水平层状介质中双侧向资料的全参数正则化迭代反演与应用

水平层状介质中的模型向量通常由地层原状电阻率、侵人带电阻率、侵入半径以及地层界面深度等参数组成,整个测井记录实质上是模型向量的非线性函数.本文将研究双侧向仪器Born近似表达式并建立用双侧向测井资料同时反演所有模型的全参数正则化迭代算法(RWPII).双侧向电极系上的电流和电位必须满足特定的聚焦条件,其正演模拟与Born近似表达式与非聚集型仪器完全不同.应用摄动原理,首先研究双侧向仪器响应的Born近似,给出电极系上的电流密度、电流和电位微小变化与电导率摄动之间的积分关系.然后,根据层状地层中电阻率分布特征以及半解析正演模拟技术,建立Fréchet导数矩阵的快速算法,该Fréchet导数矩阵包含了视电阻率对所有模型参数的偏导数.在此基础上,研究同时反演所有模型参数的正则化迭代算法,并给出正则化因子的具体计算方法.最后,应用理论模型和实际资料反演结果验证该反演算法的有效性.     

低阻油层双侧向测井的反演研究

对于双侧向测井反演，本文将广义逆反演方法用于消除侵入影响的三参数(侵入半径、侵入带电阻率、原状地层电阻率)反演中。通过实际多口井连续曲线的反演处理表明，本文提出的反演方法令理而且有效。同时，广义逆方法提高了反演计算的稳定性和精度。对低阻油层实际资料的处理结果与试油结论一致。     

斜井泥浆侵入仿真及其阵列侧向测井响应数值模拟

为了研究斜井泥浆侵入储层的井周岩石物理特征,采用广义曲线坐标系统模拟斜井泥浆侵入特性,进而研究泥浆侵入过程的阵列侧向测井响应.数值仿真表明,采用广义曲线坐标系消除了笛卡儿坐标系统在斜井边界处网格划分的锯齿现象;储层非均质造成泥浆侵入不均匀,储层渗透性越好,泥浆滤液侵入越深;泥浆滤液侵入使得井周地层饱和度、孔隙水矿化度的分布发生变化,进而造成斜井井周岩石电阻率分布剖面复杂变化;泥浆侵入过程中阵列侧向视电阻率变化以及深浅视电阻率的幅度差异,有效反映了斜井泥浆侵入特性;文中采用了基于Marquardt方法的阵列侧向测井四参数反演,有效恢复了斜井储层侵入剖面,得到了原状地层电阻率.斜井泥浆侵入特征及其阵列侧向测井响应模拟分析,有助于正确认识斜井井周岩石物理特征和利用阵列侧向测井进行斜井储层评价.     

感应-横向组合测井联合反演及多解性研究

电阻率测井反演问题解的局部收敛性和非唯一性增加了测井解释的难度，影响了实际的应用，把测量原理迥异的感应型和电流型测井结果联合起来反演，是减小这些影响的有效方法，利用经测井理论和反演技术，建立了适用感应－横向组合测井响应的联合演算法，研究了单一的横向测井反演的感应－横向联合反演的局部收敛性、非唯一性及解的偏差，结果表明，联合反演更有利于同时确定地层电阻率、侵入半径和侵入带电阻率，当初值地较大范围内变化时，反演结果均能在真值或真值附近收敛，改善了反演结果的局部收敛性，增加了反演结果的可信度，避免了差异较大乃至相互矛盾的解，现场实例证实了这一结论。     

基于阵列感应与自然电位联合反演地层水电阻率

原状地层水电阻率是重要的储层参数,也是进行精细储层评价的基础.基于泥浆侵入数值模拟与侵入过程中井周岩石物理特征分析,确定了薄膜电位的产生位置,针对储层高、低侵等不同侵入特征,提出了可适用于包括存在"低阻环"等不同侵入特征时储层电阻率分布的"五参数"地层模型,基于几何因子理论与有限元方法,建立了阵列感应与自然电位测井联合反演算法,实现了地层电阻率参数反演,重构了地层径向电阻率剖面,进而精确求取了地层水电阻率.通过对实际资料处理表明:反演算法稳定可靠,"五参数"模型能很好地表征储层电阻率分布形态,重构储层电阻率剖面,确定薄膜电位产生位置;基于阵列感应与自然电位的联合反演,能精确计算原状地层水电阻率,为储层评价与流体性质识别提供依据.     

随钻方位电磁波测井反演方法研究及在水平井中的应用

针对随钻方位电磁波测井仪器测井响应特征进行考察,提出了水平井和大斜度井多层界面三维电阻率反演方法,获取准确的水平井/大斜度井地层电阻率剖面和井眼地层位置关系,为储层评价提供可靠依据.以哈里伯顿ADR方位电阻率测井数据为例,利用基于Marquardt方法的三维电阻率反演方法计算地层电阻率和多层边界距离等参数,数值模拟及实际处理井结果显示,反演方法精度较高,反演结果准确可靠.多层界面三维电阻率反演对储层精确评价和储量复算具有重要意义,在实时地质导向中具有广阔应用前景.     

井中激电三维数值模拟及井眼影响因素分析

本文基于异常电位法,使用变步长有限差分的数值模拟方法,通过matlab编程实现了井中激电的三维数值模拟,由具有解析解的球形异常体模型验证了其正确性.同时,分析了侵入带、井径、不同电极系装置和不同井液电阻率对井中激电的影响,通过分析表明井径越小,井液电阻率与背景电阻率差别越大,其对视电阻率的影响就会越大,反之影响会变小;随着测点与点源距离的增加,电流密度随之减小,无论井径还是井液电阻率的影响等也会相应减小;井液及其侵入带相对于围岩低阻时,含有侵入带的视电阻率曲线较无侵入时突变范围变宽,而视极化率响应曲线突变范围变窄.最后根据不同条件下的视电阻率或视极化率响应,采用"自适应噪声滤波"算法对井液电阻率和侵入带等的影响进行了校正,结果表明,此校正方法具有一定的校正效果.     

随钻双感应测井仪三维响应模拟及理论刻度(英文)

本文利用矢量有限元法模拟了一种新型的随钻双感应测井仪器在三维非均匀地层中的响应,分析了井眼、泥浆、侵入带、围岩和仪器偏心对仪器信号的影响,并对仪器刻度时的最佳刻度环参数和刻度系数进行了研究。研究表明:这种新型的随钻双感应测井仪器探测深度优于现有随钻电磁波测井仪器,并具有一定的方位探测能力。深感应和中感应具有不同的最佳刻度环参数和刻度系数,通过刻度和标定响应信号均可达到与地层电导率一致的线性关系。由于探测深度和分辨率不同,深感应和中感应受井眼等地层模型参数和仪器偏心的影响程度不一样,校正系数也不相同。文中结果对随钻双感应测井仪器的研发和资料的应用具有参考意义。     

轴对称介质阵列侧向测井资料快速反演方法研究（英文）

阵列侧向测井具有分辨率高、探测深度多等优势,但受围岩、侵入等因素影响会导致油层漏失和错判,在阵列侧向测井资料的反演时需要考虑这些因素,以使反演结果反映原状地层真实情况。阵列侧向测井资料的反演遇到的问题是:反演参数多,导致雅克比矩阵计算困难;正演速度慢,反演初值选取困难。为此,本文研发了一种阵列侧向测井资料快速处理方法。首先,分析层厚、围岩及侵入等对阵列侧向测井响应的主控因素;然后,基于深度开窗技术,将全井段的阵列侧向测井资料的处理问题转化为一系列连续深度窗口内地层的2D反演;针对深度窗口内每个地层,结合1D等效快速正演算法,实现地层径向电阻率剖面的快速提取;最后,以1D反演结果为初值,进一步消除围岩和层厚对视电阻率响应的影响。数值模拟结果表明:阵列侧向测井响应受侵入影响严重,而层厚和围岩影响次之;开窗技术极大降低了反演参数数量,提高反演的速度。实际井资料处理结果表明,2D反演实现了对地层纵横向电阻率分布的快速重构,提升了储层饱和度计算的精度。     

基于卷积神经网络和MPGA-LM算法的阵列侧向测井快速反演方法

在大斜度井/水平井环境下,阵列侧向测井受钻井液侵入、地层倾角和各向异性等多种因素影响,导致测井响应复杂,需借助反演手段提取地层真实电阻率.然而,阵列侧向测井三维正演效率低,难以满足测井资料快速反演和油气藏快速评价的需求.为此,本文基于深度学习并联合混合多种群遗传(MPGA)与列文伯格马奎特(LM)算法建立了一种快速反演方法.首先从地层参数敏感性出发,基于严格的三维有限元正演算法,依次确定侵入、各向异性和地层倾角的敏感性大小;其次,引入深度学习和模型可视化技术,实现斜井各向异性地层阵列侧向测井响应的快速正演;最后,基于数据集分解技术和混合MPGA-LM算法,实现斜井各向异性地层电阻率剖面快速精确重构.数值模拟结果表明:斜井各向异性地层中,阵列侧向测井响应对侵入深度敏感性最高,各向异性和地层倾角次之;相较于反向传播神经网络(BPNN),二维卷积神经网络(2D-CNN)能够实现阵列侧向测井响应的快速精确计算,计算一个测井点仅需0.36 ms,精度可达99％左右;基于三层反演模型的MPGA-LM混合算法稳定性强,电阻率参数反演精度高的优点,可用于阵列侧向测井资料的快速处理.     

5频等参数阵列相位差感应电阻率

随着复杂油气田的广泛勘探,对测井技术提出了新的要求,阵列感应电阻率的出现可得到较准确的地层真电阻率,但我国的阵列感应电阻率测井仪主要依赖进口,限制了我测井不能在与仪器供给商有利益冲突的国家或地区进行同类作业服务.本文介绍了5频等参数阵列相位感应电阻率测井仪器原理、设计流程,与常规感应电阻率、俄罗斯VIKIZ测井资料的对比.阵列相位差感应电阻率测井仪较好的解决了常规感应测井仪器中存在的纵向分辨率差、径向探测深度浅、井眼影响大、不能解决复杂侵入剖面等问题,具有较好的分辨能力,适合于水淹层测井、薄层测井、剩余油测井.     

神经网络反演双侧向电阻率测井曲线的物理约束

以一种新型高分辨率双侧向测井仪器在二维轴对称地层模型中的模拟响应为训练集训练BP神经网络，得到了针对该双侧向测井仪的反演网络模型。在训练中，神经网络结构的确定一般采用交叉验证法，但这种验证法经验性的成分偏重，不能完全解决网络结构的范化问题。为此，本文在模型的训练中，在交叉验证的基础上，根据双侧向测井的原理和仪器响应特性，提出了一种新的物理约束方法；反演地层电阻率的误差应随着侵入半径的增加而加大，违反此规律的模型不予采纳。理论研究结果表明，由此得到的神经网络模型具有很好的范化能力。     

过套管电阻率测井仪器的径向探测特性

为研究过套管电阻率测井仪器的径向探测特性,本文给出了反映地层径向介质变化的几何因子.利用过套管电阻率测井的传输线方程实现了电阻率测井几何因子的数值计算,针对Schlumberger公司的CHFR测井仪和俄罗斯的ЭКОС-31-7测井仪分别计算了几何因子响应曲线,通过曲线分析发现：两种测井仪对低侵剖面（有低阻流体侵入）均有较大的探测半径,但随侵入流体电阻的增大（高侵剖面）仪器的径向探测半径在减小,本文的研究为地层电阻率测井解释和仪器径向探测特性分析提供了理论依据.     

蒙城地震台地电阻率各向异性参量研究

地电阻率各向异性参量计算方法是由钱复业,赵玉林等研究出来的方法。我们试用该方法编制相应的计算机程序,对蒙城地震台1978～2008年地电阻率的数据进行处理;并结合震例进行对比分析,发现对于震中距300km内的中强震,与地电阻率各向异性参数的趋势性变化存在密切的关系;地电阻率各向异性参量特征可以反映孕震区地下介质的孕震信息,对未来地震的预测将起到一定作用。     

聚合物驱油层电阻率测井响应变化特征研究(英文)

油层注入聚合物溶液后,电阻率测井响应发生与水驱不同的变化特征,严重影响水淹层测井评价的效果。本文首先分析了聚合物溶液的导电性质,其次按照聚合物驱油层不同施工流程开展岩电实验研究,分析不同驱替阶段的岩石电阻率的变化特征。并对比分析聚合物驱与水驱油层电阻率测井响应的差异。结果表明,不同聚合物驱替饱含油岩心过程,岩心电阻率随饱和度变化呈现"w"型或"S"型和单调下降的形态;清水聚合物驱油层电阻率测井响应呈现弱、未水淹的特征;污水聚合物驱油层电阻率测井响应呈现与污水水驱相似的变化特征。     

Multi‐dimensional analyses of the SEAM controlled source electromagnetic data—the story of a blind test of interpretation workflows

Using a subset of the SEG Advanced Modeling Program Phase I controlled‐source electromagnetic data, we apply our standard controlled‐source electromagnetic interpretation workflows to delineate a simulated hydrocarbon reservoir. Experience learned from characterizing such a complicated model offers us an opportunity to refine our workflows to achieve better interpretation quality. The exercise proceeded in a blind test style, where the interpreting geophysicists did not know the true resistivity model until the end of the project. Rather, the interpreters were provided a traditional controlled‐source electromagnetic data package, including electric field measurements, interpreted seismic horizons, and well log data. Based on petrophysical analysis, a background resistivity model was established first. Then, the interpreters started with feasibility studies to establish the recoverability of the prospect and carefully stepped through 1D, 2.5D, and 3D inversions with seismic and well log data integrated at each stage. A high‐resistivity zone is identified with 1D analysis and further characterized with 2.5D inversions. Its lateral distribution is confirmed with a 3D anisotropic inversion. The importance of integrating all available geophysical and petrophysical data to derive more accurate interpretation is demonstrated.     

用有限差分法计算各向异性介质中多分量感应测井的响应

感应测井电阻率是砂泥岩储层中定量评价含油气性的主要参数之一,然而由于储层电各向异性的存在,传统的感应测井仪得到的电阻率主要响应地层的水平电阻率,比地层的垂直电阻率小,由此计算的含水饱和度偏高．多分量感应测井则可以通过不同方向的发射和接收,测量多个分量,弥补上述缺陷,为储层的含油气性评价提供准确信息．本文用交错网格有限差分法导出了主轴各向异性介质中Maxwell方程的离散化关系式,计算了三维各向异性介质中多分量感应测井的电磁响应．利用三层模型的数值模拟,分析了不同磁场分量对各向异性介质的响应特性,用多层模型和倾斜各向异性地层的响应计算检验了所编制的交错网格有限差分法程序．     

孔隙结构对储层电性及测井解释评价的影响（英文）

在多个区块的测井评价工作发现,孔隙结构直接影响储集层的品质和油气层的电阻率,是测井准确评价流体性质的关键。岩石物理资料表明不同区块内影响储层孔隙结构的因素不同,但效果是一致的,即孔隙结构的复杂程度控制着储层的储集能力和渗透能力。孔隙结构的复杂程度影响了储层中导电流体的分布和含量,从而控制了储层的电阻率。储层出现低阻油气层的内因均为复杂的孔隙结构（骨架导电及工程原因除外）。测井储层评价在分析控制储层孔隙结构复杂程度的地质因素及储层分类的基础上,针对不同类型储层采用不同的模型、参数和标准,可以有效的认识储层品质和识别不同类型储层的流体性质。