【摘 要】
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本论文将层状各向异性地层中电磁场并矢Green函数作为起始点,其间应用传输线的理论和公式,创建了一套在倾斜井眼中一维层状各向异性介质中的磁流源并矢Green函数的解析算法。再
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本论文将层状各向异性地层中电磁场并矢Green函数作为起始点,其间应用传输线的理论和公式,创建了一套在倾斜井眼中一维层状各向异性介质中的磁流源并矢Green函数的解析算法。再引入仪器常数,通过磁场强度和其视电导率在井眼坐标系和地层坐标系下的变换,来算出倾斜井眼中,地层电导率、井眼倾角等参数。最后,利用正演的方法以及反演的公式进行数值模拟,讨论了地层电导率、倾角等这些参数不同的状况下正演模拟和反演结果的变化规律。首先,利用Fourier变换技术及TM波、TE波分解技术处理Maxwell方程,之后来分解频率域中电磁场,将会得到彼此独立的横磁波(波)和横电波(波),并得出与它们相关的传输线方程。根据传输线方程Green函数及相关公式,再分别得出波、TE波的解析解,并进一步得出均匀横向地层中电磁场并矢Green函数的解析表达式。其次,计算利用傅里叶逆变换得出磁流源磁场并矢Green函数及其积分表达式,其后在倾斜井中的磁场各个分量及其虚部的解析表达式便可得出。之后,地层坐标系和井眼坐标系之间的旋转矩阵便可以根据它们之中的三个正交坐标系之中的单位向量间的关系式推导出来,同时,我们也可以得出它们各分量间的关系表达式。在这里,我们用磁场各分量虚部表达式经过运算便可得出地层倾角、地层电导率等参数的结果,我们又引入了仪器参数,并用得出了井眼坐标系下视电导率的表达式以及用视电导率推导出的地层信息的解析解,并对上述两种方法做出分析。之后我们将利用正演的方法以及在倾斜井眼中地层倾角、地层水平电导率与垂直电导率的近似反演公式,进行具体的数值模拟实验,主要考察不同情况下三维感应的正演响应特征以及由近似公式得到的地层参数与真值之间的误差以及其变化规律。最后,通过数值模拟的结果可以看出,当地层电导率较大时,不同收发距上视电导率值的大小相差也较大;地层倾角对整个仪器的影响也非常大,倾角变化的影响也是与各向异性系数密切相关的,当各向异性系数增大时,倾角的影响明显随之增大。我们还可以看出,地层电导率越大,导致反演质量下降;地层倾角的反演误差往往较大,特别是倾角在30-60度的变化范围内时,倾角反演的质量明显降低;而收发距的增大,有利于倾角反演质量的提高。
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