随钻方位伽马测井快速正演及定向井动态监测

钻定向井水平井已成为近些年钻井行业的热点.钻水平井过程中,地质导向起着关键作用,井眼轨迹的动态监测是其中的一个重要方面,包括沿钻进方向钻头距上下界面距离及距界面的垂直距离等,从而使井眼轨迹尽量保持在目的层中,最大限度的提高油气采收率.本文基于方位伽马测井的测量原理并结合几何特征,推导了一种随钻方位伽马测井的快速正演方法,该方法使正演计算中的复杂性大大降低,克服了利用蒙特卡罗方法正演模拟的困难.同时,本文利用方位伽马正演模拟曲线,对钻进过程中沿钻进方向上钻头到层界面距离及钻头距界面的垂直距离进行了反演计算.通过正演及反演结果对比,证明该方法在地质导向中应用的可行性.     

鄂尔多斯盆地延长组高自然伽马砂岩储层特征

鄂尔多斯盆地延长组岩芯分析与测井特征研究表明,相对高自然伽马砂岩具有高长石、高Th、局部高U、K含量变化不大的共同特征,Th、U含量特征与凝灰岩极为相似;相对高自然伽马砂岩具有相对高自然伽马、高声波时差、低电阻率值的测井曲线特征,与凝灰岩测井曲线特征也极其相似;再者,从长6到长4+5油层组的各亚组,凝灰岩层逐渐不发育的同时,伴随相对高自然伽马砂岩发育程度依次增强;上述3项特征预示着延长组相对高自然伽马砂岩可能为同沉积期或较先期沉积的凝灰岩经搬运后作为砂岩组成部分再沉积形成的.四性关系研究表明：（1）依据自然伽马-自然电位曲线重叠图、声波时差-自然电位曲线重叠图,可快速识别相对高自然伽马砂岩;（2）相对高自然伽马砂岩具有相对发育的次生孔隙,非均质性强,一般物性越好,声波时差-自然电位曲线重叠图幅度差越大;（3）计算自然电位-自然电位曲线重叠图的幅度差,反映相对高自然伽马砂岩含油性,幅度差越大,表明其含油性越好.     

基于时频分析的中子非弹性散射伽马能谱反演方法

本文针对脉冲中子多循环发射过程中测量的非弹伽马能谱受俘获能谱干扰,引起的油水区分度小的问题,提出了利用时间谱和能谱结合获取纯净非弹伽马能谱的方法.通过蒙特卡罗方法建立C/O仪器数值计算模型,模拟不同井眼和地层条件下的伽马时间谱,分析了井眼和地层对伽马能谱的贡献,对比了俘获伽马时间谱理论计算结果和模拟结果,同时利用某油田刻度井实测数据,验证该方法在评价含油饱和度的可靠性.结果 表明:井眼条件是影响伽马能谱的主控因素;利用理论计算的脉冲区内俘获密度和数值模拟结果一致;采用该方法处理某油田刻度井实测数据,C/O对油、水差异反应更加灵敏度,油水动态范围提高;最终实测井数据也验证了该方法的准确性.     

西沙海域上新统—全新统高伽马地层的发现及地质分析

高伽马地层是指比泥岩层伽马值相当或更高的地层,主要有四种成因:与同沉积火山事件有关、黏土类型和含量的变化、含有放射性强的特殊矿物和注水开发造成的放射性污染等,对其研究对深化地质评价有帮助.本文根据最新钻井资料首次在西沙海域识别出高伽马地层,并结合高品质三维地震资料对其展布和成因进行研究.高伽马地层纵向上有两套,伽马均值140～174 API,比上覆和下伏泥岩层高出约40%～74%;平面上层段1仅在W2井区发育,层段2两口井均发育且可对比,向W1井方向厚度和伽马值均增加.从三个方面进行成因分析:首先,对钻头尺寸、接单根和钻井参数等分析,可排除钻井工程因素.其次,经钻井液性质和井径等分析可排除随钻伽马测量方面因素.再次,通过地质分析表明高伽马地层是由火山活动引起,主要有五个依据:(1)国内大量实际资料表明中性-酸性火成岩具有高伽马特征;(2)处于拉张环境的南海北部大陆边缘火山活动频繁,基性和中-酸性火成岩都发育;(3)南海北部钻遇的中-酸性火成岩具有高伽马特征;(4)海岛钻井等4类资料均证实西沙海域晚期火山活动较频繁;(5)地层高放射性物质来自邻近的火山岛.     

随钻方位伽马测井仪器设计及试验

方位伽马测量仪是钻井行业普遍应用的一种重要的随钻测井仪器.随钻方位伽马测井仪器能在钻井过程中有效测量地层的放射性强度,为钻井工程提供方位地质参数、区分原状地层的岩性,进而为地质导向提供地层信息.本文依托随钻伽马测井基本方法原理,简要探讨了随钻方位伽马探测器的设计方法,基于探测器安装剖面的建模条件,采用MATLAB软件详细计算了不同尺度晶体在不同钻井速度下的仪器性能指标,通过理论计算和实验验证了设计的正确性和可行性,在此基础上,阐述了随钻伽马井下测量仪器的刻度方法.现场实际应用证明,该仪器在国内地质导向系统中取得了良好的应用效果.     

伽马拟声波分频重构反演在储层预测中的应用

在地质和地震资料研究基础上,通过岩心、录井和测井分析,探索不同频率尺度测井曲线的储层意义,优选研究区内钻穿古近系底砂岩段砂泥薄互层储层5口探井的储层敏感曲线.在曲线预处理、标准化和敏感性分析的前提下,利用曲线分频拟合,对储层敏感曲线和声波曲线做小波多尺度分解,提取反映薄互层储层岩性变化的中频中尺度伽马曲线和反映地层速度的低频大尺度声波曲线.利用统计模型信息融合构建具有声波量纲的拟声波曲线.在地质研究和沉积演化模式的指导下,运用井约束反演的方法补充地震资料的高频和低频信息,提高地震资料的质量,预测有利储层分布.研究表明,伽马拟声波分频重构反演能有效的提高地震资料的纵向和横向分辨率,刻画复杂地质条件下的薄层储层分布.     

基于Born敏感核函数的速度、密度双参数全波形反演

速度、密度之间的相互耦合使得密度在多参数全波形反演中较难获得.本文将截断高斯-牛顿法用于声介质速度、密度双参数全波形反演,通过考虑近似Hessian矩阵中反映速度、密度相互作用的非主对角块元素,有效解决了多参数全波形反演中速度、密度之间的耦合问题,在不采用反演策略的情况下,仍能够获得精度较高的速度、密度反演结果.常规的截断牛顿类全波形反演通常利用一阶伴随状态法求取目标函数对模型参数的梯度,利用二阶伴随状态法或有限差分法求解Hessian-向量乘,在每一步内循环迭代过程中需要额外求解两次正演问题,计算量较大.本文基于Born近似,将梯度计算中的核函数-向量乘表示为具有明确物理意义的向量-标量乘的累加运算,同时将Hessian-向量乘转化为两次核函数-向量乘,无需额外求解正演问题,有效降低了计算量.数值实验证明了本文提出的方法的有效性.     

变密度声波方程多参数全波形反演策略

多参数全波形反演中各参数之间的相互耦合增加了反演的非线性程度.通过分析各参数之间的相互影响,提出合理的多参数反演策略是解决该问题的有效途径.本文从变密度声波方程出发,首先研究了密度在速度反演中的重要作用,然后分析了速度对密度反演的影响程度,进而提出了一种有利于速度、密度分步联合反演的策略.第一步,利用给定的初始模型对速度、密度进行同时反演,得到比较可靠的速度反演结果;第二步,利用第一步反演得到的速度和给定的初始密度作为初始模型,继续进行双参数同时反演,这样可以同时得到比较可靠的速度、密度反演结果.为了进一步提高反演精度,将第二步反演得到的速度、密度作为初始模型,再进行下一轮双参数联合反演.二维理论模型实验结果充分说明了本文提出的这种反演策略的有效性.     

基于伽马能谱的元素测井发展历程及技术展望

随着对油气勘探开发的不断深入,勘探对象复杂,给测井解释评价带来极大的挑战.基于伽马能谱的元素测井是通过测量地层元素自发产生或中子源激发的次生伽马能谱,利用谱解析方法获得地层元素含量,为复杂储层测井评价提供一种有效手段.本文全面归纳总结了伽马元素能谱测井的发展历程,认为其可分为四个大的阶段:自然伽马能谱测井、地球化学测井、元素俘获能谱测井和基于脉冲中子源的元素能谱测井;并对其测井技术进行展望,认为基于伽马能谱的元素测井应遵循"三多"发展趋势,即:多功能仪器设计、多参数成果解释和多方位近钻头测量.     

非均匀流-固边界耦合介质多参数全波形反演方法

海洋勘探环境可以抽象为下伏固体与上覆流体相互耦合的介质,本文针对流-固边界耦合介质提出了一种高效、稳定的多参数（速度和密度）全波形反演方法.本文采用弹性波一阶位移-应力方程作为过渡层耦合声波压力方程与弹性波位移方程来模拟耦合环境,相比于传统的交错网格建模方法或者构建连续性条件,本文提出的方法在正演精度和稳定性上凸显出很大优势,极大降低了计算内存.反演策略对多参数全波形反演至关重要,由于不同参数之间的相互耦合使得密度在多参数全波形反演中较难获得,因此本文将非均匀流-固边界耦合介质多参数全波形反演分为两个步骤完成：第一步利用变密度声波方程结合推导出的密度梯度算子进行纵波速度和密度的双参数反演;第二步根据链式法则求取横波速度的梯度,结合第一步的反演结果使用流-固边界耦合方程反演横波速度.最后通过与声波动方程数值模拟结果对比证明正演算法的准确性;上覆流体的Marmousi-2模型的数值试验测试说明反演方法的有效性和适应性.