层状各向异性地层中含环状天线槽随钻方位电磁波测井几何因子算法

本文基于感应测井中的几何因子与一阶Born近似理论,通过柱坐标系下耦合势Helmholtz方程三维有限体积法研究建立了各向异性地层中含环状天线槽的随钻方位电磁波测井几何因子.首先,通过引入环状电流源与径向磁偶极子源电磁场Green函数,并结合Green第二积分公式,推导出随钻方位电磁波测井仪器中环形电场和横向磁场微小变化与各向异性地层中水平和垂直电导率相对摄动量之间的关系,得到轴向和横向感应电动势微小变化量计算方法与柱坐标系中轴向和横向分量空间灵敏度函数(三维几何因子)表达式.在此基础上,进一步给出径向和纵向微分几何因子计算公式.然后,应用耦合势三维有限体积法确定发射线圈产生的感应电磁场以及环状电流源与径向磁偶极子源电磁场Green函数的数值解.最后,给出不同频率、不同倾角、不同各向异性系数等多种情况下该仪器的空间灵敏度函数与微分几何因子的数值结果,用于分析考查仪器的响应特征与空间探测能力.

对激光雷达几何因子的分析与测量

为了实现激光雷达对近场的测量,必须获得激光雷达系统几何因子。采用理论分析计算和实验测量两个步骤确定了几何因子性质及廓线。首先,通过分析平行轴和共轴激光雷达接收、发射系统的结构,引入了可完全聚焦填充系数,从几何光学角度推导了两种填充系数的表达式,从而界定了几何因子值的理论范围。其次,介绍了采用对远场回波信号拟合的方法反演近场信号,从而获得几何因子廓线。以中科院AML-2共轴激光雷达为例,采用该方法测量了几何因子廓线,结果验证了对几何因子的理论分析。

感应测井几何因子理论及其应用研究

首先讨论 Doll、Moran、Gianzero和 Born等 4种常用几何因子建立的物理条件及其应用范围 ;然后研究这些几何因子在实际应用中存在的问题。分析表明 ,Doll几何因子仅有理论意义 ,一般情况下需用 Gianzero或 Moran几何因子分析仪器探测特性和测量解释 ;Gianzero和 Moran几何因子的实部可用于描述实际测量信号的实部 ,但虚部并未对应于信号的虚部 ;Born几何因子的实部和虚部近似地反映了非均匀地层对均匀背景地层的扰动 ,所以 。

测井曲线几何因子理论

在相邻两厚层的界面上,所有测井曲线均是从一个值过渡到另一个值。测井方法不同,相应的测井曲线的过渡形状有差别。基于测井网络的概念将这些测井曲线归一为0到1的函数后,该函数就是测井网络的单位阶跃响应,也是纵向积分几何因子,对该函数求导数则得到纵向微分几何因子,这样的几何因子适合于所有测井方法。对于不同测井方法所满足的Maxwell方程、波动方程以及扩散方程,用偏微分方程的逐次逼近解法求解,均能够获得接收位置响应的0级和1级修正解。井条件下的几何因子主要描述测井曲线的纵向变化特征,其中包含了井的影响,用该几何因子设计测井曲线高分辨处理方法时考虑了井的影响;拓展后的Doll几何因子还可描述地层径向物理参数对测井响应的贡献,在测井方法的探测深度研究、新测井仪器结构设计方面能发挥重要作用。从测井曲线和微分方程2个方面获得了适合大多数测井方法的几何因子。

各向异性介质多分量感应测井三维Born几何因子理论研究

几何因子理论被广泛运用于感应测井仪器设计、响应特征分析及高分辨率曲线处理,现有的感应测井几何因子主要适用于二维各向同性介质,难以满足各向异性介质多分量感应测井的研究需要.本文基于Born近似方法将Born几何因子扩展至各向异性介质,推导了各向异性介质多分量感应测井三维Born几何因子表达式,随后进一步考察了多分量感应测井对地层各向异性的敏感性和探测能力.数值模拟结果表明,各向异性系数越大,多分量感应测井几何因子空间分布越复杂,其对各向异性的敏感性越高.多分量感应测井仪器在不同倾斜角度对各向异性均具有较高的敏感性.直井条件下,xx共面分量受各向异性影响严重,井斜角在40°—60°时,xz/zx交叉分量对各向异性的敏感性高,水平井中zz同轴分量则对各向异性的探测能力最强.各向异性介质三维Born几何因子弥补了现有几何因子理论的不足,可为国内新型多分量感应测井仪器研发及储层各向异性评价方法的发展提供有利条件.

基于蒙特卡罗方法的几何因子计算程序

应用蒙特卡罗方法求解几何因子,基于蒙特卡罗方法的几何因子计算程序使用C++语言编写,可用于任意位姿的各种尺寸的圆面探测器对圆面源几何因子的计算。该程序使用了方差减小技巧。通过与国际通用蒙特卡罗计算程序(MCNP5)的计算结果对比,该方法具有结果准确(误差较小)、计算速度快、使用方便等优点。最终使用该程序计算几何因子,与实验数据进行对比,成功验证了中子深度分布分析(NDP)能谱测量系统探测器位姿的准确性(误差5%以内),并对其移动位置进行修正,发现电机移动20mm大约会产生1mm的误差。

基于Monte Carlo积分法的离轴激光雷达几何因子的计算及系统优化

基于雷达光学系统的几何概率因子,考虑望远镜接收系统副镜在主镜上的投影对激光光斑高斯强度分布的影响,引入蒙特卡罗积分法,改进离轴激光雷达几何因子的理论计算方法.在望远镜焦平面处添加合适的透镜,通过透镜的成像效应,保证回波信号的入射光瞳只与望远镜的口径有关,不受探测器有效接收面积的影响,以实现对系统几何因子的进一步优化,并分析焦距等透镜参数对雷达系统几何因子的影响.理论计算与实验结果进行对比,结果表明改进后的理论计算值比实验值的相对误差减小了30%,改进后的理论计算方法效果理想且简单易行.

几何因子对波纹通道内稳态流动与换热的影响

采用曲线坐标系下压力与速度耦合SIMPLER算法,数值研究了一种波纹通道内周期性充分发展的稳态层流流动与换热情况,流动Re数的范围为20-500,Pr数为0.7.计算考察了不同Re数、纵宽比γ及纵横比对换热与阻力的影响.计算结果表明,Re数、纵宽比γ及纵横比较小时流体不出现任何回流;整体Nu数及fRe数随着Re数,纵宽比γ及纵横比的增加而增加,换热增强,但同时流动阻力增加.其计算结果可为波纹通道的设计提供参考依据.

基于Born几何因子的阵列感应反演研究

分析了Doll几何因子、Gianzero几何因子、Moran几何因子和Born几何因子和应用范围,指出Born几何因子适用于非均质地层,有利于反演出地层电阻率变化情况。从Born几何因子原理出发进行阵列感应原始信号聚焦、合成,最后用阻尼最小二乘法进行阵列感应反演。根据算法编写了相应的程序,反演出冲洗带电阻率、地层电阻率、浅侵入深度和深侵入深度等4个参数的结果,反演计算结果与国外反演软件eXpress计算结果在地层电阻率Rt上具有良好的一致性,在侵入电阻率Rxo上更加合理地反映了分辨率匹配曲线中的侵入特征。

差分吸收激光雷达几何因子实验确定方法

差分吸收激光雷达发射光束与接收视场的重叠区域用几何因子函数来描述,几何因子是差分吸收激光雷达的重要参数。提出了一种实验方法,实验使用米散射激光雷达和差分吸收激光雷达同时测量信号,通过对比分析两台激光雷达采集信号计算得到的气溶胶散射比廓线,获得差分吸收激光雷达的几何因子。该方法的优点在于不需要预先得到精确度高的激光雷达参数,比如望远镜直径,光束发散角,望远镜接收视场角等。该方法的应用有利于减少近地面差分吸收激光雷达测量臭氧廓线的误差,提高差分吸收激光雷达的探测性能,有助于研究近地面层的臭氧时空分布特征。

α谱仪探测器和面源不同轴情况下几何因子的计算

使用投影法计算了α谱仪探测器和面源不同轴情况下的几何因子,并与实验结果进行了比较。结果表明,不同轴距情况下,α谱仪探测器和面源的几何因子与实验测量结果差异基本一致,对α谱仪刻度和实际测量时几何位置引起的不确定度的评估有参考价值。

分层γ扫描技术中HPGe探测器几何因子加权刻度方法

分层γ扫描(SGS)测量分析是一种无损检测技术,是桶装核废物定性、定量分析的重要手段。实际分析过程中,随着放射性核素所在的位置变化,对应每层不同的位置HPGe探测器的探测效率也随之变化,导致对样品不同位置需分别进行效率刻度。本工作用均匀聚乙烯样品填充废物桶,采用SGS装置的测量方法估计放射核素活度。将放射性点源置于桶内,按距离桶的中心距离依均匀分布规律选取7个点,分别对其进行效率刻度。并建立SGS测量系统几何模型,通过两种方法将1~7号位置的几何因子对探测效率计算结果进行加权平均,后给出每层的探测效率标准值,此标准值可充分估计每层不同位置对核素的探测效率。结果表明:在测量和计算误差存在的条件下,可以快速准确估计出放射性废物桶内不同位置的核素放射性活度,提高检测精度。

利用喇曼-米方法确定激光雷达几何因子

为了快速合理地确定激光雷达几何因子反演关键参量——激光雷达比,利用雷达充满区几何因子值恒为1的属性提出一个简捷的新途径,对这种方法从理论上进行了推导,并以实际雷达数据进行了验证,反演得到的几何因子在充满区没有出现单调增加或者单调减小等不合理情况。结果表明,这种方法避免了目前激光雷达比需多次取值对结果定性分析繁琐耗时的不足,是合理有效的。这将对于反演出雷达几何因子并进而获得近地面气溶胶信息具有重要参考价值。

双带X光源照射下几何因子对柱形靶腔中靶丸辐照不均匀度的影响

讨论了在激光束作用下双端开口的柱形靶腔中产生双带状Ｘ光源的情况下，诸如带状光源的位置、柱靶腔的半径与长度之比及双带源的对称性和能量匹配性等几何因子对辐照不均匀度的影响。对辐照不均匀度进行了谱分析。通过采用类似Ｔｓａｋｉｒｉｓ等人给出的柱形靶腔在双带Ｘ光源下的靶腔温度空间分布，可以大大地简化辐照不均匀度的分析，可以用来计算辐照不均匀度随时间的变化。计算表明几何因子对辐照不均匀度有很大的影响。

圆面探测器对圆面源几何因子的蒙特卡罗计算

用椭圆观察因子加权Monte Carlo方法计算了圆面探测器对对均匀非严格平行圆面源(两圆面中心轴线相交成α度)的几何因子,并且与圆面探测器对均匀同轴圆面源的几何因子进行了比较,探讨了两圆面中心轴线间夹角α对几何因子的影响;为了检验本文方法及所编程序的好坏,选取α=0时的数据与多边形近似法进行了比较。并根据讨论的结果,提出了对实验操作的要求。

直流电测井响应的二阶几何因子逼近计算

张庚骥等：直流电测井响应的二阶几何因子逼近计算，测井技术，１９９６（５）２０，３２０～３２４。对直流电测井几何因子理论及逐次逼近解法进行了进一步的推导论证，同时给出了电极条件下二阶直流电几何因子逼近的具体计算方法和数值分析结果。计算结果显示，较一阶几何因子逼近结果有明显改进，已经基本接近真值，进一步证明了直流电几何因子理论在电测井数值模拟方面的有效性。

圆面探测器对圆面源(非同轴)的几何因子的蒙特卡罗计算

用基本Monte Carlo方法计算了圆面探测器对均匀平行圆面源(两圆面中心轴线间距离为C)的几何因子,并且与圆面探测器对均匀同轴圆面源的几何因子进行了比较,探讨了两圆面中心轴线间距离C对几何因子的影响;为了检验本文方法及所编程序的好坏,选取c=0时的数据与多边形近似法进行了比较。并根据讨论的结果,提出了对实验操作的要求。

几种无线电观测方法对同步卫星定位中位置几何因子的计算问题

本文论证了在对卫星定位中位置几何因子两种计算公式：方至解法和协方差解法的统一性。在利用卫星电视秒信号定位模式中，给出了当发射站和观测站时间同步和不同步两种情形下几何因子的计算公式，也给出了一些模拟计算值。同时得到在发射站和观测站时间同步下的几何因予值远小于不同步情形下的几何因子。因此，采用时间同步的测量模式意义很大。

非共轴激光雷达几何因子分析与测量

介绍了非共轴激光雷达几何因子的物理意义,分别通过理论分析和试验测量给出了求解几何因子的方法。结合自行研制的CSY-1便携式能见度激光雷达,将两种方法得到的几何因子进行对比,讨论了系统参数对几何因子的影响,从而实现了对激光雷达系统优化设计的可能性。

基于几何因子的阵列感应测井井洞影响校正方法

井洞影响是井径变化地层致使阵列感应测井响应曲线出现异常的主要原因。在建立井洞影响计算模型基础上,利用Gianzero几何因子计算阵列感应测井井洞响应并对井洞影响进行校正。结果表明:这种方法能够有效的减小井洞影响,使得出现井洞的异常测井曲线趋于正常。应用高数中拐点与极点的知识,确定了可处理井洞的位置以及数值模拟所需的地层模型参数。地层模型井洞影响校正实例验证了井洞影响校正数值模拟结果的有效性。