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Refinement in the Reflection Properties of Electromagnetic Waves at a Stratigraphic Interface 总被引：3，自引：0，他引：3
The travel time of electromagnetic waves in conductive strata has a quantitative relation to the conductivity, permittivity,
and permeability of the strata. Using these parameters, geologists can determine the lithology of rocks. But current logging
and exploration methods take the time between incidence and reflection as zero and do not take into account the effect of
the lateral shift delay when the electromagnetic wave is reflected on the interface of strata. In this article, the lateral
shift delay will be considered and a more accurate relationship between petrophysics and electromagnetic wave travel time
will be derived. The lateral shift delay of quasi-total reflection of inhomogeneous s-polarized electromagnetic waves (whose
electric field is perpendicular to the incident plane) caused by the Goos–H?nchen effect is derived using the phase shift
of the wave. The result fits both low and high frequency electromagnetic waves. But for geologists, the most valuable frequency
range is between 106 and 109 Hz (1 MHz–1 GHz, wavelengths between 0.1 and 100 m). A numerical example where the frequency equals to 1 GHz. shows three
discontinuous points at the critical angle of phase shift, the critical angle of attenuation and 90∘. When the incident angle equals one of these three angles, the lateral shift delay will become infinite. That is, the electromagnetic
wave will propagate along the interface. Even when the incident angle is close to one of them, the lateral shift delay is
very large. The results also indicate that the two critical angles have an important relation to conductivity and permittivity
of the two strata, and that the lateral shift delay has a relation to the incident angle. These results can be used to determine
the lithology of the strata and to divide the strata more effectively. It is suggested that this approach may prove useful
in electromagnetic logging analysis and, perhaps, in the design of logging instruments. 相似文献
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多频电磁波测井物理模拟实验的方法技术 总被引：2，自引：0，他引：2
为了对多频电磁波测井有进一步的了解，针对在石油勘探中的油层、水层情况，研制了模拟实际测井环境的地层模型，并对天线的选择、空间电磁场的影响和反射波的干扰等因素进行了讨论，并提出和总结了关于实验装置的组构、各种模型参数的选取、幅度和相位的测量及数据的采集等一套较完整地实验方法和测量技术。 相似文献
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针对煤矿井下水平井钻探中顶底板界面探测精度差、效率低等问题,进行煤矿井下防爆型随钻方位电磁波测井仪方案设计。为适合井下煤层工作环境,通过正演模拟获得源距、发射频率、线圈安装角度等仪器参数对信号响应影响的变化规律。研究结果表明:随钻方位电磁波仪器接收信号强度随发射频率、线圈距、地层电阻率对比度的增大而增强;线圈安装倾角约为45°时,既满足接收信号灵敏性,也满足信号的强度;仪器最佳工作频段为100 kHz~1 MHz。通过随钻方位电磁波测井仪响应模拟研究,为适用于煤矿井下仪器的参数优化设计提供选择依据,掌握了煤岩顶底板界面响应变化规律,该仪器的应用将提高顶底板探测精度和探测效率。 相似文献
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Shishir Gupta Smita Snehamoy Pramanik Abhijit Pramanik 《Arabian Journal of Geosciences》2018,11(9):220
The present paper is incorporated into a mathematical model of transmission and reflection of shear waves through the initially stressed dry sandy medium sandwiched between two initially stressed distinct orthotropic half-spaces. The formulae of transmission and reflection coefficients have been deduced for the propagation of SH waves in the described model subjected to certain boundary conditions applying Snell’s law and Cramer’s method. These coefficients are observed as a function of wave number, phase velocity, initial stress, rigidity, and dry sandiness coefficients. The concepts of energy partition, phase shift, conservation of energy, critical angle, and slowness section are introduced. Graphical approach has been carried out to accomplish a relation between reflection/refraction coefficient, phase shift, and energy ratio with an angle of incidence and wave number on the propagation of shear wave. The study reveals that sandiness parameter, initial stress, and wave number have a cogent respond to the scattering of shear wave that has been illustrated graphically. 相似文献
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在进行地热资源勘察中,地球物理方法是很重要的,尤其是在城市中。以郑州市老鸦陈地热田为例,利用超长电磁波技术进行城市地热资源的勘察。首先根据已有的钻孔,建立地层和热储异常解释的标志曲线;其次,根据郑州的地质条件,布置10个测点;最后,根据标志曲线,对各测点的地层、断层和热储异常进行解释。勘察结果表明,郑州地热田主要由三种类型：西南浅部基岩中的地热水、基岩顶面以上地热水、深部基岩中的地热水。 相似文献
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煤岩界面的预先、精准识别是实现智能化开采,提高开采效率和降低成本的关键技术之一,方位电磁波测井已在石油测井岩性界面识别中获得较好效果,但对煤岩界面识别情况的研究较少。为了研究方位电磁波在煤田测井环境中的适用性和探测性能,使用一维广义反射系数法计算磁场分量,并使用快速Hankel变换加快积分计算速度,模拟线圈系组合方式、频率、源距、线圈系半径、电阻率对比度、发射电流和电阻率各向异性对煤田方位电磁波测井响应的影响。结果表明:方位电磁波测井仪器能够分辨煤岩界面,对煤岩界面识别具有较大的应用潜力。线圈系半径和发射电流主要影响仪器响应信号的大小;在一定电阻率对比度范围内,幅度比和相位差在界面附近的幅值随电阻率对比度增大而增大,高阻地层电阻率各向异性对幅度比和相位差影响较小;仪器发射频率、源距、电阻率对比度同时影响方位信号最大探边深度。 相似文献
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煤岩界面的预先、精准识别是实现煤矿巷道自动化掘进和煤矿智能化的关键技术之一,方位电磁波仪器探测距离较大,能够分辨岩性界面和界面方位,在油田测井中已取得成功应用,但在煤矿领域应用较少。为了研究方位电磁波测井在煤矿复杂三维(3D)模型中的探测性能,使用有限元数值模拟方法,考察了方位电磁波测井在煤矿测量环境中,不同发射频率和源距时受钻孔内流体的影响,以及采空区和起伏地层边界对方位电磁波测量的影响。结果表明:对于煤矿测井中的常见情况——孔中流体为空气时,方位电磁波响应受钻孔的影响较小;方位电磁波测量信号能够反映地层界面的起伏变化,其探测能力与发射频率、源距有关;方位电磁波响应对低阻采空区较敏感,但在高频发射时可以利用相位差信号实现对高阻采空区的探测。方位电磁波方法为煤矿井下水平孔煤岩界面和采空区测量提供了一种新技术手段,具有较大的应用潜力。 相似文献
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探地雷达应用中的几个基本问题 总被引：13，自引：0，他引：13
本文讨论了探地雷达(GPR)应用中的四个基本问题:(1)电磁波在地层中传播的波阻抗;(2)电磁波在地层分界面上场强的反射系数与透射系数;(3)电磁波在地层中的传播速度和反射波相位;(4)GPR的探测深度。为GPR的资料解释工作提供一定的理论依据和方法,也会促进资料解释的研究和发展。 相似文献
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随钻方位电磁波电阻率成像资料在地质导向中起着至关重要的作用。利用三维有限差分数值模拟方法计算随钻电阻率仪器激发的电磁场随仪器方位变化的规律,分析实现方位电阻率测量以及成像的原理及方法。数值模拟结果表明：在常规随钻电磁波仪器的基础上,增加倾斜或横向接收(发射)天线,可以实现地层方位的预测和判断,同时方位电磁波电阻率成像结果受相对井斜角、地层电导率对比以及地层地质构造的影响;利用方位电阻率成像以及定向信号成像结果可以预测和判断层界面、地层方位特征以及各向异性地层走向;幅度比电阻率成像效果优于相位差电阻率成像;在均匀各向异性介质中,线圈距和工作频率越大,视电阻率受垂向电阻率影响越大;线圈距越大,定向幅度信号越强,能预测的层界面的距离越大。 相似文献
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Shaoping Zhou Kan Wu Dawei Zhou Liang Li Yuankun Xu 《Geotechnical and Geological Engineering》2016,34(6):1847-1856
To study the displacement caused by underground mining, the displacement field in the strata overlying the mine was simulated in nine similar-material models with coal seam dip angles of 0°–80°. Digital close-range photogrammetry was employed to observe the displacement in these models and produce displacement vector diagrams of observation points set on the model surfaces. The movement boundary of the rock mass was extracted and determined. According to the displacement vectors’ direction, the displacement field within the movement boundary was divided into five zones: two zones with displacement vectors pointing towards the goaf center, two zones with vectors pointing towards the coal pillar, and one zone with displacement vectors pointing vertically downward. A symmetry index was defined to analyze the symmetry of the displacement field, and the results show that as the coal seam dip angle increased from 0° to 80°, the displacement field in the strata changed according to the following pattern: symmetric → asymmetric → nearly symmetric, with a transition angle of about 45°. The percentage of the area of the above-defined five zones relative to the displacement field’s total area also changed, showing a regular pattern. This study also revealed that the movement boundary inside the overlaying rock layers is not a straight line, but an S-shaped curve. These findings can enhance our understanding of the internal mechanism of ground subsidence and contribute to more effective prediction of the deformation occurring inside a given rock mass. 相似文献
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共转换点道集的抽取是三维转换波数据处理的重要环节,道集抽取的正确与否受多种因素影响,其中地层倾角的变化能够引起共转换点道集的抽取误差,表现在炮点、检波点的数量与位置的错选。以地层倾向120°,某转换点垂向深度600m,纵横波速度分别为2 500m/s、1 250m/s的单层倾斜模型为例,利用姚陈提出的倾斜界面三维转换波CCP位置计算方法,对地层倾角分别为0°、5°、20°、30°时的炮点、检波点进行统计,确定其对该转换点的贡献情况,结果表明：倾角CCP抽取方法与目前常用的水平界面假设算法计算出的炮点、检波点分布存在很大差异,忽略倾角因素影响将导致不正确的道集叠加,给后期解释带来极大误差。 相似文献
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讨论了电磁波垂直于地层传播时,与反射电磁波干涉产生的驻波,并得出在地面形成波腹与波节的条件。测定波腹频率,就可以根据文中给出的推导方程,计算出地层厚度,以及地层底界面两侧介质电磁参数的相对大小。指出了至少有4个自然电磁波源辐射电磁波,可供人们进行电磁驻波法地球物理勘探使用。 相似文献
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声波测井曲线在地震反演中起着约束和控制模型反演的作用,当其不能反映地层岩性变化时,通常会将现有的非声波测井曲线按照一定的经验公式或统计方法来重构新的声波曲线。但是,这些拟声波曲线构建技术并没有考虑到地层岩石孔隙及孔隙中流体的影响。在考虑到岩石孔隙和孔隙中流体的情况下,拟声波曲线构建技术可以先利用岩石基质的声波速度与自然伽马之间的关系来重构具有声波量纲的新曲线,然后结合原声波曲线中能够反映背景速度的低频信息,构建出新的声波曲线。该方法在鄂尔多斯盆地镇泾地区取得了不错的应用效果。 相似文献
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理想弹性介质并不能解决许多复杂的实际问题。在实际介质中,地震波的传播过程存在吸收作用,使地震波能量发生了损耗、频带变窄、相位延迟、频率降低,尤其是高频部份。这种特性可以用传播矢量和衰减矢量来表示,衰减矢量越大,介质的吸收越强。这里通过引入广义平面波、纵横波品质因子以及衰减角,利用应力应变关系和连续性条件,推导了粘弹性介质精确的Zoeppritz方程,并通过求解精确的Zoeppritz方程,分析了粘弹性介质中传播矢量、衰减矢量、纵波反射系数、转换波反射系数与频率、衰减角、入射角、品质因子、速度等物理量之间的关系,详细地了解了粘弹性介质中地震波传播特征及反射特征,为粘弹性介质中储层预测问题的研究提供了理论基础。 相似文献
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引出水平分层大地面上水平电偶极源及垂直磁偶极源的电磁场分量表达式,对式中核函数进行了变换,分析所含的波型及其与场区的关系,指出了TE型场、TM型场和TEM型场穿透地层的能力。根据波型与地层作用特点,优化电磁场分量,以提高频率电磁测深的探测效果。 相似文献
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钻孔电磁波法的正常场公式是进行各种钻孔电磁波探测理论研究和资料解释的基础，因此有必要将其建立在近代天线理论之上。通过对钻孔电磁波法中的基本电磁系统的分析讨论，证明了关于绝缘天线的广义传输线理论在钻孔电磁探测和电磁波测井中的可应用性，并给出了在一般条件下的基于广义传输线理论的钻孔电磁波法正常场公式。通过与经典的正常场公式的定性对比发现，基于广义传输线理论的正常场公式既包含了天线本身绝缘层的作用，又考虑了钻孔的影响。因此，本文提出的公式能提供更多的关于围岩和钻孔流体的电磁性质的信息，应能成为跨孔电磁成像和电磁 相似文献
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在定向钻孔施工中,结合地层促斜规律进行跟踪设计,控制钻头运行轨迹十分重要。实践证明,在具层理的二叠系地层中定向钻进,当钻孔定向弯曲方向相逆于岩层倾向(α=65°～80°),常规稳斜孔段自然弯曲表现为增斜;当钻孔定向弯曲方向相顺于岩层倾向(α=45°～65°),常规稳斜孔段自然弯曲表现为降斜,其顶角变化率均为1°～3°/100m。同时,钻孔方位也发生漂移,其方位漂移率为10°～30°/100m。因此在调整增斜孔段的终点方位和顶角时,要为稳斜孔段预留提前量。在定向造斜时,造斜钻具的工作角(β)决定着钻孔轴线的空间位置变化,理论计算的β值经过修正后才能作为造斜器在孔内的装置工作角(ω_0)。 相似文献