General Three-Dimensional Electromagnetic Model for Nondipolar Transmitters in Layered Anisotropic Media With Dip
运用Maxwell方程组频率域完全有限差分算法求解倾斜层状各向异性介质中一般三维电磁问题.该方法没有Born近似、几何因子近似、混合法以及线性积分方程等的固有缺陷,并具有几项重要性能.第一,发射线圈不再用点状偶极子表示,而是用方位方向赋予复电流的8个等距结点模拟.线圈可以跨多个地层,这有助于模拟薄互层响应.发射线圈可工作在电缆测井只有线圈的模式,或随钻测井钢质钻铤模式,可考虑导电泥浆或各向异性侵入以及仪器偏心.由于明确考虑了线圈尺寸和近场的细微变化,确保了层界面上电荷辐射以及核磁共振敏感范围大小及其在层状介质中取向的精确模拟.第二,侵斜界面主要取向沿坐标面方向,它消除了阶梯网格附带的,人们熟知的数值噪声.发射线圈和层一致可变网格由模拟软件自动生成,该网格在远场区域增大以减少计算量.第三,各向异性交错网格描述引起的计算效率的显著降低在矢势和标势方法中得以避免,其中所有复Helmholtz方程都由现代求逆算法求解,它能自主寻找高梯度场,进行松驰并压制数值残差.第四,计算速度快,在典型的PC机上,需要时间为20s到2min,这使得该方法在阵列反褶积,核磁共振以及井场测井曲线和地质导向资料分析中极具价值.这种单一、自洽的模型,消除了由不同方法求解的不同公式的不确定性.测试表明,该方法结果与均匀介质和层状介质偶极子解析解以及与经典的有限闭合线圈BiotSavart响应有极好的一致性.文中描述了具有一定倾角的复杂介质响应的几组模拟结果,包括没有或有钢质心棒、侵入、仪器偏心等情形.也提供了电场和磁场的穿透深度模拟,目的是利用电阻率与核磁共振资料进行综合地层评价.新算法非常稳定,适应性很强,高度自动化,不需要使用者具有专门的数学知识,也不需要干涉.它由面向用户Windows界面控制,支持每小时约20次完整模拟.完全集成化的三维、彩色图形显示算法显示收敛时的电磁场结果.接收线圈响应沿仪器轴方向,在独立图件中也给出其周向贡献.详细的场结果制成表格后给出,包括直角坐标系和沿仪器方向的柱状坐标系中的结果.运用该算法可以得到对现代测井仪器设计和解释有用的特征.譬如,使用者可以把发射线圈重新构造成非圆形结构,这样,就可以得到对电阻率和核磁共振仪器设计有潜在价值的椭圆截面线圈的结果.另外,用户可以重新布置结点输出以便实验新型接收线圈和地层评价概念.
三维、各向异性介质、倾角、发射器、层状介质、有限差分法、电磁场、核磁共振测井、线圈、偶极、模拟、物理模型
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P631
2004-01-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
262-278
