国家高技术研究发展计划(2013AA064603)
- 作品数：13 被引量：52H指数：4
- 相关作者：刘四新傅磊吴俊军雷林林孟旭更多>>
- 相关机构：吉林大学中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司电子科技大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球电子电信更多>>
- 极板式多频电磁波测井探头设计与模拟被引量：1
- 2016年
- 多频电磁波传播测井能够测量不同径向深度地层的介电常数和电导率,区分油水层并对复杂储集层作出评价。结合国内外研究现状,研究模拟了谐振腔式天线,并设计了极板式双发-八收的包含4个工作频率(20 MHz、100 MHz、500 MHz,1.0GHz)的电磁波测井探头。利用时间域有限差分法模拟单频信号和脉冲信号在地层中的传播特征。初步研究表明,设计的仪器探头能够探测井周地层的特性,为进一步研究打下基础。
- 刘四新雷林林傅磊冉利民李建伟
- 关键词：电磁波测井天线介电常数电导率油水层
- 基于对数目标函数的跨孔雷达频域波形反演被引量：3
- 2016年
- 波形反演在探地雷达领域的应用已有十余年历史,但绝大部分算例属于时间域波形反演.频率域波形反演由于能够灵活地选择迭代频率并可以使用不同类型的目标函数,因而更加多样化.本文的频率域波形反演基于时间域有限差分(FDTD)法,采用对数目标函数,可在每一次迭代过程中同时或者单独反演介电常数和电导率.文中详细推导了频率域波形反演的理论公式,给出对数目标函数下的梯度表达式,并使用离散傅氏变换(DFT)实现数据的时频变换,能够有效地减少大模型反演的内存需求.在后向残场源的时频域转换过程中,提出仅使用以当前频点为中心的一个窄带数据,可以消除高频无用信号的干扰,获得可靠的反演结果.为加速收敛,采用每迭代十次则反演频率跳跃一定频带宽度的反演策略.实验证明适当的频率跳跃能够在不降低分辨率的基础上有效地提高反演效率.通过两组不同情形下合成数据反演的分析对比,证明基于对数目标函数的波形反演结果准确可靠.最后,将该方法应用到一组实际数据,得到较好的反演结果.
- 孟旭刘四新傅磊王宪楠刘新彤王文天蔡佳琪
- 关键词：波形反演介电常数电导率钻孔雷达
- 基于全波形反演的探地雷达数据逆时偏移成像被引量：15
- 2015年
- 逆时偏移成像(RTM)常用来处理复杂速度模型,包括陡倾角及横向速度变化剧烈的模型.与常规偏移成像方法(如Kirchhoff偏移)相比,逆时偏移成像能提供更好的偏移成像结果,近些年逆时偏移成像越来越广泛地应用到勘探地震中,它逐渐成为石油地震勘探中的一种行业标准.电磁波和弹性波在动力学和运动学上存在相似性,故本文开发了基于麦克斯韦方程组的电磁波逆时偏移成像算法,并将其应用到探地雷达数据处理中.时间域有限差分(FDTD)用于模拟电磁波正向和逆向传播过程,互相关成像条件用于获得最终偏移结果.逆时偏移成像算法中,偏移成像结果受初始模型影响较大,而其中决定电磁波传播速度的介电常数的影响尤为重要.本文基于时间域全波形反演(FWI)算法反演获得了更为精确的地下介电常数模型,并将其反演结果作为逆时偏移成像的初始介电常数模型.为了验证此算法的有效性,首先构建了一个复杂地质结构模型,合成了共偏移距及共炮点探地雷达数据,分别应用常规Kirchhoff偏移算法及逆时偏移成像算法进行偏移处理,成像结果显示由逆时偏移成像算法得到的偏移结果与实际模型具有较高的一致性;此外本文在室内沙槽中进行了相关的物理模拟实验,采集了共偏移距及共炮点探地雷达数据,分别应用Kirchhoff和叠前逆时偏移成像算法进行处理,结果表明叠前逆时偏移成像在实际应用中能获得更好的成像效果.
- 雷林林刘四新傅磊吴俊军
- 关键词：逆时偏移物理模拟实验
- 电磁波测井最新进展:介电扫描仪被引量：2
- 2014年
- 电磁波测井在水淹层解释及二、三次采油中具有普通电阻率测井无法比拟的优势。介绍了电磁波测井仪的发展历程及斯伦贝谢公司的介电扫描仪的方法原理。详细论述了介电扫描仪的仪器结构、测量方法和数据处理方法,如衰减和相移、各向异性响应、空间灵敏度函数等特性。实际应用表明,配合传统测井方法,介电扫描仪可对油藏岩石物理性质进行更准确的描述。分析认为,在今后的研究中应提高仪器的探测深度。
- 冉利民刘四新雷林林李健伟
- 关键词：电磁波测井灵敏度垂直分辨率
- 基于HAFMM的无射线追踪跨孔雷达走时层析成像被引量：6
- 2013年
- 本文使用最小二乘线性迭代反演方法对跨孔雷达直达波初至时数据进行反演,每次迭代过程中,用有限差分法求解走时程函方程,并用高精度快速推进方法(HAFMM)进行波前扩展,通过追踪波前避免了进行射线追踪.为了验证该方案,我们对三组合成数据进行了测试,分析了单位矩阵算子、一阶差分算子和拉普拉斯算子等三种不同模型参数加权算子对模型的约束和平滑效果;讨论了FMM和HAFMM对反演精度的影响;测试了LSQR,GMRES和BICGSTAB等三种矩阵反演算法的反演效果.此外,我们还对一组野外实测数据进行了反演,对比了基于本方案以及基于平直射线追踪和弯曲射线追踪的走时层析成像反演效果.对比分析结果表明,使用拉普拉斯算子和HAFMM进行反演能较好地进行目标体重建,而三种矩阵反演方法对反演效果的影响差别不大;并且通过对波前等时线图的分析可以定性地判断异常体的性质和位置;而在对实测数据目标体的重建上,本方案能达到甚至优于弯曲射线算法的重建效果.
- 王飞刘四新曲昕馨李宏卿王元新吴俊军
- 关键词：程函方程有限差分层析成像
- 时间域跨孔雷达全波形反演及实际应用被引量：5
- 2016年
- 通过对目标函数求导的方式详细推导了时间域全波形反演的梯度公式,并使用共轭梯度法同时迭代介电常数和电导率。将该方法应用到一组合成数据和实际数据中,合成数据结果表明全波形反演能够准确刻画地层结构,精确重建亚波长尺寸异常体的位置和参数信息。实际数据的反演结果证明全波形反演能够反映地层中的细微结构,提供高分辨率的反演结果,其波形比配结果也更准确。
- 孟旭刘四新吴俊军傅磊邓莉
- 关键词：介电常数电导率
- 不依赖源子波的跨孔雷达时间域波形反演被引量：3
- 2016年
- 波形反演是近年来较热门的反演方法,其分辨率可以达到亚波长级别.在波形反演的实际应用中,源子波的估计十分重要.传统方法使用反褶积来估计源子波并随着反演过程更新,该方法在合成数据波形反演中效果较好,但在实际数据反演过程中存在一系列的问题.由于实际数据信噪比较低,在源子波估计过程中需要大量的人为干涉,且结果并不一定可靠.本文使用一种基于褶积波场的新型目标函数,令反演过程不再依赖源子波.详细推导了针对跨孔雷达波形反演的梯度及步长公式,实现介电常数和电导率的同步反演.针对一个合成数据模型同时反演介电常数和电导率,结果表明该方法能够反演出亚波长尺寸异常体的形状和位置.接着,将该方法应用到两组实际数据中,并与基于估计源子波的时间域波形反演结果进行比较.结果表明不依赖源子波的时间域波形反演结果分辨率更高,也更准确.
- 刘四新孟旭傅磊
- 关键词：波形反演钻孔雷达跨孔介电常数
- 钻孔雷达定向天线仿真与设计被引量：3
- 2014年
- 采用分布介质加载和集中电阻加载宽带小型化技术,设计了一个四方向的定向天线。天线中心频率处方向图前瓣增益比后瓣增益大28 dB,天线主瓣增益为5.4 dB,天线辐射的前向与后向时域脉冲波形峰峰值之比大于3,时域电场脉冲波形拖尾小于主峰幅度1/5。通过全向、定向钻孔雷达天线进行联合仿真,结果表明天线定向效果明显。为了验证天线性能,实际加工制作了仿真的天线,并进行测试,测试得到的天线S11与仿真结果吻合。
- 赵青邓祥开常兴浩赵怿哲唐剑明
- 关键词：钻孔雷达定向天线介质加载小型化电阻加载
- THz光子晶体天线仿真与设计
- 2014年
- 在THz频段喇叭天线的口径面上加装金属面,金属面上环绕天线口径排布金属圆柱构成光子晶体,利用光子晶体带隙可以抑制表面波的特性,建立了THz光子晶体天线的物理模型。采用电磁仿真软件优化设计了一个新型的THz光子晶体天线,该天线工作频率为300 GHz,最大增益为17.6 dB。与传统的喇叭天线相比,其增益变大,主瓣变窄,背瓣减弱,方向性得到了较大的改进。
- 张振兴赵青宣银良薄勇何果
- 关键词：增益喇叭天线光子晶体THZ波
- 利用探地雷达精确探测铁路路基含水率被引量：12
- 2017年
- 冻胀是寒冷地区铁路运营的一个重要的安全隐患,因此必须查明铁路路基地下含水情况.对于铁路路基这种水平层状介质,利用探地雷达共中心点法测量数据,对预处理后的数据进行速度分析获取,通过Dix公式转换求取层速度后将其转化为介电常数,利用Topp公式可得到该点地下含水率.将多个共中心点的含水率进行插值,可得到地下含水率剖面.然而由于铁路路基的地层具有浅薄层状的特点,这使得速度分析中存在各种干扰.利用GPRmax软件进行正演模拟,发现随着偏移距的增大多次波及折射波的问题越来越明显.为解决这类问题进行了大量的模拟试验,分析试验结果并提出在速度分析中的采用最优化角度消除多次波及折射波影响的办法,提高了处理精度.利用该技术处理实际数据,处理结果与常规激发极化法异常位置具有很好的可比性.
- 刘四新蔡佳琪傅磊冯彦谦
- 关键词：探地雷达土壤含水率共中心点速度谱
