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题名2.5维频率域可控源电磁法水力压裂监测正演模拟
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作者
余胜红
唐新功
熊治涛
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机构
“油气资源与勘探技术”教育部重点实验室(长江大学)
南方科技大学地球与空间科学系
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出处
《石油物探》
CSCD
北大核心
2024年第1期238-253,共16页
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基金
国家自然科学基金项目(42274087,41874119,42174083)资助。
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文摘
水力压裂技术在非常规油气资源开采过程中发挥着重要作用,水力压裂监测对指导生产具有重要意义。目前广泛应用的微地震监测不能准确获得水力压裂的有效压裂体积参数,而电磁法对低阻体反应灵敏,可以用来监测裂缝的空间特征和扩展范围。采用频率域可控源电磁法(CSAMT)对水力压裂模型进行了正演数值模拟,详细推导了2.5维CSAMT有限元计算方程并实现了正演数值算法。通过数值解与解析解的对比,验证了算法的可靠性。分别对发射源靠近井口和发射源远离井口两个水力压裂模型进行了数值模拟。为了考察压裂前、后的相对变化,分别求取了各压裂段与仅含套管时的视电阻率相对差异和相邻两个压裂段的视电阻率相对差异。研究结果表明,随着压裂进程的持续,视电阻率的相对差异曲线的极值会朝着裂缝新生成的方向发生偏移,其移动的范围与裂缝的位置具有良好的对应关系,故可以根据视电阻率的相对差异曲线极值的位置对裂缝进行大致定位。根据对视电阻率残差拟断面图的分析可知,在裂缝所对应的位置处,视电阻率产生了足够大的残差数值,虽然由于场源的影响,异常区域的中心与裂缝的中心位置并不一一对应,而是稍微偏向裂缝远离场源一侧的方向,但是可以根据相邻两个压裂段的视电阻率残差结果对裂缝的位置进行初步定位。研究结果表明,频率域可控源电磁法对于水力压裂的裂缝定位是可行的,可以为水力压裂电磁法动态监测提供理论方法和技术支持。
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关键词
频率域
可控源电磁法
水力压裂
压裂监测
正演模拟
裂缝
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Keywords
frequency domain
controlled-source magnetotellurics
hydraulic fracturing
fracturing monitoring
forward modeling
fracture
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分类号
P631
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名二维电性各向异性极化体的频率域响应
被引量：4
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作者
熊治涛
唐新功
李丹丹
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机构
“油气资源与勘探技术”教育部重点实验室(长江大学)
长江大学非常规油气湖北省协同创新中心
武汉大学中国南极测绘研究中心
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出处
《石油物探》
EI
CSCD
北大核心
2020年第3期481-490,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(41674107,41874119)
国家重点研发计划项目(2017YFB0202904)共同资助。
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文摘
地球介质的大地电磁响应是电磁感应和激电效应的综合反应,传统的大地电磁正反演理论是基于电性各向同性和无极化效应的假设,而地球内部介质的电性各向异性现象和激发极化(IP)效应普遍存在,因此有必要研究含IP效应的各向异性地层条件下电磁场的响应特征。从Maxwell方程出发,推导出了二维倾斜各向异性地层条件下大地电磁场的响应,得到了一组TE和TM解耦的偏微分方程,利用Galerkin加权余量法形成大型稀疏有限元方程,采用不完全LU分解预条件因子的稳定双共轭梯度法对有限元方程进行求解。通过与1D各向异性结果的对比,验证了本文算法的可靠性。对设计的含IP效应的二维各向异性地电模型的计算发现,无论是视电阻率还是相位曲线均对地电体的电性各向异性特征表现敏感;IP效应对大地电磁场同样存在着不可忽视的影响,因此在激发极化或者各向异性特征突出的地区,应该考虑使用含IP效应或各向异性的地电模型进行大地电磁资料的处理与解释。研究结果对于指导频率域电磁方法的野外勘探,提高大地电磁资料的解释水平与应用效果都具有重要意义。
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关键词
大地电磁测深法
各向异性
二维
有限元
正演
激电效应
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Keywords
magnetotelluric
anisotropy
2D
finite element method
forward modeling
induced polarization
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分类号
P631
[天文地球—地质矿产勘探]
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