微电阻率扫描成像测井方法应用及发展前景

阐述了微电阻率扫描成像（简称FMI）测井方法在我国的应用和发展前景。微电阻率扫描成像测井能够对井筒周围地层介质直观、清晰、高分辨率地成像,有助于解决当前测井技术面临的三大地质难题：砂泥岩薄互层储层的有效划分,裂缝性油藏的裂缝和储集性能分析,复杂岩性油藏的参数评价。但也存在测速慢、费用高、定量解释效果差等不足。国际三大测井公司在这方面的研究起步较早,并取得了重要的成果.且早已投入商用.我国在这方面的研究也有很大进展,在未来的发展中,应针对一些理论和技术上的难点分别突破,尽快推出更加适合我国地质特征的微电阻率扫描成像测井仪器和解释手段.     

利用成像测井自动判别礁滩储层沉积相和岩性

礁滩储层是我国海相碳酸盐岩油气勘探的重要目标,也是我国油气产能的重要接替领域之一。由于礁滩储层储集空间类型多样,非均质性极强,依靠常规测井判别其沉积相和岩性非常困难。成像测井能够清晰地反映礁滩储层的结构组分和沉积构造,为沉积相和岩性的判别提供了可靠的依据。在对大量礁滩储层的成像和岩心对比观察的基础上,我们提出了9种典型的成像解释模式,建立了利用成像解释模式自动判别礁滩储层沉积相和岩性的方法并研制了相应的处理软件。该方法在塔中和川东北地区礁滩储层的实际应用中取得了良好的效果。     

页岩岩相测井表征方法——以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组为例

页岩油气藏作为重要的非常规油气藏,富含巨大的油气资源潜力,且常形成于深湖-半深湖沉积体系.页岩中复杂的矿物成分以及沉积组构类型对于页岩储层物性、含油性和可动性具有重要的影响,因此“矿物成分+沉积组构”的岩相划分与识别是页岩储层油气勘探开发的关键所在.但由于目前常规测井纵向分辨率有限导致无法实现页岩中毫米尺度的沉积组构精细描述,在页岩“矿物成分+沉积组构”岩相的识别方面尚未形成完整的方法理论体系.本文由此将利用岩心刻度测井的方法,通过岩性扫描测井与微电阻率成像测井相结合的方法,对玛湖凹陷风城组页岩层段的矿物成分和沉积组构类型进行连续识别,实现单井页岩段“矿物成分+沉积组构”岩相类型划分.通过岩相划分结果与现场试油试采资料相对照,发现薄层状与厚层状长石-石英质泥页岩相叠置发育的岩相组合产能最佳,因此可作为风城组页岩层段的优势岩相组合进行深入研究,为后续勘探开发提供参考．     

成像测井资料在礁滩型碳酸盐岩储集层岩性和沉积相识别中的应用——以伊拉克鲁迈拉油田为例

伊拉克鲁迈拉油田M组碳酸盐岩储集层为例,阐述了研究区不同岩石类型及沉积相在XRMI成像测井资料上的响应特征.论文以成像测井资料为主体,通过岩心刻度成像测井并结合GR能谱测井、岩性密度测井和其它常规测井资料识别出粘土矿物、致密灰岩、生物礁灰岩,生屑滩灰岩等岩性;总结了缓坡相、生物礁相、生屑滩相等沉积相的成像测井响应特征,建立了研究区各沉积相的电成像测井相解释图版,并对单井进行了连续的测井相划分.研究表明:M组碳酸盐岩储集层顶部GR能谱测井显示高钍、高钾、高铀含量特征,反应了M组地层在沉积晚期曾暴露地表,形成了风化残余剥蚀面,与上覆地层呈不整合接触关系;M组早期依次发育缓坡相、生屑高能滩相/生物礁相、滩后相和泻湖相,构成了一个完整的下降半旋回.     

随钻方位电磁波电阻率测井数据精度分析及实时反演成像

随钻方位电磁波电阻率测井数据包含地层电阻率、地层边界方位及距离等信息,其中地层边界的方位和距离作为大斜度井/水平井开发过程中的重要参数,是地质导向正确决策的关键.通过反演和成像技术能够将随钻方位电磁波电阻率测井数据转换为可视化的地层参数信息.由于测井过程中上传数据有限,本文分析了不同数据的测量精度,为上传数据选取提供参考.基于传播矩阵算法和Levenberg-Marquardt算法开展了一维快速反演研究.通过实时监测模型参数质量,避免反演陷入局部极小值,保证模型参数的全局收敛性.最后,通过实测数据处理,验证了反演算法的可靠性.

     

用模式匹配法计算电阻率测井响应研究进展

数值模式匹配法是地球物理电磁场计算中的一种半数值、半解析的高效算法,相对于别的数值算法具有明显的优越性,近年来在电法测井数值模拟中得到了成功应用.本文详细地介绍了数值模式匹配法的原理和模式匹配法在电法测井的发展历程和最新应用情况,系统总结了用模式匹配法计算电阻率测井响应的思路和基本步骤,并展望了其在电法测井三维数值模拟中的应用前景.     

对三侧向测井视电阻率校正问题的评论

1.根据对图版数据的分析,强调定量解释不能直接引用深三侧向视电阻率; 2.对国产三侧向测井电极系Ⅱ,提出一种厚层侵入经验校正公式,它不同于建筑在传统几何因子近似基础上的校正公式,有助于对三侧向测井视电阻率校正问题作分析; 3.对侧向测井视电阻率只作侵入校正而无有效的层厚、围岩校正是不可取的。     

等位线追踪法在井间电阻率成像中的应用初探

井间电阻率成像是近年来发展起来的在工程应用很广泛的方法,其关键技术之一是反演方法,目前国内外主要是基于最小二乘法.综合国内外各种资料,本文借鉴医学CT引进等电位线的研究角度来进行电阻率反演追踪成像,根据测得的电流、电位推导出反演视电阻率的解析解,并在野外相对复杂的场地进行反演成像实践及解释,相对传统算法等位线追踪法计算简单快捷有效,反演成像精度比较高.该法可以结合传统的有限元等数值方法进一步研究以提高精度.     

非轴对称条件下用三维模式匹配法计算电阻率测井响应

采用模式匹配法研究了非轴对称条件下普通电阻率测井响应.根据非轴对称的地层模型,建立了新型的坐标系,确定在井轴与地层法线所形成的XOY平面上用数值方法,与此面垂直的方向上用解析方法.在XOY平面上的数值分析中,构建了广义特征值问题;在Z轴方向的解析部分中,人为地划分了一些介质层,并根据电磁场在层界面的连续性条件,推导出了各层之间场量的传递关系,从而摒弃了传统上二维模式匹配法中的复杂的反射阵和透射阵理论,完成了三维模式匹配理论.多种地层模型的数值结果对比表明,该方法在轴对称条件下的计算结果和二维模式匹配法的计算结果具有很好的一致性.此外,应用此算法还研究了倾斜地层等各种非轴对称的地层模型电阻率测井响应,系统地考察了井斜角对普通电阻率测井响应的影响.     

对三侧向测井视电阻率校正问题的评论

1.根据对图版数据的分析,强调定量解释不能直接引用深三侧向视电阻率; 2.对国产三侧向测井电极系Ⅱ,提出一种厚层侵入经验校正公式,它不同于建筑在传统几何因子近似基础上的校正公式,有助于对三侧向测井视电阻率校正问题作分析; 3.对侧向测井视电阻率只作侵入校正而无有效的层厚、围岩校正是不可取的。     

多相流动电磁波成像测井测量敏感场计算

在多相流动电磁波成像测井研究中，测量敏感场是设计测量仪器和研究图像重建算法的前提工作. 本文用数值方法计算多相流动电磁波成像测井测量敏感场. 根据测量探头电极阵列的对称性，将三维敏感场问题划分为轴向和横向两个平面问题，然后应用有限元算法求解两个平面电势分布问题，对于不同介质模型，计算各种测量条件下测量区域内电势分布，进而根据电势分布计算测量敏感场. 结果表明测量敏感区域为发射电极到测量电极的弧形区域，在发射电极到测量电极的电势梯度线上，测量敏感函数近似于一个指数函数.     

利用测井数据重构高分辨率地震剖面及在煤田勘探中的应用

在煤田地震勘探中,大部分测线与勘探线重合,地震测线上布设有钻井,而测井数据以及由测井数据直接求得的地层反射系数序列的频率和分辨率要高于地震道数据;所以在过井地震剖面上,测井数据可以作为高频信息的来源,但测井数据只是一孔之见,对应到地震剖面上,测井信息只能将井旁道替代为高分辨率的地震道.本文基于信号重构理论,提出了利用测井数据重构高分辨率地震信号并外推到其他地震道上,使整个地震剖面均获得高频信息成为高分辨率剖面.在煤田地震勘探中,运用该方法取得了良好的效果.     

乌鲁木齐碗窑沟断层电阻率成像探测与探槽剖面的对比研究

利用电阻率二维层析成像方法对碗窑沟断层进行了试验探测,获得了该断层典型的电阻率成像异常特征:地层电性结构存在强间断面,呈现明显的"二分"现象,高、低阻间的梯度界线倾向低阻区。在对乌鲁木齐地区其它具有类似构造特征的断层进行探测时,电阻率成像剖面呈现出相似的异常特征,说明这一异常特征可以作为乌鲁木齐地区判定断层的重要标志和依据。乌鲁木齐地区多为高角度的逆冲断层,此类构造电阻率成像剖面中高、低阻之间的界线与断层并不重合,断层处于高阻区域,倾向与视电阻率衰减梯度线倾向相反,断层的真实位置与图像最上部高、低电阻转折的拐点部位最接近     

用地球物理测井方法识别碳酸盐岩储集层的岩性及孔隙结构——以巴西深海J油田案例

位于巴西深J油田的盐下碳酸盐岩岩性及孔隙结构的识别对于区域储层的分布规律十分重要,但由于海外资料的获取量有限,如何最大限度地利用已有资料进行精准有效的岩性识别成为难题.本文在已有的各项地质信息资料的基础上,先利用成像测井资料提取出储层内主要岩性典型的结构标准图版,然后探索各类岩性在常规测井曲线上的响应规律,并提取出识别岩性的敏感参数,建立起常规测井参数的交会图法识别规律.确认其应用在全井段识别中取得效果后,进一步利用数据挖掘软件中的决策树技术,组合成交会图-决策树模型法.将此模型应用于实际井资料的处理,利用薄片资料和成像图像进行验证,得到了更高的岩性识别符合率,证实了模型在仅有常规测井资料中的适用性.     

电成像测井处理新技术在储层评价方面的应用

为了更深入的研究电成像测井资料在储层评价方面的应用,针对碎屑岩、碳酸盐岩及薄互层三种类型的储层建立了三种新技术.通过对环井周电阻率数据进行统计,建立了电阻率谱技术及分选指数的计算方法,根据谱峰的宽窄及分选指数大小对碎屑岩储层分选性及非均质性进行评价,对于预测高产储层具有一定的指导意义;通过阿尔奇公式将环井周电阻率转换为孔隙度,并对孔隙度数据进行统计,建立了孔隙度谱技术及基质孔隙度及次生孔隙度的计算方法,对于评价碳酸盐岩储集层次生孔隙发育情况具有重要作用;利用电成像高分辨的优势,通过对薄互层电阻率进行统计,根据砂泥岩电阻率的差异,建立了薄互层有效厚度的计算方法,成为评价薄互层的一种重要手段.阐述了这些方法的基本原理及适应的岩性条件,拓展了电成像测井资料在储层评价方面的应用.     

基于卷积神经网络的电成像图像空白条带填充方法

全井眼微电阻率成像(Fullbore Formation Micro Imager,FMI)技术广泛应用于强非均质性的碳酸盐岩储层测并精细解释.然而,由于各极板间间隙的影响,FMI无法测量360°全井壁地层电阻率信息,这使得FMI图像出现空白条带,严重影响了图像视觉和测井解释进程.为获取全井壁的电阻率信息,必须有效的填充空白条带.本文在探讨现有的电成像图像空白条带填充方法基础上,提出了一种基于卷积神经网络的电成像图像空白条带填充方法.与常用的Criminisi插值法对比填充效果显示:该方法完全适用于各种特征的电成像图像空白条带填充,延续了所有待填充边缘的暗色条带和亮色背景,填充结果与原始图像的像素值频率占比相关性高达0.9581.Criminisi插值法在复杂区域电成像图像的填充结果连通性较差且存在干扰区域,填充结果与原始图像的像素值频率占比相关性仅为0.5924.本文提出的方法具有处理速度快、干扰区域少、连通性强、相关性高的特点,能够满足电成像空白条带成规模填充的实际应用需求,还可为测量极板间的测量缺失带信息处理提供参考手段.     

基于图像分割的成像测井资料目标拾取与计算

为了从FMI资料中提取定量信息,一个很重要的步骤就是要对FMI图像数据进行分割.即从实际FMI资料中分离出反映孔洞、裂缝的子图像,然后用相应的方法对分割后的子图像进行分析处理,提取相应参数.本文通过研究大量图像分割算法,认为奇异点多阈值分割算法、基于过度区的分割算法、Hopfield网络方法、基于图像间模糊散度的阈值化算法是FMI图像分割的有效方法,实现了从FMI图像中将地层中有用目标,从背景中分离出来.同时,为了得到孔洞及裂缝的形状参数,本文还研究了轮廓跟踪标识边缘的方法以及根据标识的边缘进行填充的算法.在此基础上,也研究了根据目标边缘坐标计算目标的长度、宽度、圆度、裂缝密度、孔洞密度等参数的方法.上述所有方法在SUN工作站GeoFrame平台上开发成功,通过对LX45等八口井的处理结果与岩心分析数据对比表明,效果较好.     

微分算子展开与耦合势三维有限体积法快速计算随钻超深前视电阻率测井响应非线性Born逼近

本文将非均质各向异性地层中电磁场耦合势Helmhotz方程分解为各向异性背景场方程与散射场方程,并应用算子展开技术推导出耦合势Born级数解,建立一套三维非均质各向异性地层中随钻超深前视电阻率测井响应各阶散射电磁场与非线性Born逼近的有效计算方法.首先,利用传输线法与二维插值技术确定背景电磁场空间分布,得到零阶Born逼近解,然后根据电磁场耦合势的Born级数解推导出各阶散射电磁场方程与递推关系,通过三维有限体积法实现各阶散射场耦合势方程的离散,在此基础上结合MKL PARDISO并行技术,通过递推方式逐步计算各阶散射电磁场,并根据Born级数部分和确定不同阶次的非线性Born逼近.最后利用数值模拟结果对正演算法加以检验,并深入研究分析各阶散射场的变化特征与Born级数的收敛性质.

     

利用震源扫描方法计算2008年大柴旦6．3级地震震源破裂过程

2008年11月10日在青海大柴旦地区发生Ms6．3级地震。运用甘、青区域数字地震台网观测资料,采用震源扫描方法对此次地震进行亮度函数归一化扫描分析研究,得到研究区域内分层归一化亮度函数的空间成像结果,最大亮度空间分布与青海省野外考察结果基本吻合。震源扫描方法不需要计算理论地震图,利用包括相对振幅和到时在内的波形信息,无需事先假定震源的几何参数,最大限度地利用波形数据信息,得到地震的整个空间分布,提高了获取中强地震震源运动空间分布信息的速度为震后快速趋势判定、应急救援提供技术支持。