基于元素俘获能谱测井的多矿物最优化处理方法(英文)

计算地层岩石矿物组分并形成连续变化的岩性剖面是测井解释的核心工作之一。相对于传统的POR、CRA等处理方法,最优化方法能够利用各类测井、地质信息进行综合求解,适用范围更广、计算精度更高。元素俘获能谱测井可以提供多达9种常见地层元素的重量百分含量,使得岩性剖面的计算更直接、更准确。为了充分发挥最优化方法、元素俘获能谱测井的优势,进一步提高岩石矿物组分计算的精度,本文首先确定了不同矿物的元素俘获能谱测井响应方程形式和权重系数计算方法,然后在全岩氧化物实验分析和理论计算的基础上确定了常见矿物的元素含量测井响应值,从而形成了一套完整的基于元素俘获能谱测井的多矿物最优化处理新方法。应用证明,新方法的处理结果与岩心分析结果具有较好的一致性,平均绝对误差在10%以内,其计算精度更高。     

元素俘获能谱测井标准谱测量与模拟(英文)

为了解决目前元素俘获能谱测井解释中,根据原始测量谱难以准确获得各个元素产额的困难,本文建立了一套先进的测量元素俘获伽马能谱实验方法,首次获得了硅、钙和铁等10种元素的标准俘获伽马能谱;并利用蒙托卡罗方法在同样条件下模拟得到了上述10种元素的标准模拟俘获伽马能谱。将这两种方式获得的元素标准俘获伽马能谱与国际原子能机构核数据中心数据进行对比分析,从中确定了可用于实际元素俘获能谱测井解谱计算的硅、钙和铁等10种元素的俘获伽马能谱。这一结果有效解决了元素俘获能谱测井资料处理过程中由原始测量谱到各元素产额转换过程中的关键技术难点,可有效提高元素产额的计算精度。     

PNN测井在跃进油田水淹层中的应用

随着注水开发方式的进行,跃进二号油田水淹已经非常严重,主产层含水率已超80%.经过多轮的注水开发和措施调整,常规测井资料不能满足水淹层评价的要求.因此,油田在2007年,引入PNN生产测井技术,但是在应用过程中发现,PNN测井资料受井中流体及矿化度影响较大,使得测井响应变化复杂,难以反映储层水淹程度.为了更加准确地解释水淹层,利用PNN测井宏观俘获截面和泥质含量、孔隙度,建立了评价水淹层的定量模型.首先,为了降低井眼和井中流体对PNN测井的影响,本文利用中子衰变公式模拟热中子俘获后,剩余热中子百分比与时间的关系曲线,研究发现:在0～100μs之间时,该曲线成线性反比关系,且斜率较大,表明该时间段热中子寿命小,热中子被快速俘获;在大于100μs的时间段,曲线变缓,斜率减小,热中子寿命明显增大;结果表明,0～100μs之间PNN测井受井眼影响,导致热中子被快速俘获,即PNN测井在大于100μs时开始计数可以降低井眼对测井的影响,测量地层真实宏观俘获截面.其次,通过岩心资料对泥质中的黏土矿物类型进行分析,发现泥质中的黏土矿物主要是高岭石、蒙脱石、绿泥石和伊利石四种;进一步分析泥质中的黏土矿物含量,发现该区块黏土矿物含量变化稳定,并利用泥质含量对各黏土矿物含量进行表征.将降低井眼影响后的宏观俘获截面和泥质含量引入传统的碳氢比、碳氧比计算模型,对该模型进行优化,提高了该模型对水淹层的解释精度.最后,综合射孔、注水及吸水层资料对不同水淹级别的响应特征进行分析,发现碳氢比、碳氧比优化模型不仅可以解释油层和水淹层,建立水淹层定量解释标准和划分水淹级别,同时可对储层进行更为精细的流体类型刻画.油田采用碳氢比、碳氧比优化模型对储层进行解释,深入挖掘剩余油潜力,实现增产的目的.     

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.     

基于时频分析的中子非弹性散射伽马能谱反演方法

本文针对脉冲中子多循环发射过程中测量的非弹伽马能谱受俘获能谱干扰,引起的油水区分度小的问题,提出了利用时间谱和能谱结合获取纯净非弹伽马能谱的方法.通过蒙特卡罗方法建立C/O仪器数值计算模型,模拟不同井眼和地层条件下的伽马时间谱,分析了井眼和地层对伽马能谱的贡献,对比了俘获伽马时间谱理论计算结果和模拟结果,同时利用某油田刻度井实测数据,验证该方法在评价含油饱和度的可靠性.结果 表明:井眼条件是影响伽马能谱的主控因素;利用理论计算的脉冲区内俘获密度和数值模拟结果一致;采用该方法处理某油田刻度井实测数据,C/O对油、水差异反应更加灵敏度,油水动态范围提高;最终实测井数据也验证了该方法的准确性.     

基于ECS测井的岩性识别方法

地球化学元素测井(ECS测井)可以定量地提供地层中的Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd等化学元素的含量,利用这些元素与地层矿物之间的关系可以分析岩石矿物含量.在研究区利用ECS测井对岩石矿物含量进行定量评价时,由于矿物组合类型选择有误,导致矿物解释结果与岩心和录井资料分析结果存在偏差.针对这一问题,本文基于ECS测井岩性识别常规方法,提出两点改进:1),利用岩石薄片资料对ECS测井所选矿物组合进行校正;2)利用矿物和指示元素相关关系建立方解石和石膏的快速评价模型,模型相关系数分别0.99、0.96.应用表明,建立的快速评价模型计算更简洁,并且具有和矿物闭合模型相同的精度,此外,其解释结果与录井、岩心分析结果吻合度更高,说明该方法的可靠性.该方法可为测井识别岩性提供一种新的选择.     

核辐射测井全能谱分析方法综述

多元素能谱测井通过全能谱分析方法求取单个地层元素的产额,进而求取元素重量百分含量和矿物百分含量,为识别复杂油气藏岩石类型和矿物类型、建立复杂油气藏新的测井解释模型及应用正确评价方法开辟了新的途径,为地质问题和工程问题的解决提供了新的手段,全能谱分析方法研究是当前国内核辐射测井研究热点之一.本文表分析多元素能谱测井的重要...     

欠平衡和超平衡测井条件下气层的中子和密度测井响应特征——以西部某油田砂岩气藏为例

研究气层在欠平衡和超平衡测井条件下响应特征的差异,对于欠平衡条件下天然气储层的评价和测井资料的应用具有指导意义.利用Monte Carlo数值模拟技术,计算得到了在欠平衡和超平衡测井条件下,补偿中子和密度测井随井眼直径、地层孔隙度和含气饱和度的变化关系.从而得出,在井眼直径较小时,密度和中子测井,在超平衡测井或欠平衡测井条件下,对气层的响应特征基本相同,欠平衡密度测井资料可以正常应用,不需要做校正处理;当井眼直径较大时,井内介质对探测器的影响不同,需要对欠平衡测井资料做井径的影响校正.     

太行东麓Z区页岩黏土矿物和石英含量预测方法研究

为了做好太行东麓Z区页岩气储层测井评价工作,针对页岩主要矿物成分含量计算需求,本文在文献调研基础上,梳理了页岩主要矿物成分含量的一般计算方法,针对研究区常规测井资料实际开展了测井资料归一化工作,遵循岩心刻度测井的原则开展了岩心矿物含量测试数据与测井曲线敏感性分析,选择敏感测井曲线开展岩心主要矿物含量测井预测模型建模,进而利用所建模型在研究区开展了黏土矿物及石英含量预测.研究表明,页岩矿物含量计算一般包括"三孔隙度"测井、自然伽马能谱测井法、元素俘获能谱测井法等,其计算精度依次提高;煤田测井资料"归一化"预处理可以有效解决测井资料一致性问题;本区山西组自然电位、自然伽马、侧向电阻率对泥页岩黏土矿物含量敏感性好,声波时差、自然电位、侧向电阻率对石英含量敏感性好;基于多元回归分析建立了Z区山西组泥页岩黏土矿物及石英含量计算模型,其计算结果与X-衍射实验分数据对比表明,黏土矿物含量计算结果标准误差小于7.8%,石英含量计算结果误差小于9.6%,证明该计算方法对于研究区黏土矿物及石英含量计算效果明显.此外,研究结果表明,Z区石英含量从研究区西北部向东南部逐渐增加,黏土矿物含量从东南部向西北部增加,局部存在差异.     

地震密度反演及地层孔隙度估计

地层密度直接与孔隙度、孔隙流体类型、饱和度和骨架矿物成分有关.本文通过理论分析和计算,讨论了油气藏储层物性参数变化引起的密度变化及密度变化对地震波速度、阻抗和振幅的影响,提出了基于完全纵波方程的全波形地震密度反演和孔隙度估计方法,克服了常规地震密度反演对地震数据更多处理引起的信号畸变,提高了地震密度反演和地层孔隙度估计的精度.该方法采用波场导数的时间积分和多炮求和,对地震数据中的噪声具有比较强的压制作用.理论模型研究表明该方法是可行的.通过对我国西部某气田实际数据处理、分析和反演,获得了地层密度和孔隙度,结果与测井基本吻合,证明了预测结果的准确性和方法的有效性,从而为后续的有效储层预测和储量计算提供了可靠的数据.     

垂直井眼中三维阵列感应测井资料自适应井眼校正

三维感应测井受井眼环境影响很大,如何消除这些不利影响是有效获取各向异性地层电导率真值并提高资料处理和解释质量的一项重要工作.本文以一维柱状各向异性地层模型为基础,通过最小平方反演技术从实际测量资料中快速反演井径、偏心距、泥浆电导率、地层水平电导率和各向异性系数等模型参数,设法减小井眼环境对测量结果的影响.首先,利用仪器偏心情况下不同旋转角电导率张量的关系方程,建立旋转角提取与校正方法,获取无旋转角三维感应测井数据.在此基础上,根据事先计算好的井眼校正库并结合多维非线性有限元逼近技术,建立快速计算三维感应测井响应以及Jacobi导数矩阵的插值公式,并利用自适应正则化迭代反演技术不断修改模型参数,实现理论合成资料与输入资料的最佳拟合.最后,通过反演出的模型参数计算三维感应测井资料所有分量的校正量,实现三维感应资料的井眼校正.理论模型和实际资料的处理结果均证实,在低阻井眼泥浆情况下,一维柱状模型中的反演方法仍然可以提取出较可靠的地层水平和垂直电导率,且井眼环境校正对于受井眼环境影响相对较小的测井曲线具有非常好的校正效果.     

脉冲中子源密度测井进展

密度是储层评价的重要参数.传统的密度测井是测量137Cs同位素放出的伽马射线与地层作用后的剩余伽马射线强度.虽然在密度测量方面已经非常成熟,但是由于同位素源具有放射性危害,使得脉冲中子源密度测井技术应运而生.脉冲中子密度测井使用电控脉冲中子源,中子源发射14MeV的快中子,通过非弹散射和俘获放出伽马射线,伽马射线在伽马源和探测器之间的地层中衰减,据此计算地层密度.脉冲中子密度测井可以计算密度、识别地层骨架,且探测深度大,没有放射性危害,因此越来越受到青睐,商用测井仪器已投入使用.另一方面,因为脉冲中子源密度测井与传统密度测井本质上有所区别,次生伽马源能量不单一、位置不固定,使得该方法的研究也面临着一些新的挑战,需要进一步深入的研究与测试.本文对脉冲中子源密度测井的方法原理、γ场特性、仪器的研究与应用以及未来发展方向进行介绍,以期对我国未来此类仪器的研发与解释方法研究提供一定的借鉴.     

利用俘获伽马能谱确定饱和度的可行性及蒙特卡罗模拟研究

脉冲中子伽马能谱测井是利用多探测器获取非弹性散射伽马、热中子俘获伽马能谱及伽马时间谱,通过C/O和地层宏观吸收截面来确定饱和度,但俘获伽马能谱的信息没有得到很好利用,在地层水矿化度较高的情况下,由于俘获伽马能谱的Si,Ca和H的能窗内总的伽马计数与Fe能窗内的伽马计数比值与含氯量有关,因此由俘获伽马能谱确定含水饱和度是可行的,利用MCNP(蒙特卡罗方法)模拟研究了三能窗计数与Fe能窗计数比值与饱和度、岩性、孔隙度、泥质含量、井眼持水率、地层水矿化度以及井眼套管等条件下的关系,为在高矿化度地区利用俘获伽马能谱确定饱和度的可行性在理论上提供了支持.     

小井径双源距碳氧比C/O测井的影响因素及处理

研究各种地层和井眼环境因素对碳氧比C/O测井长、短源距探测器的影响规律，可以为C/O测井仪器的刻度方法提供指导，为解释模型的建立和数据处理提供依据.本文用Monte Carlo方法，计算了C/O值随井眼直径、水泥环厚度、套管直径、孔隙度、含油饱和度、地层岩性和油密度的变化规律.从中看出，当井内流体为油时，井径或套管直径增大，C/O值增大，井眼影响增大；当井内流体为水时，井径或套管直径的增大，C/O值减小；水泥环厚度增加时C/O值减小；当井眼条件不变时，地层孔隙度越大，含油饱和度越大，C/O值越大，对测井越有利；反之，地层孔隙度越小，含油饱和度越小，C/O值越小，对测井不利；地层岩性对C/O值的影响显著，相同条件下，碳酸盐岩比砂岩的C/O值高；油密度越大，C/O值越大.文中还提出了一种消除这些因素影响的数据处理方法     

金属套管井中电磁测井响应的数值计算

分析了金属套管井中有限尺寸线圈的电磁响应特征,讨论了井眼泥浆参数、套管参数和不同线圈尺寸对电磁测井响应的影响,考察了金属套管中电磁测井对地层电阻率变化的灵敏度.径向非均匀介质的模拟计算表明,在套管井中井眼泥浆对电磁测井的影响较大,必须进行校正.在低频条件下,井间测量响应中金属套管与地层的电磁响应是非耦合的,两者可以分离.在套管参数一定时,套管响应与地层的响应的比值近似一个常数.电磁响应对地层电阻变化的灵敏度分析显示,井间电磁测量在储层研究尺度对地层电阻率变化响应灵敏,套管引起的衰减稳定.在其它参数相同的前提下,线圈直径的增大有助于有效电磁响应信号的增强,给大井间距测量提供了可能.不同磁导率金属套管的电磁响应分析表明,电磁测井中,采用非磁性或弱磁性套管要优于一般的铁磁性套管.     

基于深度卷积神经网络的岩石矿物组分含量测井评价方法研究

岩石矿物组分含量是地球物理勘探开发中的重点关注对象.在岩心与地层元素测井资料较少的情况下,如何提高矿物组分含量参数的预测精度显得尤为关键.本文采用深度学习方法,利用常规测井曲线对来自于地层元素测井获得的矿物组分含量进行预测.首先基于残差网络(ResNet)框架,利用一维卷积核和池化核构建了卷积神经网络模型.模型采用自然伽马、自然电位、井径、阵列感应电阻率、三孔隙度以及光电吸收截面指数测井参数作为输入,地层元素测井获得的矿物组分含量作为输出.随后对所搭建卷积神经网络进行了训练,建立了输入与输出之间的实际映射关系.最后,利用测试数据集和真实地层资料,对所建立的卷积神经网络进行了精度检验,并与人工神经网络和多元线性回归的评价结果进行了比较.结果显示,卷积神经网络在测试数据集上的总体预测数值相关性为0.90,明显优于人工神经网络的0.68与多元线性回归的0.51.通过处理实际测井资料,进一步验证了该方法的预测优越性和鲁棒性,以及其在地层参数评价方向的良好应用前景．     

利用地球化学元素与矿物关系识别GS油田下干柴沟组地层岩性

GS油田下干柴组上段地层石灰石、泥质成分含量较高,二者含量差别不大,粉砂质成分含量较低,并分布不均,造成地层岩性复杂,常规测井响应易引起较大误差.文中利用地球化学元素测井得到的矿物含量可识别地层岩性.首先从地层元素与γ射线,元素与矿物关系介绍了地球化学元素测井原理,利用地球化学元素测井资料处理结果得到地层岩性命名规则,通过与常规测井资料对比,并用岩心分析结果验证,说明这种方法可靠性.结果表明对于复杂岩性地层,该技术可以识别地层岩性,并为用测井方法识别这类复杂岩性提供一种选择.     

张量感应测井资料处理中若干问题的研究

在横向各向同性（TI）介质中,张量感应测井响应与地层的水平和垂直电导率σ_h和σ_v、井眼斜角α、仪器方位角φ同时有关,其资料处理和解释相当复杂,一般采用先定出φ,然后在井眼坐标系中同时反演σ_h、σ_v和α的资料处理方式.我们发现将测井响应变换到井眼坐标系时实际上无法确定其交叉分量的符号而只能确定其绝对值,这个问题尚未引起重视.本文给出了无需确定φ就可由测井响应直接计算井眼坐标系磁感应张量的公式,此方法简单,所得结果不受φ提取精度的影响.在此基础上本文给出了利用井眼坐标系的磁感应张量的交叉分量曲线提取地层纵向边界和判别相邻地层电导率高低的一种特征识别方法.本文还给出了大斜度井中TI介质的电导率视值的一种简化近似公式.     

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.     

井环境对阵列感应测井响应的影响分析

阵列感应测井资料经常出现与井眼环境有关的质量问题.采用三维矢量有限元法分别在椭圆形井眼、仪器偏心及斜井条件下的阵列感应测井原始响应进行了模拟,并对环境校正和合成聚焦后的数据进行了分析.结果表明,线圈距较短的原始测量信号更易受井眼椭圆度、仪器偏心、泥浆电阻率及与地层电阻率反差的影响;而合成聚焦后的浅探测曲线虽然经过了环境校正和合成聚焦等数据处理,但仍然受这些因素的影响,这反映出阵列感应测井的数据处理是不完善的或采用的校正模型是理想化的;在井斜影响方面,浅探测曲线受井斜角大小影响相对较小,深探测曲线在井斜角为60°以上时受其影响较大而必须进行进一步处理.