煤层水平井中随钻电磁波仪器影响因素分析及电阻率模拟计算

为掌握煤层水平井中随钻电磁波仪器探测影响因素,通过有限元数值模拟研究顶底板围岩电阻率、仪器偏心、煤层井眼垮塌和煤层厚度等因素对电阻率测量值的影响,分析高阻煤岩地层条件下幅度比和相位差计算的电阻率响应规律。在此基础上,建立三层地质数学模型,模拟不同发射频率情况下随钻电磁波仪器钻进煤层时,幅度比和相位差电阻率计算解析解和数值解的差异,以及煤层相对介电常数对幅度比和相位差计算的影响。模拟结果表明:幅度比和相位差计算的电阻率解析解和数值解符合度很高,但当电阻率大于100 Ω·m时,幅度比电阻率已经不能反映煤层的真实电阻率,所以在实际处理解释过程中用相位差电阻率要好些;高阻煤层不同发射频率情况下,电阻率数据主要对煤层电阻率敏感,对介电常数不敏感,只有在超高频时,介电常数才会对电磁波传播造成较大影响。      

随钻方位电磁波电阻率成像模拟及应用

随钻方位电磁波电阻率成像资料在地质导向中起着至关重要的作用。利用三维有限差分数值模拟方法计算随钻电阻率仪器激发的电磁场随仪器方位变化的规律,分析实现方位电阻率测量以及成像的原理及方法。数值模拟结果表明：在常规随钻电磁波仪器的基础上,增加倾斜或横向接收(发射)天线,可以实现地层方位的预测和判断,同时方位电磁波电阻率成像结果受相对井斜角、地层电导率对比以及地层地质构造的影响;利用方位电阻率成像以及定向信号成像结果可以预测和判断层界面、地层方位特征以及各向异性地层走向;幅度比电阻率成像效果优于相位差电阻率成像;在均匀各向异性介质中,线圈距和工作频率越大,视电阻率受垂向电阻率影响越大;线圈距越大,定向幅度信号越强,能预测的层界面的距离越大。     

倾斜电各向异性介质大地电磁正演研究

研究地层电各向异性性质能够圈定沉积地层中的油气储层和与地球动力学过程、地震预报有关的深部线性构造。通过得到的N层倾斜电各向异性介质大地电磁响应公式,在不同的电各向异性系数、地层倾角、倾斜层厚度参数下,对电各向异性倾斜地层模型进行了正演计算。结果表明:当电各向异性系数、地层倾角、地层厚度三者中任一变量改变时,视电阻率曲线的形态基本保持不变,但视电阻率曲线振幅值变化较大;视电阻率曲线对地层倾角参数的变化反应最为敏感;电各向异性系数的增加,能突显薄层电阻率异常。这有助于以后的电各向异性介质大地电磁反演和应用研究。     

关于频率电磁测深几个问题的探讨(三)——频率电磁测深相位问题分析

频率电磁测深复电阻率含有振幅视电阻率和相位,相位既可由复电阻率的虚部和实部表示,也可通过振幅视电阻率转换得出。阐述了振幅视电阻率转换为相位的原理和计算公式。根据典型地电模型计算的振幅视电阻率曲线和相位曲线,分析了相位曲线与振幅视电阻率曲线的关系及特点。分析结果表明,相位曲线变化幅度更大,相应频率更高,可提高对地层的分辨率,加大探测地层深度。将振幅视电阻率和相位资料结合解释,可提高解释的地质效果。      

环江油田侏罗系油层低阻成因及识别技术研究

为解决环江油田侏罗系低阻油层测井解释难度大,油水层判别困难等问题,通过对地质、测井、钻井资料以及岩石微观等方面研究分析了油层低阻成因,研究认为该地区油层低阻主要是受空隙结构差异大、地层水矿化度偏高、束缚水含量高、储层岩石亲水和泥浆侵入五方面原因影响结果,并总结出电阻率-声波时差交汇图版法和视地层水电阻率-自然伽马交层图版法两种油水油识别方法。总结出了两种油水层识别技术:(1)电阻率-声波时差交汇图版法;(2)视地层水电阻率-自然伽马交会图版法。     

随钻测井技术的发展

随钻测井是在钻开地层的同时实时测量地层信息的一种测井技术。随钻测井自1989年成功投入商业应用以来，得到了快速的发展。本文主要介绍了电阻率测井中的补偿双电阻率测井仪(CDR)、钻头电阻率仪(RAB)、放射性测井中的补偿密度中子仪(CDN)、方位密度中子仪(AND)、声波测井中的新型声波测井仪(ISONIC)和偶极声波测井仪(BATLWD)及核磁共振测井仪(MRIL-WD)等几种目前世界上较新且应用广泛的随钻测井仪器的结构、测量原理及应用。结合电缆测井，对随钻测井的优点进行了总结。通过对随钻测井发展趋势的分析，得出了随钻测井技术应用会越来越广，但不会替代电缆测井技术的结论。     

大地电磁测深不同极化模式测深曲线特征在探测断裂中的应用

大地电磁测深数据包含TE和TM极化模式信息。在二维地层结构条件下,这两种极化模式获得的ρ_(xy)、ρ_(yx)视电阻率曲线特征及相互关系与地下电性结构有关。当低阻体或断裂等地质构造存在时,两种曲线存在明显的组合规律。在探测深大断裂工作中,综合利用两种模式的视电阻率曲线及其组合规律信息,可以排除浅部低阻体的影响,确定隐伏断裂的位置。本文研究了浅部低阻体和断裂地层结构模型的ρ_(xy)、ρ_(yx)视电阻率曲线特征及变化规律,并将其用于深大断裂处的实测大地电磁测深资料的解释,地质效果较好。理论研究和实例验证说明利用ρ_(xy)、ρ_(yx)视电阻率曲线的特征可以为大地电磁测深资料解释提供有效的参考信息。     

应用TEM资料分析麻黄泉地区地层结构及沉积环境

为了在酒东盆地中寻找隐伏的砂岩型铀矿,需要研究麻黄泉地区的地层结构及沉积环境。通过开展瞬变电磁测量及相应的数据处理,建立了该区视电阻率与不同岩性的对应关系,根据岩性视电阻率差异,划分了盆地基底构造单元,确定测区存在3个大的视电阻率电性层,解释出沉积中心和冲积扇的空间位置。结合砂岩型铀矿的控矿因素,认为解释的斜坡区及冲积扇可作为下一步开展找矿工作的重点地段。     

感应测井几何因子理论计算及其应用

几何因子对于计算地层真实电阻率、了解地层特性、划分储层等起着相当重要的作用。这里建立双线圈系感应测井基本模型,分别得出纵、径向简单多层地层模型的几何因子理论曲线,从中可得知感应测井响应值受到目的层厚度、围岩电阻率、泥浆电阻率、侵入带等多种情况的因素影响,1目的层越厚,感应测井值越接近原状地层电阻率值;2在过渡带厚度不变的情况下,冲洗带深度越大,测量的电阻率越小,它的径向几何因子有下降的趋势,但是整体来说,随着冲洗带的半径增加,视电导率增加幅度变缓,且越来越接近过渡带地层的电导率;3在冲洗带厚度不变的情况下,过渡带的深度越小,越接近原始地层的电导率;4泥浆侵入会导致得到的地层电阻率与实际地层电阻率存在较大偏差。将这些结论应用于计算塔河油田石炭系区域井的真实电阻率中,得到塔河油田石炭系区域地层电阻率真值,最后解释结果与试油结果对比证实,这一过程确实提高了地层电阻率和冲洗带电阻率的精度。     

电性源瞬变电磁全区视电阻率定义

电性源瞬变电磁法是目前研究的热点,研究该方法的全区视电阻率定义同样很重要。文中给出了一种快速有效的全区视电阻率定义方法,利用该方法可以快速计算电性源瞬变电磁多分量的全区视电阻率。利用均匀半空间磁场强度响应曲线的平移伸缩特性实现视电阻率定义,该算法无需迭代就可以直接计算,速度快,精度高。最后,对比了水平磁场分量和垂直磁场分量定义的全区视电阻率对地层的分辨能力。结果表明,两种分量定义的全区视电阻率有相同的分辨能力,给电性源瞬变电磁法的多分量综合解释技术奠定了理论基础。     

海水层对海洋大地电磁勘探的影响研究

为了研究海水层对大地电磁测深的影响,建立了一维层状模型并进行计算。结果表明,海水层对电磁场的影响特征主要表现为高频段的影响大于低频段,磁场的影响大于电场,相位的影响大于振幅。针对海洋大地电磁测深中使用远参考道问题,设计了三种二维地电模型(取参考点位于陆地或海底,测点位于海底),并对三种模型的大地电磁响应进行了有限单元法数值模拟,通过异常对比研究表明,在海洋大地电磁测深中可以使用远参考道,获得海底深部介质的地电信息。     

裂缝性碳酸盐岩裂缝的双侧向测井响应特征及解释方法

裂缝评价是裂缝性碳酸盐岩储层评价的关键, 其常规评价方法受到裂缝发育的不均匀性及储层各向异性的影响而存在诸多困难.采用三维数值算法, 利用宏观各向异性地层模型, 研究不同的裂缝参数条件下双侧向测井响应特征, 由此导出一种用于裂缝孔隙度计算的快速算法.分析表明, 裂缝的双侧向响应同裂缝孔隙度与孔隙流体电导率之间存在明显的线性关系, 裂缝的倾角造成双侧向测井曲线幅度差异的变化; 不同倾斜情况下, 将双侧向测井响应近似表示为岩石基岩电阻率、裂缝孔隙度、裂缝流体电导率的函数, 用于裂缝孔隙度的快速计算.实际资料处理表明, 利用双侧向依据该方法确定的裂缝参数同成像测井资料具有良好的对应性.      

Interpreting Dual Laterolog Fracture Data in Fractured Carbonate Formation

The estimation of fractures is key to evaluating fractured carbonate reservoirs. It is difficult to evaluate this kind of reservoir because of its heterogeneously distributed fractures and anisotropy, A three-dimensional numerical model was used to simulate the responses of the dual laterolog （DLL） in a fractured formation based on a macro-isotropic anisotropic model, Accordingly, a fast fracture computing method was developed. First, the apparent conductivity of the DLL is linearly related to the porosity of the fracture and the conductivity of pore fluid. Second, the amplitude difference of the deep and shallow apparent resistivity logs is mainly dependent on the dip angle of the fracture. Then the response of the DLL to a formation with dip angle fractures is approximately depicted as a function of the bulk resistivity of the rock, the porosity of the fractures and the conductivity of fracture fluid. This function can be used to compute the porosity of fracture quickly. The actual data show that the fracture parameters determined by the DLL closely coincide with the formation micro imager log.     

提高伽马伽马曲线煤层定厚解释精度方法探讨

在贫煤地区,煤炭资源赋存差异较大,纳入资源量计算的煤层厚度也较低,个别地区甚至降到0.30m。目前煤层定厚解释常用视电阻率曲线和伽马伽马曲线。煤层顶底板在视电阻率曲线的解释点是"根部拐点",因此人为误差较小;而伽马伽马曲线的解释点是煤层密度和煤层顶底板密度的二维函数,变化较大。根据伽马伽马测井曲线的对称性原理,提出利用平均密度法确定煤层定厚点,即用煤层伽马伽马曲线幅值分别与顶、底板围岩的伽马伽马曲线幅值相乘后再开方的方法获得煤层定厚顶、底板解释点的伽马伽马幅值。该方法既提高了伽马伽马曲线煤层定厚解释精度,又将复杂问题简单化,在实际工作中具有较强的可操作性和使用性。     

高频垂直磁偶极子电磁场勘探深度的研究

研究了均匀半空间电阻率和介电常数对高频电磁法（100kHz-50MHz)的勘探深度的影响。通过对高频垂直磁偶极子在两层地电模型与均匀半空间模型产生的磁场的计算比较，得出结论：均匀半空间的电阻率越大，勘探深度也越大，同亲，介电常数越大，勘探深度也越大。这对仪器设计和正确分析对象深度有重要意义。     

Forward modeling and inversion of LWD induction data

The processing algorithms for high-frequency induction resistivity data are applied to logs acquired at different stages of well construction. Open-hole induction logging while reaming of vertical wells provides a priori information on geology and resistivity distribution. The resulting resistivity model can make reference in geosteering for deviated and horizontal drilling. Algorithms for inversion of high-frequency induction responses from layered media are used in a software package for processing LWD data. The software provides real-time inversion to recover resistivities and depths to layers in oil and gas reservoirs penetrated by wells of a complex trajectory. It also allows checking the inversion quality by analyzing the sensitivity of tool responses to model parameters with reference to the tool specifications.     

测量磁场水平分量H y的电性源广域电磁测深法

基于层状大地表面水平电偶极源电磁场公式系统,提出了比值法获取H y分量全区视电阻率计算公式。计算了层状地电模型多个收发距的电磁场各场分量E x、H y、H z,并用这三个场分量计算了全区视电阻率,以及E x/H y卡尼亚电阻率,并与模型的MT卡尼亚电阻率频谱曲线进行对比。发现H y全区视电阻率在赤道装置和轴向装置的广大区域对地电模型均有较好的响应,可进行单分量广域电磁测深。轴向装置H y全区视电阻率与赤道装置垂直磁场H z全区视电阻率相似,在低频段与层状模型大地电磁测深卡尼亚电阻率有相似的频率响应特征,在较小收发距条件下对大埋深基底就能有较好的响应。赤道装置和轴向装置测量的水平电场E x分量全区视电阻率在低频区均会进入“饱和”区。对于各电阻率定义方法,合适的收发距是较好地反映出地电特征深度变化的前提,多收发距测量有利于揭示深部电性特征。