中存在低阻异常体时,地层电阻率ρ1与异常体电阻率ρ2比值越大,百分频率效应PFE变化幅度越小;低阻地层中存在高阻异常体时,ρ2越大,视电阻率变化幅度越大,PFE变化幅度越大。其次,利用掘进前期含异常体层与均质层的电压差信息,采用梯度下降法优化得到掌子面前方的电压差信息。发现波谷和波峰位置不受ρ1和ρ2的影响,随着掌子面靠近异常体,波谷和波峰现象明显,波谷、波峰的位置与掌子面的距离L逐渐减小。最后,根据L与掌子面所在位置的关系分析,预测异常体所在位置。异常体距离掌子面较远时预测结果较差,当异常体位于掌子面前方38 m以内时,预测误差可在3 m以内,提高了隧道掌子面前方存在含水构造时的超前探测距离。
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关键词
稳态场
直流电阻率法
隧道超前探测
含水构造
视电阻率
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Keywords
steady state field
DC resistivity method
tunnel advance detection
water-bearing structure
apparent resistivity
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分类号
P631
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名过金属套管地层电阻率瞬变电磁新技术
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作者
李广明
李智强
林军彦
邢少杰
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机构
河南师范大学物理学院
中国电波传播研究所
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出处
《电波科学学报》
北大核心
2025年第4期770-776,共7页
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基金
国家重点研发计划——复杂地质深埋输水隧道超深孔钻探关键技术与装备研发(2024YFC3212100)。
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文摘
在油气田开发中后期,提高电阻率测量的准确度对评估储层剩余油饱和度意义重大。传统过套管电阻率测井技术存在时效低、受套管接触电阻影响大、环境适应性差、探测深度有限等缺点。瞬变电磁基于电磁感应理论,在不接触套管的情况下发射瞬变电磁场并测量地层感应电磁场的变化来获取地层电阻率参数。然而,套管的高电导率和高磁导率会严重干扰电磁信号,影响地层电阻率测量。为此,本文提出采用多线圈系组合在地层响应的前期压制套管信号的新技术,采用有限元仿真,深入探究不同地层电阻率、套管参数变化下的瞬变电磁响应曲线以及瞬变电磁径向探测深度和纵向分辨率。结果表明,该技术在瞬变电磁响应前期可有效压制套管响应,使地层响应更加清晰,为套管井地层电阻率测量提供精准、可靠的手段,进一步提升石油勘探开发中剩余油评价的准确性。
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关键词
瞬变电磁
过套管
地层电阻率
多线圈系组合
有限元
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Keywords
transient electromagnetic
over-casing
formation resistivity
multi-coil system combination
finite element
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分类号
P631
[天文地球—地质矿产勘探]
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