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高分辨率阵列侧向测井的数学模型及有限元快速正演
  • ISSN号:0001-5733
  • 期刊名称:地球物理学报
  • 时间:2013
  • 页码:3197-3211
  • 分类:P631[天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室,地球科学与信息物理学院,长沙410083, [2]中南大学数学与统计学院,长沙410083, [3]复旦大学数学科学学院,上海200433
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(41204082)、国家科技专项"深部探测技术与实验研究专项"(SinoProbe-03)、中国博士后科学基金项目(2011M501295)、中国博士后科学基金特别资助项目(2013T60781)、高等学校博士学科点专项科研基金项目(20120162120036)和中南大学数学与交叉科学项目共同资助.
  • 相关项目:外推瀑布式多网格法及其在三维地电磁场计算中的应用
中文摘要:

对包含井眼、侵入带、围岩和目的层的轴对称地层模型,推导了无穷远截断边界上的Robin边界条件,建立了高分辨率阵列侧向测井的等值面边值问题模型.Robin边界条件较Dirichlet边界条件更加精确,可大大缩小求解区域而不影响计算精度.考虑到微分方程和边界条件为线性的,利用叠加原理简化了原微分方程边值问题的计算,克服了事先屏蔽电极上电流的不确定性.采用基于地址矩阵的稀疏存贮模式,大大减小了内存需求,且地址矩阵物理意义明确,方便迭代法调用求解有限元方程.引入预条件共轭梯度(PCG)法求解有限元计算形成的大型线性方程组,提高了测井响应的计算速度.利用本文方法定量考察了地层厚度、井径、侵入带等因素对阵列侧向测井响应的影响,为后续阵列侧向测井反演的研究奠定了基础,对实际测井工程具有一定的指导意义.

英文摘要:

This paper presents a Robin boundary condition on truncated boundary (instead of infinity),and establishes an equivalued surface boundary value problem model of array lateral logging in the axisymmetric formation composing of borehole,invaded zone,surrounding rock and target zone.Robin boundary condition is more accurate than the Dirichlet boundary condition,thus the computational domain can be greatly reduced without affecting the simulation accuracy.Taking into account the linearities of differential equations and boundary conditions,we use the principle of superposition to simplify the calculation of the original boundary value problem,and overcome the difficulty of the prior uncertainty of the current on shielded electrode.Sparse storage mode based on the address matrix is proposed,which significantly reduces the memory requirements.At the same time,the physical meaning of the address matrix is clear,so it is convenient to solve finite element (FE) equation by using iteration methods.A preconditioned conjugate gradient (PCG) method is introduced to solve large sparse systems of linear equations derived from FE modeling,which greatly increases the computing speed of the logging responses.The effects of various factors on array lateral logging response,including bed thickness,bore-hole diameter,invasion zone and so on,are quantitatively investigated by the proposed method,which lays the foundation for later inversion of array lateral logging and provides some guiding significance for practical logging engineering.

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期刊信息
  • 《地球物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国地球物理学会 中国科学院地质与地球物理研究所
  • 主编:刘光鼎
  • 地址:北京9825信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:actageop@mail.igcas.ac.cn
  • 电话:010-82998105
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-5733
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2074/P
  • 邮发代号:2-571
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:31618