魏寶君,王成園,常欣莉,曹景強(qiáng)

1 中國(guó)石油大學(xué)(華東)理學(xué)院,青島　266580 2 山東省高校新能源物理與材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)石油大學(xué))，青島　266580

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柱狀成層地層中儀器偏心對(duì)陣列感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)的影響

魏寶君1,2,王成園1,常欣莉1,曹景強(qiáng)1

1 中國(guó)石油大學(xué)(華東)理學(xué)院,青島266580 2 山東省高校新能源物理與材料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)石油大學(xué))，青島266580

采用柱狀成層介質(zhì)的并矢Green函數(shù)高效計(jì)算井眼中偏心發(fā)射源產(chǎn)生的電磁波，并利用該算法模擬了陣列感應(yīng)測(cè)井儀器在井眼中偏心時(shí)的響應(yīng).在模擬時(shí)既考慮到了金屬心軸的存在也考慮到了線圈系所處絕緣層的存在，并重點(diǎn)分析了絕緣層的影響.數(shù)值模擬結(jié)果表明，對(duì)相對(duì)低泥漿電導(dǎo)率情況而言，無論線圈距長(zhǎng)短，線圈系所處絕緣層對(duì)儀器響應(yīng)的影響均較小，可忽略不計(jì).而對(duì)于相對(duì)高泥漿電導(dǎo)率情況，線圈系所處絕緣層對(duì)儀器響應(yīng)的影響明顯，不可忽略，且線圈距越短影響越大，儀器偏心距越大影響越大.另由數(shù)值模擬結(jié)果可以看出，在相同泥漿電導(dǎo)率情況下，儀器線圈距越短偏心對(duì)線圈系響應(yīng)的影響越大.

陣列感應(yīng)測(cè)井；偏心；并矢Green函數(shù)；柱狀成層地層；金屬心軸；絕緣層

The algorithm was based on the dyadic Green′s functions of cylindrical multilayered medium,in which the coils are supposed to be positioned in the 0-th layer,i.e.the insulating protection layer.The borehole is taken as the 1-th layer in the algorithm,which was used to be taken as the 0-th layer where the coils are supposed to be positioned in conventional analytical methods.Thus the new model adopted is more suitable for describing real electromagnetic well-logging tools,whose responses can not be directly simulated by conventional analytical methods.In the new developed analytical algorithm,the continuity condition of the tangential electromagnetic fields across the boundary between the insulating protection layer and the borehole fluid was used,thus the fields in the borehole can be expressed by the fields in the insulating layer.The relationship between the electromagnetic fields under the cylindrical coordinates relative to the borehole and to the tool was then used and finally the new algorithm was developed.

The responses of centric and eccentric array induction logging tools in a borehole were simulated by the algorithm,and the difference between the responses of the tool with or without an insulating protection layer was compared.The observations include:(1)Given the borehole diameter and the conductivity of the drilling fluid and formation,the relationship between the receiver coil′s response and the eccentric distance was obtained for different arrays.The results showed that the effect of the insulating layer on the tool′s response is small and can be neglected when the fluid′s conductivity is relatively low,whether the transmitter-receiver spacing is long or short.The effect is big for the condition of relatively high fluid′s conductivity,and the shorter the transmitter-receiver spacing the bigger the effect,the bigger the eccentric distance the bigger the effect.(2)Given the conductivity of the drilling fluid and formation,the relationship among the coil′s geometric factor and the borehole′s diameter was obtained for different arrays with the tool being in the borehole center.Since the tool was positioned in the borehole center,the effect of the insulating layer was relatively small.(3)Given the conductivity of the drilling fluid and formation,the relationship among the coil′s geometric factor,borehole′s diameter and eccentricity ratio for different arrays was obtained.The results can be used to analyze the radial detection depth with different borehole diameter and eccentricity ratio.

From all the results we can conclude that it is better to consider all the specific constructions of the tool and coils when simulating the responses of electromagnetic well-logging tools in a borehole,and it is better to adopt a model as much as closer to real tools,thus the simulated results will be much more precise.

1　引言

偏心對(duì)電磁測(cè)井儀器在井眼中響應(yīng)的影響一直是測(cè)井分析家極為關(guān)注的問題之一，對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)的精確解釋具有重要價(jià)值(Gianzero,1978).Gianzero(1978)分析了偏心對(duì)傳統(tǒng)軸向感應(yīng)線圈響應(yīng)特性的影響，其給出的解析表達(dá)式包含兩層介質(zhì)，可適用于僅存在井眼和均質(zhì)地層的模型，沒有考慮金屬心軸和絕緣保護(hù)層等因素的影響.另外，他在分析時(shí)將線圈系近似為磁偶極子，忽略了線圈具體尺寸，故模擬結(jié)果與真實(shí)結(jié)果存在差別.Hagiwara等(2005)基于Lovell和Chew(1987)的方法模擬了含心軸、井眼和侵入帶的地層模型中傾斜線圈系在井眼內(nèi)居中時(shí)的響應(yīng).Wang等(2008)利用給出的計(jì)算柱狀成層各向異性介質(zhì)(橫向各向同性)中任意位置點(diǎn)源響應(yīng)的解析表達(dá)式模擬了多分量感應(yīng)測(cè)井儀器在井眼中居中和偏心時(shí)的響應(yīng)特性，模擬時(shí)亦將線圈系近似為磁偶極子，且忽略了線圈具體尺寸以及金屬心軸和絕緣保護(hù)層等因素.Lovell和Chew(1990)、Hue和Teixeira(2006)基于Lovell和Chew(1987)給出的計(jì)算柱狀成層介質(zhì)中任意位置點(diǎn)源響應(yīng)的解析表達(dá)式，推導(dǎo)出了含心軸電磁測(cè)井儀器在井眼中偏心時(shí)的響應(yīng)，并分別分析了偏心對(duì)傳統(tǒng)軸向感應(yīng)線圈系和傾斜線圈系響應(yīng)特性的影響.上述推導(dǎo)假設(shè)線圈系位于儀器外側(cè)的井眼中，忽略了金屬心軸外面線圈系所處絕緣保護(hù)層的影響.對(duì)于實(shí)際電磁測(cè)井儀器如陣列感應(yīng)測(cè)井儀器而言，其金屬心軸外面一般含有一層絕緣介質(zhì)以保護(hù)線圈系.這層絕緣介質(zhì)占據(jù)了井眼中部分泥漿所占據(jù)的空間，其對(duì)儀器在井眼中居中和偏心時(shí)的響應(yīng)均將產(chǎn)生影響.盡管通過在線圈系內(nèi)側(cè)增加一層介質(zhì)的方式亦可直接利用上述推導(dǎo)模擬含絕緣保護(hù)層的儀器的響應(yīng)，但仍須假設(shè)線圈系位于絕緣層外的井眼泥漿中而不是絕緣層內(nèi)，與儀器實(shí)際結(jié)構(gòu)仍存在差距.本文基于均勻介質(zhì)和柱狀成層介質(zhì)中并矢Green函數(shù)的矢量本征函數(shù)展開式(戴振鐸和魯述，1996；魏寶君，2007；魏寶君等，2010，2012，2015；俞燕明等，2014)，經(jīng)推導(dǎo)得到了計(jì)算含心軸和絕緣保護(hù)層的電磁測(cè)井儀器在井眼中偏心時(shí)響應(yīng)的解析表達(dá)式，并利用該解析方法模擬了陣列感應(yīng)測(cè)井儀器在井眼中偏心時(shí)的響應(yīng)，重點(diǎn)分析了絕緣層對(duì)儀器響應(yīng)的影響.與Lovell和Chew(1990)、Hue和Teixeira(2006)假設(shè)線圈系位于儀器外側(cè)的井眼泥漿中相比，本文推導(dǎo)假設(shè)線圈系位于儀器內(nèi)部的絕緣層中，更接近于儀器實(shí)際結(jié)構(gòu).

2　基本理論

2.1均勻介質(zhì)中譜域并矢Green函數(shù)

采用圓柱坐標(biāo)系并假設(shè)發(fā)射源隨時(shí)間的變化關(guān)系為exp(-iωt)，其中ω為角頻率.戴振鐸和魯述(1996)、魏寶君(2007)、魏寶君等(2010，2012)給出了圓柱坐標(biāo)系下均勻介質(zhì)中頻率域并矢Green函數(shù)的矢量本征函數(shù)展開式，它們均可以表示為譜域并矢Green函數(shù)積分的形式.例如對(duì)電流源的電型和磁型并矢Green函數(shù)GEJ、GHJ，有：

(1a)

(1b)

設(shè)電流源的體電流密度為JT，則介質(zhì)各處的電磁場(chǎng)可表示為：

(2a)

(2b)

定義如下矩陣(Lovell and Chew,1990)：

(3a)

(3b)

(4a)

(4b)

(4c)

(5a)

(5b)

(5c)

結(jié)合式(1)，頻率域內(nèi)不同類型和尺寸的源產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可表示為

(6a)

(6b)

(6c)

2.2柱狀成層介質(zhì)中譜域并矢Green函數(shù)

對(duì)于沿ρ方向柱狀成層介質(zhì)，設(shè)源在第0層，介質(zhì)從里向外編號(hào)為-m,-m+1,…,0,1,…,n，半徑分別為ρ-m,ρ-m+1,…,ρ0,ρ1,…,ρn-1，類比式(5)可寫出任意第i層介質(zhì)中譜域并矢Green函數(shù)的z分量、φ分量和ρ分量為

(7a)

(7b)

(7c)

柱狀成層介質(zhì)各處頻率域內(nèi)不同類型和尺寸的源產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可表示為

(8a)

(8b)

(8c)

2.3儀器在井眼中偏心時(shí)的譜域并矢Green函數(shù)

圖1給出了電磁測(cè)井儀器軸心在井眼內(nèi)偏離井軸距離為d、角度為φE時(shí)的示意圖.不帶撇的坐標(biāo)系以井軸為軸心，帶撇的坐標(biāo)系以儀器軸為軸心.與Lovell和Chew(1990)、Hue和Teixeira (2006)假設(shè)線圈系位于儀器外側(cè)的井眼泥漿中、忽略線圈系所處絕緣保護(hù)層的地層模型相比，圖1中的發(fā)射線圈和接收線圈均在第0層介質(zhì)即絕緣層中(圖中虛線所示)，而將井眼作為第1層介質(zhì).

在帶撇的儀器坐標(biāo)系中，設(shè)發(fā)射源徑向坐標(biāo)為

圖1　井眼內(nèi)儀器偏心示意圖Fig.1　Illustration of eccentric borehole geometry

(9a)

(9b)

(9c)

頻率域內(nèi)不同類型和尺寸的源產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可表示為

(10a)

(10b)

(10c)

(11a)

(11c)

頻率域內(nèi)不同類型和尺寸的源產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可表示為

(12a)

(12b)

(12c)

在帶撇的儀器坐標(biāo)系中，第1層介質(zhì)即井眼中譜域并矢Green函數(shù)的z分量、φ′分量和ρ′分量可表示為如下通式：

(13a)

(13b)

(13c)

式中a1ν′和b1ν′為待定系數(shù).

頻率域內(nèi)不同類型和尺寸的源產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可表示為

(14a)

(14b)

(14c)

在交界面ρ′=ρ0處，電磁場(chǎng)z分量和φ′分量連續(xù)，由式(12a)和式(14a)相等、式(12b)和式(14b)相等得到

(15a)

(15b)

(16a)

(16b)

在不帶撇的地層坐標(biāo)系中，根據(jù)式(7)，在第1層介質(zhì)即井眼中半徑大于發(fā)射源的位置處，譜域并矢Green函數(shù)的z分量、φ分量和ρ分量可表示為

(17a)

(17b)

(17c)

頻率域內(nèi)不同類型和尺寸的源產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可表示為

(18a)

(18b)

(18c)

根據(jù)針對(duì)Bessel函數(shù)的Graf加法定理(Abramowitz and Stegun,1970)，

將上述兩式與式(18a)對(duì)比，有：

(19)

當(dāng)發(fā)射源和場(chǎng)點(diǎn)均在第0層介質(zhì)中時(shí)，由于電磁場(chǎng)包含背景項(xiàng)，式(19)的收斂速度較慢，為加快式(19)的收斂速度，令：

(20)

(ν=-νmax,-νmax+1,…,νmax),

(21)

考慮到式(20)，式(10)或式(12)扣除背景項(xiàng)后的散射部分表達(dá)式相同，為

(22a)

(22b)

(22c)

2.4陣列感應(yīng)測(cè)井儀器響應(yīng)的計(jì)算

利用式(22)并結(jié)合接收線圈的形狀和尺寸，可以計(jì)算含心軸和絕緣保護(hù)層的電磁測(cè)井儀器在井眼中偏心時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，儀器的線圈系可以是任意結(jié)構(gòu)，也可以是任意方向.本文以陣列感應(yīng)測(cè)井儀器為例計(jì)算其偏心響應(yīng).設(shè)陣列感應(yīng)測(cè)井儀器發(fā)射電流強(qiáng)度為IT，軸向發(fā)射線圈匝數(shù)為NT、中心點(diǎn)軸向坐標(biāo)為zT、軸向?qū)挾葹棣T、線圈半徑為ρT，軸向接收線圈匝數(shù)為NR、中心點(diǎn)軸向坐標(biāo)為zR、軸向?qū)挾葹棣R、線圈半徑為ρR.在儀器坐標(biāo)系中發(fā)射線圈電流源沿eφ′方向，表達(dá)式為：

(23)

結(jié)合式(1a)、式(2a)，有

(24)

接收線圈處感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的散射項(xiàng)為：

(26)

3　數(shù)值算例及討論

下面利用上述解析方法模擬陣列感應(yīng)測(cè)井儀器不同子陣列的線圈系在井眼內(nèi)居中和偏心時(shí)的響應(yīng)，重點(diǎn)對(duì)比忽略絕緣層和考慮絕緣層時(shí)線圈系的響應(yīng).采用4層介質(zhì)模型，-1層為金屬心軸，0層為絕緣層，1層為井眼，2層為均質(zhì)地層.

取井眼直徑dh=0.20 m、泥漿電導(dǎo)率σ1=1.0 S·m-1、均質(zhì)地層電導(dǎo)率σ2=0.001 S·m-1，考慮絕緣層的存在，表1和表2分別給出了偏心率Φ為0.45和0.9時(shí)本文解析方法得到的視電導(dǎo)率與商用有限元軟件計(jì)算結(jié)果的對(duì)比.由表1和表2可以看出，兩種方法的計(jì)算結(jié)果是一致的，說明了本文解析方法的正確性.需指出的是，在同一計(jì)算機(jī)上運(yùn)算，本文解析方法比有限元軟件的計(jì)算速度快一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，體現(xiàn)了該算法的高效性.

表1　偏心率為0.45時(shí)解析方法與有限元計(jì)算結(jié)果的對(duì)比(單位：S·m-1)

表2　偏心率為0.9時(shí)解析方法與有限元計(jì)算結(jié)果的對(duì)比(單位：S·m-1)

取井眼直徑dh=0.20 m，圖2為泥漿電導(dǎo)率σ1=1.0 S·m-1、均質(zhì)地層電導(dǎo)率σ2=0.01 S·m-1時(shí)接收線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨偏心距離d的變化關(guān)系.圖3為泥漿電導(dǎo)率σ1=0.001 S·m-1、均質(zhì)地層電導(dǎo)率σ2=1.0 S·m-1時(shí)接收線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨偏心距離d的變化關(guān)系.兩幅圖均對(duì)無絕緣層和有絕緣層兩種情況下的響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比.由圖2可以看出，對(duì)于相對(duì)高泥漿電導(dǎo)率情況而言，絕緣層對(duì)線圈系響應(yīng)的影響明顯，且儀器偏心距越大影響越大，線圈距越短影響越大.由圖3可以看出，對(duì)于相對(duì)低泥漿電導(dǎo)率情況而言，無論線圈距長(zhǎng)短，線圈系所處絕緣層對(duì)儀器響應(yīng)的影響均較小，可忽略不計(jì).另通過圖2和圖3可以看出，相同泥漿電導(dǎo)率情況下線圈距越短偏心對(duì)線圈系響應(yīng)的影響越大，同一組線圈系在相對(duì)高泥漿電導(dǎo)率井眼中偏心對(duì)其響應(yīng)的影響更大.

取泥漿電導(dǎo)率σ1=1.0 S·m-1、地層電導(dǎo)率σ2=0.01 S·m-1，圖4為儀器在井眼中居中時(shí)線圈系幾何因子g隨井眼直徑dh的變化關(guān)系.正如前面所述，由于儀器居中，無論井眼直徑是大是小，線圈系所處絕緣層對(duì)儀器響應(yīng)的影響均較小.除線圈距最短的第一組線圈系響應(yīng)區(qū)別較明顯外，絕緣層對(duì)另外兩組線圈距較長(zhǎng)的線圈系的響應(yīng)可忽略不計(jì).利用圖4可以分析儀器在井眼中居中時(shí)不同線圈系的徑向探測(cè)深度.

圖2　泥漿電導(dǎo)率σ1=1.0 S·m-1、地層電導(dǎo)率σ2=0.01 S·m-1時(shí)接收線圈響應(yīng)隨偏心距離的變化關(guān)系(a)第一組；(b)第二組；(c)第三組.Fig.2　Relationship between receiver coil′s response and eccentric distance when the drilling fluid′s conductivity σ1=1.0 S·m-1 and the formation′s conductivity σ2=0.01 S·m-1

圖3　泥漿電導(dǎo)率σ1=0.001 S·m-1、地層電導(dǎo)率σ2=1.0 S·m-1時(shí)接收線圈響應(yīng)隨偏心距離的變化關(guān)系(a)第一組；(b)第二組；(c)第三組.Fig.3　Relationship between receiver coil′s response and eccentric distance when the drilling fluid′s conductivity σ1=0.001 S·m-1 and the formation′s conductivity σ2=1.0 S·m-1

圖4　儀器在井眼中居中時(shí)線圈系幾何因子隨井徑變化關(guān)系A(chǔ)1n—第一組線圈無絕緣層，A1y—第一組線圈有絕緣層，其余類推.Fig.4　Relationship between coil′s geometric factor and borehole diameter with tool being in the borehole center

仍取泥漿電導(dǎo)率σ1=1.0 S·m-1、地層電導(dǎo)率σ2=0.01 S·m-1，圖5為第一組線圈系幾何因子g隨井徑dh及偏心率Φ的變化關(guān)系，圖6為第二組線圈系幾何因子隨井徑及偏心率的變化關(guān)系.由于在正常的井徑范圍內(nèi)線圈距最長(zhǎng)的第三組線圈系的幾何因子接近于零，受井徑及偏心率的影響可忽略不計(jì)，故沒有給出.對(duì)比圖5a、5b可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于第一組短線圈距線圈系，在偏心率較小時(shí)，無論井徑是大是小，無絕緣層時(shí)的幾何因子比有絕緣層時(shí)的幾何因子數(shù)值大.隨著偏心率的增加，兩種情況下的幾何因子數(shù)值均逐漸減小.在井徑較小時(shí)，無絕緣層幾何因子減小速度比有絕緣層幾何因子減小速度要慢，但隨著井徑的增加，無絕緣層幾何因子減小速度逐漸加快，最終高于有絕緣層幾何因子的減小速度.總體上，第一組短線圈距線圈系有絕緣層幾何因子比無絕緣層幾何因子隨井徑及偏心率的變化要平緩一些.對(duì)比圖6a、6b可以發(fā)現(xiàn)，絕緣層對(duì)第二組線圈系幾何因子的影響要小于對(duì)第一組線圈系的影響.在井徑較小時(shí)，幾何因子隨偏心率的增加而增加.但隨著井徑的增加，偏心率較小時(shí)幾何因子增加速度更快，偏心率越大幾何因子隨井徑增加而增加的速度越慢甚至出現(xiàn)減小現(xiàn)象.因而在井徑較大時(shí)，幾何因子隨偏心率的增加而減小.利用圖5、圖6可以分析儀器在不同直徑井眼中偏心程度不同時(shí)不同線圈系的徑向探測(cè)深度.

4　結(jié)論

(1)本文基于柱狀成層介質(zhì)的并矢Green函數(shù)

圖5　第一組線圈系幾何因子隨井徑及偏心率的變化關(guān)系(a)無絕緣層；(b)有絕緣層.Fig.5　Relationship between coil′s geometric factor,borehole diameter and eccentricity ratio for the first coils

圖6　第二組線圈系幾何因子隨井徑及偏心率變化關(guān)系(a)無絕緣層；(b)有絕緣層.Fig.6　Relationship between coil′s geometric factor,borehole diameter and eccentricity ratio for the second coils

得到解析表達(dá)式，可高效模擬電磁測(cè)井儀器在井眼中偏心時(shí)的電磁場(chǎng)分布及響應(yīng)，并且在模擬時(shí)既可考慮金屬心軸的存在也可考慮線圈系所處絕緣保護(hù)層的存在.由于在推導(dǎo)過程中假設(shè)線圈系位于儀器內(nèi)部的絕緣層內(nèi)而非儀器外側(cè)的井眼中，所采用模型更接近于儀器實(shí)際結(jié)構(gòu).

(2)對(duì)于相對(duì)高泥漿電導(dǎo)率情況而言，絕緣層對(duì)線圈系響應(yīng)的影響明顯，且儀器偏心距越大影響越大，線圈距越短影響越大.對(duì)于相對(duì)低泥漿電導(dǎo)率情況而言，無論線圈距長(zhǎng)短，線圈系所處絕緣層對(duì)儀器響應(yīng)的影響均較小，可忽略不計(jì).相同泥漿電導(dǎo)率情況下線圈距越短偏心對(duì)線圈系響應(yīng)的影響越大，同一組線圈系在相對(duì)高泥漿電導(dǎo)率井眼中偏心對(duì)其響應(yīng)的影響更大.

References

Abramowitz M,Stegun I A.1970.Handbook of Mathematical Functions.New York:Dover Publications.

Dai Z D,Lu S.1996.Dyadic Green′s Functions in Electromagnetic Theory (in Chinese).Wuhan:Wuhan University Press.

Gianzero S C.1978.Effect of sonde eccentricity on responses of conventional induction-logging tools.IEEE Transactions on Geoscience Electronics,16(4):332-339.

Hagiwara T,Banning E J,Ostermeier R M,et al.2005.Effects of mandrel,borehole,and invasion for tilt-coil antennas.//SPE Reservoir Evaluation &Engineering.SPE.

Hue Y K,Teixeira F L.2006.Analysis of tilted-coil eccentric borehole antennas in cylindrical multilayered formations for well-logging applications.IEEE Trans.Antennas Propag.,54(4):1058-1064.

Lovell J R,Chew W C.1987.Response of a point source in a multicylindrcally layered medium.IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,GE-25(6):850-858.

Lovell J R,Chew W C.1990.Effect of tool eccentricity on some electrical well-logging tools.IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,28(1):127-136.

Wang H N,So P,Yang S W,et al.2008.Numerical modeling of multicomponent induction well-logging tools in the cylindrically stratified anisotropic media.IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,46(4):1134-1147.

Wei B J.2007.Response and calibration of a new logging-while-drilling resistivity tool.Chinese Journal of Geophysics (in Chinese),50(2):632-641.

Wei B J,Tian K,Zhang X,et al.2010.Evaluating influence of eccentricity on response of electromagnetic wave resistivity logging-while-drilling by vector eigenfunction expansion formulae for dyadic Green′s functions.Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science)(in Chinese),34(5):57-62.

Wei B J,Ou Y F,Wu Y,et al.2012.Simulation of tilted coil′s response in cylindrically stratified media and its application for electromagnetic propagation measurement-while-drilling.Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science)(in Chinese),36(5):72-79.

Wei B J,Wang C Y,Yu Y M,et al.2015.Simulating multi-component induction logging tool′s calibration by vector eigenfunction expansion formulae for dyadic Green′s functions.Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science)(in Chinese),39(2):39-47.

Yu Y M,Xiao J Q,Wei B J,et al.2014.Evaluating influence of metal mandrel on response of multi-component induction logging by vector eigenfunction expansion formulae for dyadic Green′s functions.Journal of China University of Petroleum (Edition of Natural Science)(in Chinese),38(4):57-64.

附中文參考文獻(xiàn)

戴振鐸,魯述.1996.電磁理論中的并矢格林函數(shù).武漢:武漢大學(xué)出版社.

魏寶君.2007.一種新型隨鉆電阻率測(cè)井儀器的響應(yīng)和刻度.地球物理學(xué)報(bào),50(2):632-641.

魏寶君,田坤,張旭等.2010.用并矢Green函數(shù)的矢量本征函數(shù)展開式評(píng)價(jià)偏心對(duì)隨鉆電磁波電阻率測(cè)井響應(yīng)的影響.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,34(5):57-62.

魏寶君,歐永峰,武楊等.2012.柱狀成層介質(zhì)中傾斜線圈響應(yīng)的模擬及其在電磁波傳播隨鉆測(cè)量中的應(yīng)用.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,36(5):72-79.

魏寶君,王成園,俞燕明等.2015.用并矢Green函數(shù)的矢量本征函數(shù)展開式模擬多分量感應(yīng)測(cè)井儀器的刻度.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,39(2):39-47.

俞燕明,肖加奇,魏寶君等.2014.用并矢Green函數(shù)的矢量本征函數(shù)展開式評(píng)價(jià)金屬心軸對(duì)多分量感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)的影響.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,38(4):57-64.

(本文編輯何燕)

2016年(首屆)“中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型”學(xué)術(shù)交流會(huì)紀(jì)要

2016年6月27日至29日，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)“中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型工作組”(以下簡(jiǎn)稱“工作組”)在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所成功舉辦首屆“中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型”學(xué)術(shù)交流會(huì).會(huì)議匯聚了來自35個(gè)國(guó)內(nèi)外高校、科研院所和地震局系統(tǒng)的專家學(xué)者313人.《地球物理學(xué)報(bào)》編輯部何燕參加了會(huì)議.

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)地球物理和空間物理學(xué)科主任于晟教授致開幕辭，提出建立中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型的任務(wù)和培養(yǎng)地震學(xué)專業(yè)科研人才的期望.國(guó)內(nèi)外共24位科研一線的地震學(xué)專家學(xué)者作了大會(huì)報(bào)告.大會(huì)報(bào)告分別是美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)地震學(xué)家Walter Mooney的“Global and regional crustal and lithospheric models:a synthesis”，法國(guó)巴黎地球物理研究所(IPGP)地震學(xué)家Nikolai Shapiro的“Tomography based on cross-correlations of the ambient seismic noise:accounting for inhomogeneous source distribution”，美國(guó)密蘇里科技大學(xué)(MUST)Steve Gao的“Crustal and mantle seismic anisotropy beneath the Tibetan Plateau and adjacent areas from shear-wave splitting analyses”，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)Lupei Zhu的“Receiver function studies of crustal structure of China—a review and prospect”，中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所高原的“利用近場(chǎng)記錄剪切波分裂研究中國(guó)大陸中上地殼地震各向異性”，北京大學(xué)陳永順的“地震學(xué)參考模型探討：以東北地區(qū)為例—NECESSArray”，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所趙亮的“中國(guó)東部上地幔速度結(jié)構(gòu)與變形特征”，中國(guó)地震局地球物理研究所李永華的“中國(guó)東北地區(qū)地殼上地幔模型研究”，中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所儲(chǔ)日升的“青藏高原巖石圈結(jié)構(gòu)研究”，中國(guó)地震局地球物理勘探中心王夫運(yùn)的“基于人工地震測(cè)深構(gòu)建中國(guó)大陸地殼三維模型”，中國(guó)石油大學(xué)(北京)唐有彩的“鄂爾多斯地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)與演化的地震學(xué)證據(jù)”，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所陳凌的“華北巖石圈結(jié)構(gòu)及其全球?qū)Ρ取?，中?guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李娟的“東北亞地區(qū)地幔過渡帶結(jié)構(gòu)研究、進(jìn)展及思考”，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所趙連鋒的“中國(guó)區(qū)域地震波衰減模型研究進(jìn)展”，中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所雷建設(shè)的“青藏高原東緣殼幔波速結(jié)構(gòu)與深層動(dòng)力學(xué)過程：騰沖火山與強(qiáng)震”，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)李紅誼的“青藏高原及鄰區(qū)地殼上地幔速度結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展”，成都理工大學(xué)梁春濤的“汶川和蘆山地震之間地震空區(qū)研究”，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)姚華建的“基于臺(tái)陣數(shù)據(jù)聯(lián)合反演的地震學(xué)速度模型構(gòu)建”，云南大學(xué)劉魁的“Global Rayleigh wave phase velocity maps from finite-frequency tomography”，中國(guó)地震局地球物理研究所鄭秀芬的“國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)地震波形數(shù)據(jù)共享”，中國(guó)地震局地球物理研究所丁志峰的“南北地震帶的地震臺(tái)陣探測(cè)及其深部結(jié)構(gòu)模型”，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所鄭天愉的“華北地區(qū)地殼-上地幔地震波速度結(jié)構(gòu)模型”，中國(guó)地震局地質(zhì)所劉啟元的“China Crust 0.5：關(guān)于中國(guó)大陸地殼模型研究項(xiàng)目的建議”，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)溫聯(lián)星的“中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型：現(xiàn)狀”.所有報(bào)告材料和影像資料均可在中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型的網(wǎng)站(http://chinageorefmodel.org)下載.報(bào)告內(nèi)容從數(shù)據(jù)采集、整合、處理、分析到結(jié)果，從地殼到上地幔，再到核幔邊界和地核，從地震波速度到各向異性和衰減研究，從不同區(qū)域的地震學(xué)參考模型到全球模型，報(bào)告精彩紛呈，會(huì)場(chǎng)討論熱烈.除大會(huì)報(bào)告外，還有110個(gè)展板報(bào)告.展板內(nèi)容豐富、敘述和討論嚴(yán)謹(jǐn)，展示了地震學(xué)研究的新進(jìn)展.最后，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)溫聯(lián)星教授主持了“工作組”總結(jié)會(huì)議.

通過這次會(huì)議報(bào)告和交流，“工作組”總結(jié)了中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型的研究現(xiàn)狀，確定了建立中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型的近期目標(biāo)是現(xiàn)有模型匯總、公開和檢驗(yàn)，工作重點(diǎn)是數(shù)據(jù)整合、方法優(yōu)化和參考模型的逐步建立.這次會(huì)議對(duì)于凝聚國(guó)內(nèi)地震學(xué)研究力量、形成利用集群優(yōu)勢(shì)共同攻關(guān)的學(xué)科戰(zhàn)略起到了重要的推動(dòng)作用.同時(shí)，搭建了旨在建立中國(guó)區(qū)域地震學(xué)參考模型的學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，有益于促進(jìn)科研、教育和相關(guān)文化事業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)地震學(xué)研究和科研文化的創(chuàng)新.

(中國(guó)科學(xué)院地球與行星物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙連鋒供稿)

Effect of tool eccentricity on responses of array induction logging tools in cylindrical multilayered formations

WEI Bao-Jun1,2,WANG Cheng-Yuan1,CHANG Xin-Li1,CAO Jing-Qiang1

1 College of Science,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China 2 Key Laboratory of New Energy Physics &Material Science in Universities of Shandong (China University of Petroleum), Qingdao 266580,China

The effect of eccentricity on the responses of electromagnetic well-logging tools in a borehole is of great value for precisely interpreting the measured data.For real electromagnetic well-logging tools such as array induction-logging tools,usually both a metal mandrel and an insulating protection layer are included in the tools.Only the existence of the metal mandrel was considered for simulating and analyzing the effect of tool eccentricity in conventional analytical methods,and the influence of the insulating protection layer has been neglected.Since the insulating protection layer has occupied part of the space of the drilling fluid,its influence on the responses should also be considered whether the tool is centric or eccentric in a borehole.An analytical algorithm was developed that can simulate the responses of centric or eccentric electromagnetic well-logging tools with both a metal mandrel and an insulating protection layer in a borehole.

Array induction logging;Eccentricity;Dyadic Green′s functions;Cylindrical multilayered formations;Metal mandrel;Insulating layer

魏寶君,王成園,常欣莉等.2016.柱狀成層地層中儀器偏心對(duì)陣列感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)的影響.地球物理學(xué)報(bào)，59(8):3121-3132,

10.6038/cjg20160834.

Wei B J,Wang C Y,Chang X L,et al.2016.Effect of tool eccentricity on responses of array induction logging tools in cylindrical multilayered formations.Chinese J.Geophys.(in Chinese),59(8):3121-3132,doi:10.6038/cjg20160834.

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目(2014D-4018)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(15CX05047A)資助.

魏寶君，男，1969年生，教授，博士，教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”入選者，研究方向?yàn)殡姶艤y(cè)井理論及應(yīng)用.

E-mail:weibj@upc.edu.cn

10.6038/cjg20160834

P631

2015-03-31，2015-06-23收修定稿