基于積分方程的測(cè)井響應(yīng)高效數(shù)值模擬.pdf

1、在地球物理探測(cè)中,電磁場(chǎng)方法得到了廣泛的使用,該方法主要通過判斷地殼中各類巖石和礦物質(zhì)的電參數(shù)來實(shí)現(xiàn)油層探測(cè),隨鉆方位導(dǎo)向等應(yīng)用。同時(shí),隨著油田開采難度越來越大,不僅僅面臨的常規(guī)測(cè)井問題,還要解決大尺度測(cè)井,大斜度測(cè)井,針對(duì)薄互層產(chǎn)生的各向異性地質(zhì)情況的隨鉆測(cè)井等新問題,隨之需要更加先進(jìn)的儀器設(shè)備,這就需要電磁場(chǎng)新方法大量研究來提高對(duì)復(fù)雜地層的求解能力,從而指導(dǎo)儀器的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新,數(shù)據(jù)解釋等工作。地層信息的獲取反演都是基于有效的正演模型為

2、基礎(chǔ),本文基于上述背景,以解決測(cè)井正演問題為主,基于各向異性體積分方程矩量法,結(jié)合多層自適應(yīng)交叉近似-奇異值分解方法和近場(chǎng)預(yù)條件技術(shù),對(duì)上述問題進(jìn)行模擬,有效解決了大尺度,大對(duì)比度,以及復(fù)雜的2.5維,3維的傾斜各向異性地層隨鉆測(cè)井問題。本文的主要工作如下:
　　1.對(duì)常見的電磁測(cè)井模型及獲得地層參數(shù)的方法進(jìn)行了說明,針對(duì)積分方程隨鉆測(cè)井的應(yīng)用,介紹了頻率,線圈系的選擇過程,獲取線圈電壓的方法;
　　2.介紹了各向異性體積分

3、方程矩量法(VIE-MoM)和 SWG基函數(shù),基于VIE-MoM和SWG基函數(shù),獨(dú)立推導(dǎo)得到最終阻抗矩陣元素表達(dá)式;
　　3.為了解決大尺度測(cè)井中積分方程未知量大,占用內(nèi)存大導(dǎo)致迭代時(shí)間長和地層對(duì)比度大時(shí)收斂慢的問題,在VIE-MoM中實(shí)現(xiàn)了多層自適應(yīng)交叉近似奇異值分解算法(MLACA-SVD)和近場(chǎng)預(yù)條件技術(shù)。首先通過分層分組和Morton編碼,深入介紹 MLACA-SVD,分析了其計(jì)算復(fù)雜度和存儲(chǔ)復(fù)雜度,詳細(xì)說明了近場(chǎng)預(yù)條件技

4、術(shù);
　　4.基于上述的方法,通過大量實(shí)例,來驗(yàn)證MLACA-SVD和近場(chǎng)預(yù)條件正確性和高效性,有效地解決了體積分方程矩量法在大尺度、大對(duì)比度測(cè)井問題,對(duì)比得到了測(cè)井方法對(duì)單個(gè)薄地層的識(shí)別能力和隨鉆測(cè)井網(wǎng)格剖分原則;
　　5.提出水平和垂直線圈組合構(gòu)造傾斜發(fā)射線圈來探測(cè)水平各向異性地層,和利用傾斜單軸各向異性地層張量變換方法,結(jié)合前述的各種高效算法,有效解決了多層傾斜各向異性復(fù)雜三維測(cè)井問題。然后,對(duì)電參數(shù)微觀各向同性薄互層