脉冲中子双伽马谱饱和度测井方法及数值模拟研究

脉冲中子双伽马谱饱和度测井方法是利用特定的脉冲和测量时序设计,采用远、近伽马探测器记录非弹性散射和俘获伽马能谱以及伽马射线时间谱,通过获取C/O和地层宏观俘获截面等信息来确定地层含油饱和度.采用大直径仪器和BGO晶体探测器时,其采集的非弹性散射和俘获伽马能谱计数统计性优于国外仪器,重复脉冲发射中子后伽马射线时间谱仍满足指数衰减规律,且能使伽马射线时间谱的道计数累积,计数统计性好于常规中子寿命测井,得到的地层宏观俘获截面与单脉冲发射近似相同.在地层孔隙度未知的情况下,利用C/O和地层宏观俘获截面交会技术可以定量确定含油饱和度.     

岩石激发极化弛豫时间谱与孔隙结构、渗透率的关系

激发极化衰减曲线包含丰富的地层信息,且由多个指数衰减叠加而成.本文采用奇异值分解法对泥质砂岩的激发极化衰减谱进行多指数反演,得到光滑连续的激发极化弛豫时间谱,合适的弛豫时间分布点数为32～64.激发极化弛豫时间谱能够表征饱和NaCl溶液的岩石孔隙结构.结合孔隙度和弛豫时间几何平均值,能够显著提高渗透率的求取精度.     

新型贴井壁式阵列方位侧向测井数值模拟与响应特性

在现有侧向测井仪器基础上,提出了一种新型贴井壁式阵列方位侧向测井电极系,该仪器能提供径向和周向方位电阻率测量.该电极系采用贴井壁测量方式,提供5种径向探测深度.利用三维有限元方法模拟了阵列方位侧向测井电极系的井眼影响特性、径向探测特性、纵向分层能力、方位分辨能力,并模拟其对井周地层、水平井非对称泥浆侵入和倾斜地层的响应.在导电泥浆中最大探测深度为1.23m,纵向分辨率为0.3m,可以识别出0.1m薄层,方位分辨率为20°.贴井壁测量时,纵向分辨率不受泥浆和围岩电阻率的影响,能够准确测量井周方位电阻率,较不贴井壁测量具有很大优势,同时利用12条方位电阻率曲线能够反映出水平井泥浆非对称侵入特性,倾斜地层倾角和倾斜方向.     

多极子随钻声波测井波场模拟与采集模式分析

应用三维非均匀交错网格有限差分程序模拟了多极子随钻声波测井的波场,考察了硬地层中单极子随钻声波测井响应及软地层中声源频率对多极子随钻声波测井的影响;计算了接收阵列波形的时域相干谱及频散特征,结果表明随钻测井仪器居中时,在硬地层中可以直接利用单极子声系得到地层横波速度,但地层纵波受到钻铤波的极大干扰.而在软地层中可以利用单极子声系直接测得地层纵波速度,但地层横波速度则需要使用工作在较低频率下的四极子随钻声波仪来测得,此时测井频段又会落入钻井噪声频带而受到影响.为此本文提出数值模拟手段结合物理实验的方法得到钻铤波的影响,在实际测井中通过信号处理方法而不是用在仪器本体上刻槽的方式来更完全地消除钻铤的影响.为了避免钻井噪声的影响,本文提出六极子随钻声波仪更适合软地层的横波测量.本文用数值实验结果来说明这些方法的可行性.     

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.     

三维侧向测井电极系设计及其响应模拟(英文)

本文提出了一种将高分辨率阵列侧向和方位电极系综合在一起的三维侧向测井电极系3D-LS,该电极系具有径向、纵向和周向探测能力。通过有限元数值模拟计算,考察了井眼尺寸、冲洗带电阻率、侵入深度、层厚及围岩电阻率对六种不同探测模式的影响,确定了电极系尺寸和探测特性。分析伪几何因子,低侵时电极系的探测深度最深可达1.5m,其值接近斯伦贝谢双侧向电极系深探测深度,而大于高分辨率方位侧向成像仪深探测深度,并且三维侧向测井电极系可提供多条径向不同深度曲线,可更好地描述地层侵入剖面。无限厚地层条件下,方位电极可识别出厚度0.1m的异常体,利用方位侧向曲线半幅点对应异常体厚度判断,对异常体纵向分层能力可达0.5m。高阻背景下,异常体的电阻率越低,越靠近井眼,方位越大于15度,越易被方位电极探测。数值模拟结果为后续三维侧向测井电极系的研究奠定了基础,对低阻异常评价具有一定的指导意义。     

定向电磁波测井的倾斜天线系结构研究

采用水平层状各向异性介质中的磁流源并矢Green函数数值模拟了倾斜天线系随钻电磁波电阻率测井仪的电磁波传播特性.比较了轴向天线和倾斜天线在地层界面处的电流特性,从理论上揭示了倾斜天线系电磁波传播随钻测量探测地层界面位置及方位的原理.分析了采用倾斜天线系时电压的幅值衰减和相位移,理论上给出天线系倾角的选择方法.详细阐述了发射频率和源距参数的选择方法,给出了不同发射频率适用的源距范围.研究结果与现有两种国外定向随钻电磁波电阻率测井仪的参数一致,为国内定向测井仪器的研发及测井数据解释奠定理论基础.     

基坑帷幕渗漏瞬变电磁检测方法研究

本文研究位于地层中的发射电极导通或关断瞬间激发的瞬变电磁场在基坑帷幕和地层中的响应.针对实际的帷幕构建了三层介质模型,利用索末菲积分将点源激发的球面场分解为平面和柱面场的叠加后用分离变量法求解,给出了每层介质中势函数响应的积分表达式和数值计算结果.展现了帷幕电导率不同时三层介质的响应.瞬变电磁能量在地层和帷幕中既衰减又相移地向外扩散(不同于地层或帷幕在电场中的极化响应),其中相移描述瞬变电磁能量在空间的移动,具有传播特征,在帷幕边界会引起反射和透射,并在电导率高的帷幕中耦合出斜直线形状的等势面,与电导率低的帷幕响应形状差异明显.在帷幕另一侧的地层中产生不同极性的响应.帷幕渗漏位置电导率增加,帷幕和地层中测量的响应出现异常.从测量波形中分离出这些渗漏引起的异常即可对渗漏位置进行识别.以此为基础本文提出了基坑帷幕渗漏的瞬变电磁检测方法,对钻孔中的发射电极采用导通、关断、反向导通和反向关断的激发方式,在基坑帷幕两侧同步记录各接收电极的响应波形.获得四种基坑帷幕渗漏的检测信号:稳定直流场电位、自然电位、导通和关断激发的瞬态响应．与直流电法勘探相比,在检测效率基本不变的情况下通过时域波形记录了瞬...     

井中声电转换波场辐射能量定量分析

井中声激发极化效应研究是实现声激发极化测井实用化的技术基础,实质上是声波在双相孔隙介质中向电磁波的转化,其结果就是形成井中声电转换波场,最终表现为井中声场辐射能向电磁场能的转化.通过对双相孔隙介质中声激发极化过程声电转换波场能量的理论分析,研究了井中声电转换波场能量的总体构成,提出了井中低频声激发极化电场电能体密度的概念,并推导出具体表达式.通过采用实际地层参数模型进行井中低频声激发极化电场的模拟计算得到了井中低频声激发极化过程中电能体密度与声波频率与地层参数的相关关系.     

电测井中电流参数对地层的分辨能力分析

常规电测井一般通过测量供电电极的电流和测量电极之间的电位差来计算围岩的视电阻率并划分地层界面,而忽略了对电流参数的利用。本文基于欧姆定律,通过供电电极电流的变化定性分析其周围岩矿石电阻的变化,进而用电流强度变化曲线识别地层属性。理论分析和试验结果表明,供电电极电流大小取决于电极的接触电阻,而视电阻率大小取决两个测量电极之间或供电与测量电极之间介质的电阻率总和,因此,电流比视电阻率对地层的灵敏度要高一些。绘制电流强度测井曲线可以准确划分地层层位,确定地层厚度,且不增加成本。