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井间声波电磁波层析成像技术应用研究与软件研发

袁志亮  
【摘要】: 井间层析成像是地球物理勘探的新方法、新技术之一。其中,声波和电磁波井间层析成像是目前应用较广、较成熟的技术。本论文针对目前井间声波电磁波层析成像在应用中急需解决的问题,从仪器设备、软件研发和方法技术应用三个方面进行了研究,取得如下创新性成果: 震源是井间声波层析成像技术最重要的部分,为了加大井间探测距离和井深,研制了井下电火花震源。该电火花震源设备的特点是储能装置及放电控制全部置于井下探管里,避免了能量在电缆上的损耗,提高了电声转换效率。 对电火花震源普遍存在的初至不稳,叠加重复性较差等问题进行了分析研究,对放电电极结构和放电介质进行了改进,使震源初至不稳、叠加重复性较差的问题得到了解决。 在井间层析成像方法研究方面,对目前迭代类反演方法中较实用的ART、SIRT、CG和LSQR法进行了详细的公式推导。给出了目前正演射线追踪最流行、效果较好的基于Huygens原理与网络理论的最小走时最短路径射线追踪技术的具体实现过程。开发了面向用户的声波电磁波层析成像系统软件。将预处理和层析成像作为一个统一的整体,减少了中间环节,提高了工作效率。尤其是声波初至自动拾取和电磁波观测数据自动传输及不同频率场值的曲线编辑,可快速自动形成正反演数据格式文件,极大地方便了用户的使用。 研究分析了声波走时层析成像和电磁波衰减吸收系数层析成像应用的物性前提。通过实例阐述了声波和电磁波井间层析成像技术在不同领域和不同地质条件下的应用效果。首次将声波井间层析成像技术应用于煤层压裂监测,取得了良好的地质效果,为井间层析成像技术应用开辟了新领域。


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