水平井和大斜度井中阵列侧向测井响应数值模拟

针对水平井和大斜度井中阵列侧向电极系的工作原理,利用多电场叠加方式进行电场合成,采用三维有限元方法模拟仿真各个分电场的场分布,进而利用电场线性叠加原理得到阵列侧向测井响应。在基于计算机仿真的基础上,得到阵列侧向五条测井曲线的径向探测深度,阵列侧向径向探测深度要小于深侧向探测深度。考察了三维地层模型下井斜和侵入深度变化对阵列侧向测井响应的影响,分析了水平井和大斜度井中阵列侧向测井响应特征。模拟结果表明,在井斜小于15°时,阵列侧向测井响应受井斜影响小,可以不进行井斜校正;井斜超过60°的大斜度井以及水平井中,阵列侧向测井响应视地层厚度逐渐增大,测井响应值与直井条件下响应值差别较大,必须进行井斜校正。     

0.2 m高分辨率双侧向测井仪器仿真设计

为满足油田薄层及薄互层开发的需求,采用数值模拟与电路仿真联合的交互式仪器仿真设计方法,开发了高分辨率数字聚焦双侧向测井仪器。通过仪器仿真,形成了纵向分辨率为0.2 m、深浅侧向探测深度分别为1.09 m、0.38 m的双侧向测井电极系,并得到了不同地层条件下测量信号的幅度以及视电阻率测量误差。现场应用效果表明,所设计的双侧向测井仪器的纵向分辨率与探测深度达到了理论指标,曲线重复性满足质量要求。仪器仿真方法有效地沟通了理论设计与仪器实现,不仅有助于0.2 m高分辨率双侧向测井仪器开发,同样也适用于电极型测井仪器设计。     

聚焦电流法隧道超前探测导电纸模拟

为了解决传统直流电法隧道超前探测易受旁侧影响的问题,文章根据侧向测井的电极系布置,研究和提出了三种聚焦电流法隧道超前探测电极布置方式。在导电纸实验中,通过不同的电极排列方式和实验参数设置,研究和分析了聚焦电流法隧道超前探测效果的影响因素及其探测曲线特征。导电纸实验表明：聚焦电流法具有较好的超前探测效果,并且数据处理解释简单。     

煤巷聚焦多点电源探测电场超前扫描控制策略

为实现煤巷聚焦多点电源有效探测电场聚焦深度扫描和偏转角度扫描,准确把握有效探测电场的变化规律,根据超前扫描探测机理,利用高斯定理,采用两种不同的方法对积分过程进行求解,推导单根有限长均匀带电直线电极的电场线方程。利用电场线空间分布的对称性,归纳推理共面多电极电场线方程。改变聚焦屏流比系数,计算有效探测电场线边界线方程,分析平均电流密度及空间立体角变化规律;同时改变聚焦屏流比系数和偏转屏流比系数,分析电场边界线下边界角及偏转角变化规律,确定出超前扫描探测主电极与约束电极发射电流取值范围。此研究为野外开展聚焦多点电源电法勘探提供技术指导,对完善聚焦电法勘探机理,推动该技术理论发展具有重要意义。     

稠油热采地层阵列感应测井响应特性数值模拟

稠油热采地层温度的独特变化规律直接影响了目的层和围岩的电阻率,进而导致阵列感应测井响应的变化;因此,了解地层温度对阵列感应测井响应的影响,对于更准确地确定地层电阻率具有重要的意义。本文利用地层温度与地层电阻率的相关关系,通过有限元方法模拟不同地层温度和不同地层结构的阵列感应测井响应。数值模拟结果表明：不同线圈结构子阵列的视电阻率随地层温度的升高而下降,下降幅度与地层温度、线圈系结构以及地层原始电阻率有关;三层阶跃地层中目的层及围岩电阻率、目的层温度和厚度都会影响其测井响应,使各子阵列视电阻率曲线由目的层边缘向围岩处呈现上升的形态。通过对这些响应特征的分析研究,结合油田实例G1井进行了对比和验证,模拟结果较好地阐释了现场阵列感应测井的异常响应特征。     

非均匀介质中微侧向测井仪器的三维有限元数值分析

在这篇文章中，分析了一个具有井眼的非均匀介质中似稳电流场的边值问题。采用了三维有限元的直接解法求解三维似稳电流场；给出了微侧向测井仪器的电极表面电流分布、假几何因子以及８英寸井眼的泥饼校正曲线；求出了在具有倾斜地层条件下，微侧向测井仪器对界面的响应。数值结果与发表的文献非常吻合，从而证明了这种方法的正确性。因此，它为新的仪器研制和微侧向测井解释提供了可靠的数据和理论依据。     

不同井眼条件下的水平井双侧向测井响应

为解决油气开发中水平井中井眼对双侧向测井响应的影响,建立了上、中、下三层介质的水平井模型,采用三维有限元方法进行研究.数值计算结果表明,水平井眼处于目的层不同位置、不同井眼尺寸以及泥浆电阻率等都对水平井双侧向测井响应有不同程度的影响,特别是对非厚层影响更加明显.井眼尺寸越大和泥浆电阻率越高,对双侧向测井响应的影响就越严重.当目的层小于6 m时,水平井中的深、浅双侧向测井响应都不同程度地受到层厚围岩的影响;当层厚分别大于36 m和6m时,深侧向和浅侧向测井几乎不受围岩影响;在15.的范围内,不同的井眼倾角对双侧向测井响应影响不大.     

阵列侧向测井正演响应分析及环境因素快速校正方法研究

电阻率测井资料是定性划分油气层和定量计算含油饱和度的重要依据,但电阻率测井资料易受到环境因素的影响,造成资料失真。本文以阵列侧向测井仪器EALT(elis array laterolog tool)为例(测量MLR1-MLR4四条视电阻率曲线),基于有限元数值模拟方法,研究了井眼、围岩、泥浆侵入对其响应的影响。计算结果表明,MLR1、MLR2、MLR3当井径大于8 in后即明显受到井眼影响,MLR4基本不受井径的影响,在高阻泥浆环境中测量结果严重失真; MLR1、MLR2、MLR3、MLR4当层厚小于0.4 m时受层厚影响严重;围岩电阻率与目的层电阻率差别越大,ELAT响应受到影响越大; MLR1-MLR3在侵入半径小于30 in时受其影响较大,地层电阻率与侵入带电阻率比值分别达到5、10、100后,视电阻率失真程度可达50%以上。基于正演分析,计算绘制了井眼、围岩、泥浆侵入影响校正图版,并针对较复杂的围岩校正图版提出了快速校正方法,可对阵列侧向测井资料环境因素校正提供一定参考。     

激发极化弛豫时间谱测井仪探测特性理论分析

大庆测井公司提出具有自主知识产权的激发极化弛豫时间谱测井方法,并研制出了仪器原理样机。这里利用数值分析技术计算了仪器的探测特性。对于仪器分辨率,以简化井眼模型为基础,利用格林函数得出了仪器层厚响应的计算公式,并将计算结果与自然电位测井层厚响应对比,给出仪器的定性分辨率为0．4m;对于仪器的探测深度,利用有限元数值模拟方法得到地层中电位分布,并与核磁共振仪器相类比,得出仪器探测深度为0．75m。     

泥浆侵入致密气层双侧向电阻率变化模拟研究

井眼压力高于地层压力会导致泥浆侵入,电阻率测井响应受到泥浆侵入的影响而不能真正反映地层的电阻率特性。笔者依据双侧向电阻率测井的基本机理,气-水两相渗流方程及传导对流方程,进行仿真模拟,得到泥浆侵入高矿化度致密气层的二维轴对称模型。研究含水饱和度、地层电阻率以及深浅侧向井壁电场分布随侵入时间的变化规律。研究发现:随着侵入时间的增加,含水饱和度增大,地层电阻率减小;泥浆侵入对致密气层深浅侧向测井响应都产生一定的影响,导致致密气层深浅侧向电阻率幅度差比常规储层深浅侧向电阻率幅度差大,幅度差峰值出现较早。     

裂缝性储层裂缝的阵列侧向测井响应数值模拟

为了研究裂缝性储层裂缝的阵列侧向测井响应, 采用裂缝组平板裂缝模型, 利用三维有限元方法, 进行不同裂缝参数条件下的高分辨率阵列侧向测井响应数值模拟.表明阵列侧向视电导率和裂缝孔隙度与裂缝流体电导率成线性关系; 低角度裂缝的阵列侧向深浅视电阻率呈现负差异特征, 高角度缝呈现正差异; 相同裂缝孔隙度下, 裂缝密度增加可使得阵列侧向视电阻率增加, 当裂缝密度足够大时, 测井响应特征基本不随裂缝密度发生变化; 交叉缝的测井响应与具有相同角度的平行裂缝组差异明显, 且不同倾角组合的交叉缝的测井响应之间差异明显.阵列侧向测井对裂缝有较强的敏感性, 根据其测井视电阻率大小可以评价裂缝孔隙度, 根据深浅视电阻率的幅度差异可以研究裂缝的产状, 这些为将阵列侧向测井用于裂缝性储层裂缝评价有指导意义.      

低渗透储层的径向电阻率特征及含油性 ——以鄂尔多斯盆地洛河油田延长组长61为例

鄂尔多斯盆地中部洛河油田长61低渗透油层由于含油饱和度变化大、油层非均质强,再加淡水钻井液侵入,造成油层电阻率径向分布不均且变化大。通过双感应-八侧向测井与阵列感应测井响应特征对比分析,认为水层的径向电阻率均为增阻侵入,油层、油水同层的径向电阻率普遍具有减阻侵入、低阻环带、高阻环带特征或相关趋势。其中,减阻侵入有助于识别高含油饱和度、高电阻率油层和油水同层,低阻环带和高阻环带有助于识别低电阻率油水同层。另外,部分油水同层的双感应-八侧向测井径向电阻率组合具有“增阻侵入”且深感应电阻率低的特征,推测可能是受双感应-八侧向测井探测范围限制,为低阻环带靠近井眼附近遭受淡水钻井液侵入影响的结果,深感应测井反映的是侵入带电阻率而不是油水同层的电阻率,容易被误解释为水层。因此,对于双感应-八侧向测井中具有“增阻侵入”特征且深感应电阻低值的储层,其流体性质有水层、油水同层这两种可能性,需要结合深探测测井资料或油藏地质特征进一步分析,以提高油层、水层的识别率。     

基于改进差分进化算法的阵列侧向测井反演

针对阵列侧向测井反演受给定初值影响的问题,将阵列侧向测井反演问题转化为无约束的非线性全局优化问题,提出了一种基于改进差分进化反演的新方法。在30次随机计算中改进差分进化算法与差分进化算法相比,其寻优成功率可以达到93.3%,平均进化代数为差分进化代数的1/8,其最优适应度也仅为差分进化最优适应度的一半。通过对阵列侧向模型进行反演计算,表明该算法满足电测井反演的需求。改进差分进化方法可有效地解决传统优化方法反演结果对初值的依赖性问题。     

煤矿井下定向钻孔中电阻率探测技术与应用

受高瓦斯/承压奥灰水威胁的工作面开采前,一般采取定向钻进技术在工作面底板开展压裂或注浆工程保障开采安全。利用底板定向钻孔开展孔中探测工作,可更加精细揭露工作面内隐伏构造,还可实现“一孔多用”。为解决定向钻孔内的探测问题,提出一种在水平定向钻孔中进行直流电阻率法探查的方法。定向钻孔施工完毕后,退出定向钻孔施工的通缆钻杆,送入内平钻杆,将孔中高密度电缆通过钻杆尾端特制水便送入钻孔,使孔中电缆平铺于钻孔中,在定向钻孔水平段,进行孔内直流电阻率法径向探测。在理论上通过数值模拟研究层状介质下单孔测量工作模式的接收信号衰减规律、视电阻率曲线变化特征、顶底板岩性对测量结果的影响等,并采用单孔测量数据对孔旁异常范围进行反演定位。数值模拟研究表明,孔中电阻率探测方法对隐伏的异常体有良好的探测效果。通过在陕西韩城某矿井下实际煤层底板探测试验,对研究区2个定向抽采钻孔孔中探测数据进行处理,反演结果异常区与工作面内隐伏小断层位置吻合,验证了定向钻孔中电缆布置的可行性和定向钻孔内通过孔内径向和孔间透视探测隐伏构造的可靠性。      

煤巷多点电流源双频激电法超前扫描探测技术

在掘进工作面上设计多点电流源双频激电法探测电极布置方式,根据稳定电流场性质,建立多点电流源电场线微分方程,基于变步长四阶五级Runge-Kutta-Felhberg算法,对微分方程组进行求解。定义探测电场空间立体角和电场线边界角概念,分析探测电场平均电流密度随主屏流比系数及距掘进断面距离变化规律,确定聚焦效应探测时主屏流比系的取值范围。同时改变约束屏流比系数和主屏流比系数,分析探测电场偏转角的变化规律及对其影响的主要因素,确定偏转效应探测时约束屏流比系数的取值范围。工业性试验表明：利用该方法进行超前扫描探测,根据视幅频率和视电阻率异常激电效应参量变化规律,能够有效识别工作面前方围岩地质构造特征及低阻含水异常体的方向,但含水异常体距工作面的准确距离和含水量的大小尚需进一步研究。