基于NMM随钻电磁波传输信道特性分析 被引量：8

1

作者 范业活 李威 +2 位作者 聂在平 杨志强 孙向阳 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期1125-1130,共6页

基于数值模式匹配法(NMM)与源等效原理,建立了随钻电磁波传输理论模型,可以同时考虑介质的径向和轴向非均质性,便于分析套管、泥浆、高导层、高阻层对信号传输的影响.通过理论计算结果与试验结果对比,验证了理论模型的正确性.在此基础... 基于数值模式匹配法(NMM)与源等效原理,建立了随钻电磁波传输理论模型,可以同时考虑介质的径向和轴向非均质性,便于分析套管、泥浆、高导层、高阻层对信号传输的影响.通过理论计算结果与试验结果对比,验证了理论模型的正确性.在此基础上对地层电阻率、工作频率、套管、泥浆、钻柱导电性、高导层和高阻层对信号传输的影响进行了计算分析. 展开更多

关键词 电磁波随钻测量 数值模式匹配法 等效原理 信道

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随钻无线传输技术分析与比较 被引量：15

2

作者 范业活 李天禄 杨志强 《测井技术》 CAS CSCD 2016年第4期455-459,共5页

随钻无线传输方式主要有泥浆压力波、电磁波、声波3种。对3种传输方式的工作原理和影响信号传输的因素进行了分析和比较。泥浆脉冲传输方式深度适应强,但使用维护成本较高;电磁波传输方式受钻井介质影响小,可以用于气体、泡沫钻井,并能... 随钻无线传输方式主要有泥浆压力波、电磁波、声波3种。对3种传输方式的工作原理和影响信号传输的因素进行了分析和比较。泥浆脉冲传输方式深度适应强,但使用维护成本较高;电磁波传输方式受钻井介质影响小,可以用于气体、泡沫钻井,并能实现边堵漏边作业,且信号传输不依赖钻井介质循环,时效较高,但其传输衰减受地层电阻率影响较大,有些区块因信号衰减大无法完成全井段信号传输;声波传输方式不依赖钻井介质循环,可用于欠平衡钻井,且具有传输率高、受地层介质影响小的优势,但因信号衰减大,其传输深度受到限制。提高传输率与泥浆脉冲发生器的高温性能,增加电磁波转输方式和声波转输方式的传输深度是随钻无线传输技术的发展方向。 展开更多

关键词 随钻测量 信号传输 泥浆脉冲 电磁波 声波

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随钻电磁波传输理论模型与信道特性分析 被引量：19

3

作者 范业活 聂在平 李天禄 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期909-914,共6页

为了促进国内随钻电磁波传输技术进步、仪器研发和推广,通过比较优选激励方式,并在此基础上进行理论研究.在均质等效传输线模型的基础上,结合分段均匀传输线理论建立理论模型,通过计算结果与现场试验结果比较,验证了模型的正确性.利用... 为了促进国内随钻电磁波传输技术进步、仪器研发和推广,通过比较优选激励方式,并在此基础上进行理论研究.在均质等效传输线模型的基础上,结合分段均匀传输线理论建立理论模型,通过计算结果与现场试验结果比较,验证了模型的正确性.利用均质等效传输线模型计算分析信道特性,分析表明地层电阻率、钻柱单位长度的电阻、激励源频率是影响信号传输的主要因素. 展开更多

关键词 电磁波随钻测量 等效传输线模型 信道

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含水泥质砂岩导电特性的机理研究 被引量：7

4

作者 范业活 关继腾 房文静 《青岛大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第2期57-64,共8页

为研究含水泥质砂岩导电特性的机理,由单毛管双电层电位理论和阳离子交换量与Zeta电位的关系,得到了毛管径向电位分布和离子浓度分布。根据离子浓度分布与液体导电理论,结合串联毛管束模型,推导了含水泥质砂岩电导率的计算公式。利用此... 为研究含水泥质砂岩导电特性的机理,由单毛管双电层电位理论和阳离子交换量与Zeta电位的关系,得到了毛管径向电位分布和离子浓度分布。根据离子浓度分布与液体导电理论,结合串联毛管束模型,推导了含水泥质砂岩电导率的计算公式。利用此公式进行了理论计算,计算结果表明该理论与W-S模型有较好的一致性。并用该理论讨论了W-S模型的适用范围及阳离子交换量与渗透率对模型中B系数的影响。 展开更多

关键词 ZETA电位 阳离子交换量 W-S模型 串联毛管束模型

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离子导电岩石自然电位特性的机理研究 被引量：2

5

作者 范业活 关继腾 王克文 《物探与化探》 CAS CSCD 2005年第3期239-242,共4页

利用毛管模型中双电层理论和阳离子交换量与Zeta电位的关系,确定了毛管内电位与离子浓度的径向分布。依据离子浓度分布与液体传质理论,推导了离子导电岩石的扩散吸附电动势方程。利用此方程进行了计算,结果表明:地层水矿化度、阳离子交... 利用毛管模型中双电层理论和阳离子交换量与Zeta电位的关系,确定了毛管内电位与离子浓度的径向分布。依据离子浓度分布与液体传质理论,推导了离子导电岩石的扩散吸附电动势方程。利用此方程进行了计算,结果表明:地层水矿化度、阳离子交换量、电解质类型对扩散吸附电动势影响较大;温度的高低、渗透率的大小对扩散吸附电动势也有影响;扩散吸附电动势与孔隙度的大小无关。 展开更多

关键词 自然电位 毛管模型 阳离子交换量 电化学

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利用毛管模型研究泥质砂岩电化学测井响应机理 被引量：20

6

作者 关继腾 王谦 +2 位作者 范业活 房文静 于华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期214-223,共10页

自然电位和激发极化电位测井响应所涉及的离子导体激发极化电位的微观机理解释,主要依据双电层形变假说和浓差极化假说,缺少定量描述的数学模型和理论体系.本文利用孔隙介质的微观毛管模型,给出了毛管模型中双电层理论和阳离子交换量与Z... 自然电位和激发极化电位测井响应所涉及的离子导体激发极化电位的微观机理解释,主要依据双电层形变假说和浓差极化假说,缺少定量描述的数学模型和理论体系.本文利用孔隙介质的微观毛管模型,给出了毛管模型中双电层理论和阳离子交换量与Zeta电位的关系,推导出毛管中离子流量和电流强度表达式.由电荷守恒定律和物质守恒定律,推导出毛管中离子浓度分布的解析表达式,建立了描述含水泥质砂岩激发极化电位和自然电位的数学模型.从而系统地严格证明了含水泥质砂岩激发极化现象是在电流场和浓度梯度场的共同作用下,由孔隙中离子浓度浓差极化电位和双电层形变电位形成的.并且证明了描述泥质砂岩自然电位的数学方程和描述激发极化电位的数学方程及形成机理是一致的.计算结果表明:激发极化极化率随孔隙度和渗透率的增大而减小;极化率随溶液浓度的增加而减小,随阳离子交换量的增加而增加;证明了地层水浓度、阳离子交换量是影响自然电位大小的主要因素. 展开更多

关键词 毛管模型 泥质砂岩 激发极化电位 自然电位 阳离子交换量

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孔隙网络模型在渗流力学研究中的应用 被引量：10

7

作者 王克文 关继腾 +2 位作者 范业活 侯建 孙建孟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期353-360,共8页

孔隙网络模型广泛地用于同多孔介质有关的微观模拟中.本文简介了利用网络模型研究储层渗流规律的基本思想、主要步骤以及网络模型同其它微观模型相比较的优缺点,总结了在微观渗流研究中使用的两大类网络模型(准静态网络模型和动态网络模... 孔隙网络模型广泛地用于同多孔介质有关的微观模拟中.本文简介了利用网络模型研究储层渗流规律的基本思想、主要步骤以及网络模型同其它微观模型相比较的优缺点,总结了在微观渗流研究中使用的两大类网络模型(准静态网络模型和动态网络模型)的特征及其适用范围,综述了目前网络模型在研究渗流中的应用现状以及国内外研究比较活跃的几个方面,最后分析了网络模型今后的发展趋向. 展开更多

关键词 多孔介质 网络模型 多相流 微观模拟 综述 孔隙网络模型 渗流规律 力学研究 应用 动态网络模型

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SEMWD-2000电磁波随钻测量系统及现场试验 被引量：13

8

作者 李天禄 范业活 杨志强 《录井工程》 2012年第2期64-67,93,共4页

为了解决石油钻探过程中井下随钻信息的传输难题,电子科技集团第二十二研究所开发了SEMWD-2000电磁波随钻测量系统,它是国内首套此类装置。简述了电磁波随钻测量技术的工作原理和发展趋势;介绍了系统构成和试验情况,从试验数据上看,系... 为了解决石油钻探过程中井下随钻信息的传输难题,电子科技集团第二十二研究所开发了SEMWD-2000电磁波随钻测量系统,它是国内首套此类装置。简述了电磁波随钻测量技术的工作原理和发展趋势;介绍了系统构成和试验情况,从试验数据上看,系统的数据采集、信号传输是可靠的,电磁波信号发射天线的绝缘性能良好;井斜、方位及随钻自然伽马等参数与其他仪器的对比试验数据吻合较理想。试验表明,该系统能够满足实际作业需求,初步实现了设计目标。 展开更多

关键词 欠平衡钻井 电磁波 随钻测量 地质导向 现场试验

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近钻头无线短传理论及信号衰减特性分析 被引量：6

9

作者 宋殿光 岳步江 +3 位作者 狄帮让 张龙 范业活 贺鸣 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第2期98-103,共6页

利用等效理论将螺线环天线等效成磁流环,使电流环和螺线环两种天线可共用同一仿真模型。利用COMSOL有限元软件实现了仿真建模,通过分别加载电流源和磁流源,实现了两种类型天线的无线短传信号仿真计算。通过大量算例分析,得到了地层电阻... 利用等效理论将螺线环天线等效成磁流环,使电流环和螺线环两种天线可共用同一仿真模型。利用COMSOL有限元软件实现了仿真建模,通过分别加载电流源和磁流源,实现了两种类型天线的无线短传信号仿真计算。通过大量算例分析,得到了地层电阻率、工作频率、天线与钻铤间距、源距和井眼等参数对两种天线信号衰减的影响规律,给出了两种短传天线工作性能与井况的对应关系。本研究对研制无线短传传感器,以及更好地理解和掌握该类仪器信号的衰减特征具有重要参考价值。 展开更多

关键词 近钻头测量 无线短传 电流源 磁流源 螺线环天线 有限元素法

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随钻电磁波在矿产识别中的应用分析 被引量：2

10

作者 李富凯 陈健 +2 位作者 姬勇力 杨志强 范业活 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期449-456,共8页

相比泥浆脉冲传输而言,随钻电磁波传输方式具有不依赖钻井泥浆介质循环、信息传输快等优点,此外,电磁波对于地层电阻率反映灵敏度高,便于及时发现矿产目的层.正是基于上述特点,近年来随钻电磁波传输系统越来越广泛地应用于石油、天然气... 相比泥浆脉冲传输而言,随钻电磁波传输方式具有不依赖钻井泥浆介质循环、信息传输快等优点,此外,电磁波对于地层电阻率反映灵敏度高,便于及时发现矿产目的层.正是基于上述特点,近年来随钻电磁波传输系统越来越广泛地应用于石油、天然气和煤层气(煤矿)等矿产资源的开发.文中采用不同于以往的随钻电磁波传输分析方法,即根据电磁波在地层中传播规律和极低频(extremely low frequency,ELF)电磁波的近场辐射特性,采用等效电路法对随钻电磁波在地层信道中的传输进行分析.此外,根据等效电路分析结果,利用地面接收电磁波信号幅度包络瞬时变化率大小来作为判断地层电阻率特性的条件.山西沁水煤层探测案例实际结果验证了提出的方法在煤炭等矿产资源探测方面具有明显时效性,进一步证明了随钻电磁波信息传输系统可以同时兼作一种有效的实时测井系统. 展开更多

关键词 随钻电磁波传输 近场辐射 等效电路 信号幅度包络 地层电阻率 矿产资源勘探

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近钻头电阻率测量理论及响应模拟 被引量：3

11

作者 宋殿光 岳步江 +2 位作者 狄帮让 范业活 贺明 《测井技术》 CAS 2019年第6期564-568,共5页

利用有限元素法仿真软件,对采用螺线环型天线的近钻头电阻率测量工具进行建模仿真.对发射源进行等效变换,建立轴对称二维和三维磁流源等效模型.利用这2种模型,分析工作频率、地层电阻率、钻铤与天线尺寸等参数对信号衰减的影响规律,并... 利用有限元素法仿真软件,对采用螺线环型天线的近钻头电阻率测量工具进行建模仿真.对发射源进行等效变换,建立轴对称二维和三维磁流源等效模型.利用这2种模型,分析工作频率、地层电阻率、钻铤与天线尺寸等参数对信号衰减的影响规律,并对该仪器的前向和径向探测深度以及纵向分辨率指标进行分析和评估.结果表明,螺线环型天线能有效测量钻头周边电阻率信息,2种等效模型能有效分析信号的衰减规律和仪器的探测特性.研究给出的建模方法和得到的结论对研制该类仪器和分析仪器的响应规律具有重要的指导意义. 展开更多

关键词 随钻测量 近钻头电阻率 发射源等效 探测深度 纵向分辨率 有限元素法

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无电缆测井深度测量方法改进与应用 被引量：3

12

作者 李怀周 范业活 +1 位作者 刘旭东 杨志强 《石油管材与仪器》 2018年第1期25-28,共4页

对钻具输送的无电缆测井方式的作业特点和使用的深度信息获取方法进行分析,指出因作业方式的变化,目前深度信息获取方法遇到的问题。提出了采用实时存储大钩运动和大钩负荷信息,事后结合钻具长度和测井数据的波动性,进行深度信息校正的... 对钻具输送的无电缆测井方式的作业特点和使用的深度信息获取方法进行分析,指出因作业方式的变化,目前深度信息获取方法遇到的问题。提出了采用实时存储大钩运动和大钩负荷信息,事后结合钻具长度和测井数据的波动性,进行深度信息校正的方法,并编制了相应的软件。现场应用表明该方法提高了获取深度信息的质量,能够满足现场作业要求。 展开更多

关键词 无电缆测井 深度测量 数据存储

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国内EM-MWD技术发展现状及在煤层气中的应用展望 被引量：3

13

作者 杜俊杰 范业活 韩永国 《中国煤层气》 2014年第4期6-10,共5页

本文对EM—MWD的工作原理及技术特点进行了阐述,并介绍了我国EM—MWD仪器研发的现状。对煤层气开发的趋势进行了分析,结合煤层气钻井的特点,就EM—MWD技术在煤层气中的应用进行了展望。国内EM—MWD的研发已经突破技术瓶颈,具备了推广的... 本文对EM—MWD的工作原理及技术特点进行了阐述,并介绍了我国EM—MWD仪器研发的现状。对煤层气开发的趋势进行了分析,结合煤层气钻井的特点,就EM—MWD技术在煤层气中的应用进行了展望。国内EM—MWD的研发已经突破技术瓶颈,具备了推广的条件;煤层气作为新型能源发展势头强劲,EM—MWD技术非常适合在煤层气水平井中使用,具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 EM—MWD 煤层气 定向井

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基于随机森林的钻井工程预警研究

14

作者 李广 王杰 +4 位作者 梁静 岳彩通 范业活 宋殿光 吕泽鹏 《石油天然气学报》 CAS 2017年第4期193-198,共6页

针对因录井传感器工作性能不稳定、安装位置受限等原因造成数据失真和丢失导致的钻井工程异常预报准确率不高，因传感器传输问题无法获知钻井状态导致工程事故预报准确率不高，因新研制的岩屑流量监测仪系统单一无法准确预警等问题，以... 针对因录井传感器工作性能不稳定、安装位置受限等原因造成数据失真和丢失导致的钻井工程异常预报准确率不高，因传感器传输问题无法获知钻井状态导致工程事故预报准确率不高，因新研制的岩屑流量监测仪系统单一无法准确预警等问题，以录井传感器、井下传感器和岩屑流量监测仪为对象，结合其数据失真、数据不完整、数据传输困难、动态数据流、单一系统等特点，从欧氏距离、曼哈顿距离、GMBR距离、马氏距离4个维度，以无异常、异常上升、异常下降为目标空间，采用随机森林算法设计参数异常判断。以各个参数的欧氏距离为维度，以各种钻井事故复杂程度为目标空间，采用随机森林算法设计钻井工程事故复杂预警模型。利用该模型在现场真实数据集上进行仿真，结果表明工程参数异常和事故复杂预报准确率均明显提升。 展开更多

关键词 钻井工程 数据流 随机森林

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储层岩石时间域激发极化效应的数学模拟 被引量：4

15

作者 关继腾 于华 +2 位作者 王谦 范业活 程媛媛 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期354-360,共7页

以储层岩石的串联毛管模型为基础,建立描述含水储层岩石时间域激发极化效应的数学模型.数值模拟储层岩石孔隙中离子的浓差极化效应和双电层形变效应.孔隙中浓差极化控制着激发极化随时间的变化,双电层形变不控制激发极化随时间的变化.... 以储层岩石的串联毛管模型为基础,建立描述含水储层岩石时间域激发极化效应的数学模型.数值模拟储层岩石孔隙中离子的浓差极化效应和双电层形变效应.孔隙中浓差极化控制着激发极化随时间的变化,双电层形变不控制激发极化随时间的变化.浓差极化效应对激发极化极化率的贡献较小,双电层形变效应对激发极化极化率的贡献较大.激发极化充放电过程的快慢,主要取决于固液界面阳离子的吸附能力和岩石的孔隙结构. 展开更多

关键词 储层岩石 激发极化 毛管模型 数学模型 数值模拟

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