水平井感应测井响应影响因素数值模拟分析

地层电阻率是影响油气或煤层气评价的重要参数,水平井中常利用感应测井确定地层电阻率,由于水平井与直井测量环境有较大差异,响应方式势必与直井不同.水平井测井响应的环境影响复杂,不能使用基于几何因子的信号处理,必须通过三维正演数值模拟方法研究响应特征.本文利用基于有限元方法的COMSOL Multiphysics软件对三层对称地层模型中的水平井感应测井响应进行了数值模拟分析.通过分析比较源距为0.3m、0.6m、0.9m、1.2m的四个水平线圈系的响应特征发现,不同源距的线圈系测得的电导率值受仪器位置、上下围岩电导率、目的层厚度和仪器偏心的影响规律不同.数值模拟结果对水平井的解释工作及仪器研发具有指导性意义.     

含裂缝地层的过套管电阻率测井响应特征研究

由于石油压裂开采等开发措施的实施,会使在套管周围存在着许多被油气等高阻流体填充的微裂缝.尽管这些裂缝或孔隙可能很小,但对套管井电阻率测量会有非常大的影响,甚至会改变原地层的电阻率测井特征,因此裂缝测井响应的计算及考察对过套管电阻率测井十分重要.为解决裂缝测井响应的计算问题,本文提出了计算等效电阻的电流通量管模型,利用该电流通量管模型给出了含垂直裂缝地层横向电阻的计算方法,基于传输线方程法及地层电阻的过套管测量方法实现了含裂缝地层的过套管电阻率测井响应的数值计算,通过计算实例考察了地层裂缝对过套管电阻率测井响应的影响.算例表明：裂缝中的高阻流体对地层视电阻率测量结果会有较大的影响;环形裂隙比垂直裂缝有更大的电阻率测井响应.本文的研究为解决微裂缝过套管电阻率测井响应的计算这一关键技术问题提供了一种可行的计算与考察方法.

     

盐水泥浆条件下定向井双侧向测井环境校正方法研究

在定向井中,双侧向测井数据由于受井眼、围岩、井斜、径向侵入等环境因素的影响,难以准确地估算储层的电阻率和更准确地识别储层流体.本文拟提出图版法和反演法相结合的思路来研究地层视电阻率的校正问题.首先,针对研究区的测井环境和钻井液电阻率,计算了不同尺寸井眼的双侧向测井响应,绘制了井眼校正图版;然后,针对斜度井地层模型,采用三维有限元方法计算了不同井斜、不同厚度地层的测井响应,构建了井斜-围岩/层厚图版,利用该图版实现了井眼校正和井斜-围岩/层厚的电阻率快速校正.最后,针对钻井液侵入的影响,采用反演方法计算了侵入半径和地层真电阻率,最终实现了双侧向测井的环境校正.利用上述理论与方法对海洋中定向井的双侧向测井资料进行了环境校正,提高了储层流体定性识别和定量评价的精度.     

用梯度和感应测井联合确定地层电阻率各向异性

实际地层可能出现2种电阻率的宏观各向异性:微观的统计平均效应和裂缝走向等因素的构造效应.三分量感应测井方法可能是确定地层电阻率各向异性的最好方法,但是,该仪器目前在中国还没有应用.已有的数据一般是梯度和双感应曲线,梯度和双感应曲线单独使用都难以揭示各向异性,但是,将二者联合使用则有可能.在反演模型中考虑了电阻率各向异性的存在,给出了梯度和双感应曲线联合求地层电阻率各向异性的方法.通过直井水平层的二维人工模型表明,用感应方法可确定地层的水平电阻率和厚度.而梯度方法的视电阻率可以近似看作水平电阻率和纵向电阻率的几何平均值,梯度方法的视厚度是各向异性参数和真实厚度的乘积.因而不能用梯度方法单独确定各向异性参数和真实厚度2个参数中的任何1个.然而,联合梯度和双感应的方法则可能确定3个参数:各向异性参数,水平电阻率和地层厚度.人工数据的例子表明了这种联合的可行性.     

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.     

不良胶结水泥环缝隙中高阻流体的过套管电阻率测井响应

考虑不良胶结水泥环缝隙中高阻流体对地层横向电阻的影响后,由传输线方程实现了缝隙中含流体的过套管电阻率测井响应的计算,并考察了缝隙中高阻流体的过套管电阻率测井响应.算例表明:水泥环不良胶结缝隙中的高阻流体对低阻地层视电阻率测量结果会有较大的影响;地层视电阻率曲线与流体包围套管的扇环张角呈非线性关系,高阻流体环比高阻流体扇环有更高的电阻率测井响应.     

双侧向测井响应计算洞穴充填物电阻率方法

碳酸盐岩缝洞储集体具有丰富的油气资源,洞穴是其最主要的储集空间,电性特征是评价洞穴充填情况的重要指标,利用双侧向测井资料表征洞穴充填物真实的电性特征对洞穴充填情况的准确评价具有重要的作用.应用三维有限元法对等效洞穴地层模型进行双侧向测井响应数值模拟,分析洞穴尺寸、洞穴充填物和基岩对双侧向测井响应的影响.分析结果表明:当洞穴较大时,浅侧向测井响应受基岩和洞穴尺寸影响很小,可直接将浅侧向测井响应作为洞穴充填物电阻率;当洞穴较小时,双侧向测井响应无法直接反映洞穴充填物电阻率,因此应用洞穴尺寸、基岩电阻率和浅侧向测井响应建立洞穴充填物电阻率的计算模型.该模型计算得到的洞穴充填物电阻率与给定的洞穴充填物电阻率具有很好的相似性,在西部某油田实际井资料处理解释中亦取得了良好的应用效果.洞穴充填物电阻率的准确计算为缝洞储集体的测井识别和解释评价提供了有力支撑.     

用磁流源并矢Green函数的递推矩阵方法计算层状各向异性地层中多分量感应测井响应

采用递推矩阵方法计算各向异性介质的磁流源并矢Green函数,并利用上述并矢Green函数对层状各向异性倾斜地层中多分量感应测井的响应进行数值模拟,分析了线圈距、层厚、倾角和围岩对多分量感应测井响应的影响.计算发现,共面视电导率比共轴视电导率变化规律复杂,不能反映地层电导率的真实情况.各向异性地层共轴视电导率随井眼相对倾角的增加而减小,而共面视电导率随井眼相对倾角的增加而增加.仪器的垂向分辨率、围岩各向异性对目的层响应的影响程度取决于线圈距,围岩各向异性对高电导率目的层中测井响应的影响大于对高电阻率目的层中测井响应的影响.     

地层各向异性指数因子的计算方法

针对三维感应测井问题,提出了利用三维感应测井分量视电导率确定地层(TI地层)各向异性指数因子(水平电导率与垂直电导率之比)的计算与确定方法.论文分别给出了图版法和牛顿迭代计算方法,介绍了地层各向异性指数因子的图板制作及利用图版确定地层各向异性指数因子的方法;导出了地层视电导率偏导计算方程,利用非线性方程组的牛顿迭代解法实现了地层各向异性指数因子的数值计算,还给出了数值算例,计算结果与地层模型获得了很好的一致性,表明本方法对分析地层的各向电导特性及测井资料解释应用将具有重要的借鉴和参考意义.     

用梯度和感应测井联合确定地层电阻率各向异性(英文)

实际地层可能出现 2种电阻率的宏观各向异性 :微观的统计平均效应和裂缝走向等因素的构造效应。三分量感应测井方法可能是确定地层电阻率各向异性的最好方法 ,但是 ,该仪器目前在中国还没有应用。已有的数据一般是梯度和双感应曲线 ,梯度和双感应曲线单独使用都难以揭示各向异性 ,但是 ,将二者联合使用则有可能。在反演模型中考虑了电阻率各向异性的存在 ,给出了梯度和双感应曲线联合求地层电阻率各向异性的方法。通过直井水平层的二维人工模型表明 ,用感应方法可确定地层的水平电阻率和厚度。而梯度方法的视电阻率可以近似看作水平电阻率和纵向电阻率的几何平均值 ,梯度方法的视厚度是各向异性参数和真实厚度的乘积。因而不能用梯度方法单独确定各向异性参数和真实厚度 2个参数中的任何 1个。然而 ,联合梯度和双感应的方法则可能确定 3个参数 :各向异性参数 ,水平电阻率和地层厚度。人工数据的例子表明了这种联合的可行性     

用正演数值计算方法开展双侧向测井对裂缝的响应研究

采用有限元分析软件ANSYS对裂缝的双侧向测井视电阻率与裂缝孔隙度、泥浆电阻率、裂缝倾角和基岩电阻率的关系进行了计算. 在大量正演数据的基础上得出双侧向测井响应反演公式和裂缝孔隙度计算公式,提出更为精细的裂缝倾角的弹性划分模型,用双侧向视电阻率值近似估算裂缝倾角的方法,提高了利用双侧向测井求裂缝产状与裂缝孔隙度（裂缝宽度）的精度.     

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.     

井壁电成像测井全三维数值模拟与裂缝评价模型

根据井壁电成像测井仪器工作原理和技术指标,用三维有限元法研制了全空间数值模拟程序,并运用该程序对单裂缝地层介质模型测井响应进行了模拟计算,考察了测井响应随裂缝张开度、电阻率对比度的变化关系及仪器对双平行裂缝的分辨率,建立了用井壁电成像测井资料定量评价裂缝张开度的公式,针对所建公式在模型井中进行了测井资料处理验证,其结果比国外的方法精确.     

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。     

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.     

井旁裂缝的双侧向测井物理模拟及特征分析

为深入认识裂缝性地层的双侧向测井响应特征,指导裂缝识别及裂缝参数表征,基于数值仿真开展了井旁裂缝的缩小比例物理模拟.在物理模拟平台构建的基础上,用不同浓度的氯化钠溶液模拟基岩,用不同宽度的镀锌板来模拟高导裂缝,实现测量过程的可视化.通过实验分析井旁裂缝的规模、发育位置和产状等因素对深、浅侧向电阻率的影响.研究表明:在仪器有效探测范围内,垂直缝延伸长度对深浅侧向电阻率的数值影响较小;裂缝离井壁越远,双侧向电阻率明显增大,但深浅侧向电阻率值的降低幅度不同;随着裂缝倾角增大,深侧向电阻率增大,浅侧向电阻率无明显变化,深浅侧向电阻率从负幅度差向正幅度差过渡,但临界角的观测十分困难,应用双侧向测井判断地层产状时,需特别注意其适用条件.     

实际井眼条件下过套管电阻率测井响应的传输线方程正演算法

过套管电阻率测井通过测量套管壁电势实现测量地层视电阻率,不同的地层模型对过套管电阻率测井会有不同的测井响应. 在传输线方程系数中本文考虑了径向含多个界面地层的影响,对轴向（井轴方向）呈层状、径向阶跃变化地层模型,给出了电势分布递推公式,计算了过套管电阻率测井响应,绘出了测井响应曲线. 算例表明,该方法有较强的轴向地层界面分辨能力;对径向均匀地层计算结果非常接近地层模型电导率,能较好地反映实际地层特征;对高电导地层,低电导水泥环有明显的测井响应;当径向存在多个地层界面时计算结果则为径向各层电导率的综合反映,不是某一径向层的电导率;算例显示该方法有较快（算例运行时间在1s内）的计算速度.     

基于多分量感应测井的地层水平电阻率快速提取方法及应用

获取地层水平电阻率Rb和识别低电阻率对比度薄互层对裂缝性油气藏、页岩油气藏勘探开发至关重要,本文基于层状各向异性介质多分量感应测井响应解析解,研究了不同井斜条件下的磁场交叉分量Hxz、Hzx响应特征,通过组合交叉分量,定义了一种能指示地层层理方向电阻率大小的函数Pha,再建立Pha与地层Rh的对应刻度图版,用于快速提取...     

裂缝的双侧向测井响应的数学模型及裂缝孔隙度的定量解释

根据裂缝双侧向测井响应的特征，裂缝分３种状态：低角度裂缝、倾斜裂缝和高角度裂缝，给出了判断裂缝状态的方法；建立了裂缝的双侧向测井响应与裂缝孔隙度、裂缝内流体电导率、基岩电导率之间的函数关系；得出人工估算和计算机精确计算裂缝孔隙度的两套反演公式及相应计算方法．     

裂缝的双侧向测井响应的数学模型及裂缝孔隙度的定量解释

根据裂缝双侧向测井响应的特征,裂缝分３种状态：低角度裂缝、倾斜裂缝和高角度裂缝,给出了判断裂缝状态的方法;建立了裂缝的双侧向测井响应与裂缝孔隙度、裂缝内流体电导率、基岩电导率之间的函数关系;得出人工估算和计算机精确计算裂缝孔隙度的两套反演公式及相应计算方法．