本文選題：天然氣水合物　切入點(diǎn)：多功能靜力觸探　出處：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：天然氣水合物由于其蘊(yùn)藏的特殊性,勘探方法主要采用保壓取芯和測(cè)井方法,其目的是既保留天然氣水合物的原始物性又能實(shí)地測(cè)量含天然氣水合物地層物理性質(zhì)。這對(duì)鉆具和測(cè)量環(huán)節(jié)都提出了較高的要求。如何針對(duì)我國(guó)天然氣水合物勘探開(kāi)發(fā)的實(shí)際情況結(jié)合國(guó)外先進(jìn)技術(shù),研究用于快速高效獲取原位地層信息的新的勘探技術(shù)就顯得非常必要。本論文根據(jù)深水海底天然氣水合物勘探的需要,依托國(guó)家重大專項(xiàng),研究了用于天然氣水合物勘探的多探管靜力觸探設(shè)備,多功能靜力觸探的數(shù)據(jù)處理與融合,天然氣水合物測(cè)井曲線的多尺度分析與融合,小波分析用于存儲(chǔ)層的劃分,測(cè)量曲線數(shù)據(jù)融合的魯棒性分析。主要研究過(guò)程和取得的成果如下:(1)論述了天然氣水合物勘探所涉及的相關(guān)勘探技術(shù),進(jìn)而引出多功能靜力觸探,小波理論,多尺度分析,數(shù)據(jù)融合等理論。論述了小波分析用于測(cè)井曲線的處理,包括測(cè)井曲線小波濾波處理,小波分析用于存儲(chǔ)層的劃分,多功能多探管技術(shù)用于深水天然氣勘探以及測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)融合的魯棒性分析。(2)針對(duì)天然氣水合物的埋藏特殊性,對(duì)天然氣水合物勘探所涉及的多功能觸探探頭和探管進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)采用孔壓靜力觸探(CPTU)加接多功能探管(電阻率、波速、自然伽馬)勘探工藝,重點(diǎn)考慮防腐、耐壓、密封以及減少信號(hào)傳輸時(shí)的干擾問(wèn)題。(3)針對(duì)天然氣水合物勘探的靜力觸探探頭+測(cè)井多探管模式,設(shè)計(jì)采用開(kāi)放的分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)地面檢測(cè)主機(jī)+智能控制總線+探頭、探管的分布式測(cè)量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)多探頭的錐尖阻力、側(cè)壁摩擦力、孔隙水壓力以及聲波波速、電阻率和自然伽馬探管數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)、處理和顯示等。(4)對(duì)CPTU用于地層劃分的理論和方法進(jìn)行了論述,通過(guò)對(duì)CPTU測(cè)量曲線采用平滑濾波,消除奇異點(diǎn),以及測(cè)量曲線的最優(yōu)分割實(shí)現(xiàn)曲線的多尺度分析,采用通過(guò)求取CPTU曲線的最優(yōu)加權(quán)因子方法對(duì)CPTU曲線進(jìn)行融合,實(shí)現(xiàn)了不同地層的劃分,并取得較好的效果。(5)針對(duì)觸探和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的離散性特征,通過(guò)對(duì)連續(xù)小波變換、離散小波變換和二進(jìn)小波變換的研究。在此基礎(chǔ)上分析了用于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)融合的多分辨率特性和二尺度方程。認(rèn)為測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)融合所用小波基必須具有正交性、正則性、緊支性、對(duì)稱性等性質(zhì)。(6)研究了測(cè)井曲線的小波變換方法,并根據(jù)邊緣檢測(cè)理論,構(gòu)建了邊緣檢測(cè)最優(yōu)分割算法,實(shí)現(xiàn)了測(cè)井曲線的小波多尺度分析,在此基礎(chǔ)上構(gòu)造了測(cè)井曲線地層劃分多尺度小波分析算法,并用此算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)勝利油田某油井的含噪測(cè)井信號(hào)進(jìn)行小波濾波處理和多尺度分析。結(jié)合測(cè)井信號(hào)特點(diǎn),找出了用于不同的測(cè)井曲線進(jìn)行地層最佳劃分的小波基與小波分解次數(shù)。并將此理論應(yīng)用于祁連山凍土區(qū)天然氣水合物探孔測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的融合與分析,實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)層和地層的自動(dòng)分層。(7)嘗試將多功能多探管靜力觸探技術(shù)用于天然氣勘探實(shí)踐中,對(duì)其相關(guān)技術(shù)、工藝、靜力觸探和測(cè)井響應(yīng)特點(diǎn)進(jìn)行了研究分析,并對(duì)觸探和測(cè)井曲線進(jìn)行了融合分析。實(shí)驗(yàn)證實(shí),該技術(shù)用于淺層天然氣勘探完全可行,觸探、測(cè)井響應(yīng)良好,可準(zhǔn)確確定存儲(chǔ)層的位置,地層劃分準(zhǔn)確。(8)采用極小值最優(yōu)控制理論,對(duì)測(cè)井曲線受到外界的不確定性干擾時(shí),其數(shù)據(jù)融合后,如何準(zhǔn)確估計(jì)原始未知信號(hào)的問(wèn)題進(jìn)行了分析。在分析時(shí)將此問(wèn)題等價(jià)為在一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下的半無(wú)限規(guī)劃問(wèn)題,給出了一個(gè)近似離散化方法,減少了約束的個(gè)數(shù),降低了計(jì)算的復(fù)雜度,并通過(guò)實(shí)例說(shuō)明了該方法的有效性。
[Abstract]:Due to the particularity of natural gas hydrate reserves, exploration method mainly adopts pressure coring and logging method, its purpose is to retain the original properties of natural gas hydrate and field measurements of gas hydrate formations. The physical properties of the drilling tool and the measurement process are put forward higher requirements. How to according to the actual situation of natural China's gas hydrate exploration and development with foreign advanced technology, it is very necessary to study for fast and efficient access to information in situ formation of new exploration technology. This paper based on the deep water exploration of natural gas hydrate needs, relying on major national projects, for natural gas hydrate exploration multi probe CPT equipment research, multi the function of static sounding data processing and fusion, multi scale gas hydrate logging curve analysis and fusion, wavelet analysis is used to divide the storage layer, measurement Robustness analysis of curve data fusion. The main research and achievements are as follows: (1) discusses the exploration technology of natural gas hydrate exploration involved, which leads to multi function CPT, wavelet theory, multi-scale analysis, data fusion theory. The wavelet analysis is used to deal with logging curves, including wavelet filter logging curve processing, wavelet analysis is used to divide the storage layer, multi function and multi probe technique for analysis of deepwater natural gas exploration and well logging data fusion robustness. (2) according to the particularity of buried gas hydrate, multifunctional penetration probe of natural gas hydrate exploration and probe were studied. The design of the Piezocone Penetration Test (CPTU) is connected with the multifunctional probe (resistivity, wave velocity, gamma ray) exploration technology, focus on anti-corrosion, pressure, sealing and reduce the interference signal transmission at . (3) according to the static sounding probe + logging of natural gas hydrate exploration multi probe model, adopts the design of topology structure of distributed measurement and control network. The realization of open ground detection host + intelligent control bus + probe on distributed measurement system pipe, realize tip resistance of the probe, side wall friction, water pressure and the acoustic velocity of pore, resistivity and gamma ray tube probe real-time acquisition, data storage, processing and display. (4) for CPTU on the theory and methods of stratigraphic classification are discussed, based on the CPTU curve by smoothing filtering, eliminating singular point, multi-scale analysis and curve segmentation and optimal curve by calculating the optimal weighted factor, using the methods of CPTU curve CPTU curve for fusion, which can realize the different strata, and achieved good results. (5) according to the discrete sounding and logging data Based on the characteristics of the continuous wavelet transform, discrete wavelet transform and the research into two wavelet transform. Based on the analysis of the characteristics of logging for multi-resolution data fusion and two scale equation. That logging data fusion with wavelet must have orthogonality, regularity, compact support, symmetry properties (6. Wavelet transform) method to study the logging curve, and according to the theory of edge detection, construct the optimal edge detection segmentation algorithm, the wavelet analysis of logging curve multi-scale, was constructed based on log stratigraphic division and multi-scale wavelet analysis algorithm, and this algorithm of wavelet analysis and multiscale filtering the noisy signal logging Shengli Oilfield wells. Combined with logging signal characteristics, find out the wavelet levels for different logging curves of optimal partition with wavelet decomposition and the number of times. The theory used in the permafrost region of the Qilian Mountains of natural gas hydrate exploration and analysis of fusion hole logging data, realize the automatic hierarchical storage layer and stratum. (7) to multi probe CPT technology for natural gas exploration in the practice, the related technologies, processes, and logging response characteristics of CPT were studied analysis and penetration and logging curves are analyzed. The fusion experiments confirmed that the technology for shallow gas exploration is entirely feasible, good penetration, logging response, can accurately determine the location of the storage layer, accurate stratigraphic division. (8) the minimum value of the optimal control theory by the logging curves the uncertainty of external interference when the data fusion, how to accurately estimate the original unknown signal are analyzed. In the analysis of this problem is equivalent to a semi infinite gauge in a dynamic drive system under the planning problem is given An approximate discretization method, reduces the number of constraints, reduce computational complexity, and the effectiveness of the method is illustrated by an example.

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P618.13

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱光鵬;半導(dǎo)體探管儀[J];測(cè)繪通報(bào);1966年06期

2 李鑫;;火探管技術(shù)研究及其應(yīng)用[J];科技信息;2012年27期

3 龔農(nóng)斌;行波探管測(cè)聲裝置[J];聲學(xué)技術(shù);1983年03期

4 楊恬欣;;關(guān)于γ測(cè)井探管幾何位置的影響問(wèn)題[J];放射性地質(zhì);1983年02期

5 楊恬欣;;關(guān)于γ測(cè)井探管幾何位置的影響問(wèn)題[J];放射性地質(zhì);1983年02期

6 ;矛式探金儀[J];國(guó)外地質(zhì)勘探技術(shù);1993年05期

7 陳仁才;陽(yáng)林鋒;;貼壁密度組合探管中三側(cè)向電阻率的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];地質(zhì)裝備;2014年03期

8 張熙明;定向用孔口鉆桿接頭[J];地質(zhì)與勘探;1993年02期

9 張利平;;密度三側(cè)向探管的故障分析與排除措施[J];中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品;2012年09期

10 劉表正;馬世穩(wěn);;密度三側(cè)向探管的故障分析[J];中國(guó)煤炭地質(zhì);2008年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 焦迪;;火探管式自動(dòng)探火滅火系統(tǒng)在放射性廢物處理廠中的應(yīng)用[A];中國(guó)核學(xué)會(huì)核化工分會(huì)放射性三廢處理、處置專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

2 王釗;張彬;李廣信;;輕便觸探儀檢測(cè)填土干密度的嘗試[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第九屆土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2003年

3 欒錫武;;天然氣水合物的上界面[A];中國(guó)地球物理·2009[C];2009年

4 雷興林;何麗娟;;神狐海域天然氣水合物形成聚集過(guò)程的數(shù)值模擬研究[A];中國(guó)地球物理2010——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十六屆年會(huì)、中國(guó)地震學(xué)會(huì)第十三次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

5 盧振權(quán);;天然氣水合物開(kāi)發(fā)利用前景淺析[A];第四屆全國(guó)青年地質(zhì)工作者學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1999年

6 吳應(yīng)湘;;天然氣水合物的性質(zhì)、勘探及開(kāi)采[A];西部大開(kāi)發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

7 雷懷彥;王先彬;鄭艷紅;;天然氣水合物研究戰(zhàn)略與“西氣東輸”相關(guān)的問(wèn)題[A];西部大開(kāi)發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

8 韓月旺;蘇現(xiàn)波;;天然氣水合物的研究進(jìn)展[A];瓦斯地質(zhì)研究與應(yīng)用——中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)第三次全國(guó)瓦斯地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會(huì)[C];2003年

9 許紅;劉守全;吳琳;蔡乾忠;閆桂京;孫和清;吳志強(qiáng);李剛;龔建明;;國(guó)際天然氣水合物調(diào)查研究實(shí)踐與資源經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略對(duì)策[A];中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查專業(yè)委員會(huì)第四屆第一次學(xué)術(shù)研討會(huì)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查論文集[C];2003年

10 陳多福;L.M.Cathles;;天然氣水合物穩(wěn)定性及對(duì)海底天然氣排放的控制[A];中國(guó)地球物理.2003——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十九屆年會(huì)論文集[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 鐵三院;新型原位測(cè)試技術(shù)——旋轉(zhuǎn)觸探新技術(shù)[N];人民鐵道;2012年

2 毛彬;天然氣水合物開(kāi)發(fā)的利與弊[N];中國(guó)海洋報(bào);2004年

3 張衛(wèi)東;天然氣水合物：一朵帶刺的玫瑰[N];中國(guó)石化報(bào);2005年

4 記者 安豐;國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)天然氣水合物勘查[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2005年

5 記者胡創(chuàng)偉、張勇;臺(tái)灣西南海域發(fā)現(xiàn)“天然氣水合物”[N];人民日?qǐng)?bào)海外版;2002年

6 記者　江書(shū)程;天然氣水合物將走進(jìn)我們生活[N];中國(guó)石油報(bào);2006年

7 張浩;俄研究天然氣水合物開(kāi)采技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

8 趙艷霞;青島所天然氣水合物實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)建[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2009年

9 記者 張立;我國(guó)成功申辦第八屆國(guó)際天然氣水合物大會(huì)[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2011年

10 通訊員 楊惠晴 特約記者 曹雪晴;青島所建部天然氣水合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 郭宏;基于天然氣水合物勘探的多探管觸探關(guān)鍵技術(shù)及數(shù)據(jù)融合研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2017年

2 Muhammad Irfan Ehsan;巴基斯坦近海莫克蘭增生楔含水合物地層地震響應(yīng)特征研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

3 李廣才;地震疊前AVO反演與天然氣水合物識(shí)別研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

4 程傳曉;天然氣水合物沉積物傳熱特性及對(duì)開(kāi)采影響研究[D];大連理工大學(xué);2015年

5 朱一銘;天然氣水合物沉積物靜動(dòng)力學(xué)特性研究[D];大連理工大學(xué);2016年

6 王元;天然氣水合物孔底冷凍數(shù)值模擬及繩索取樣鉆具的研究[D];吉林大學(xué);2017年

7 鄔黛黛;南海天然氣水合物的早期成巖作用和地球化學(xué)特性研究[D];浙江大學(xué);2008年

8 馬立杰;利用衛(wèi)星遙感探測(cè)海域天然氣水合物[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2005年

9 郭威;天然氣水合物孔底冷凍取樣方法的室內(nèi)試驗(yàn)及傳熱數(shù)值模擬研究[D];吉林大學(xué);2007年

10 賈瑞;天然氣水合物熱管式孔底快速冷凍機(jī)構(gòu)及蒸汽法試開(kāi)采試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳浩;多參數(shù)組合探管的設(shè)計(jì)與研發(fā)[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

2 李帷;設(shè)備內(nèi)火災(zāi)數(shù)值模擬及火探管管路優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];東華大學(xué);2017年

3 鄭菲菲;堅(jiān)硬黃土的新型旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2009年

4 羅士梅;新型旋轉(zhuǎn)觸探儀在堅(jiān)硬黃土中應(yīng)用的試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2008年

5 李騫;類軟巖材料旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)與數(shù)值模擬分析[D];西安理工大學(xué);2010年

6 劉繼亮;MWD定向探管有源磁場(chǎng)標(biāo)定系統(tǒng)的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2011年

7 高偉;天然氣水合物相平衡及其表面張力影響研究[D];東南大學(xué);2005年

8 張凌;天然氣水合物鉆進(jìn)時(shí)井內(nèi)溫度分布模型研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2003年

9 盛堰;水深通信技術(shù)在海底天然氣水合物成藏環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2010年

10 申婷婷;基于小波分析的齒輪箱故障診斷技術(shù)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1683405