流动成像测井研究进展

流动成像测井属于对非均匀介质动态的非线性测量，通过对油气井内多相流体信息的投影扫描和反演处理，实时成像显示流体分布及流动状况，国外研制的电导法，电容法仪器采用电导探针或电容元件构成阵列测量探头，分别利用油气与水的导电特性和介电特性差异辨识井内流体，对流动截面的测量局限于个别点上，已在水平井中见到应用效果，但对物场信息投影测量的数据量和分辨率未能满足成像要求。我国提出的电磁法采用环状阵列电极构成测量探头，综合利用油气与水的导电和介电特性差异辨识井内流体，可以测量获得多相流体流动截面的清晰图像，为研究开发全新的流动成像测井系统奠定了良好基础。     

油井流动成像电磁测量方法研究

油井内流体的流动成像需要对非均匀介质进行动态非线性测量,基于油气与水的导电特性和介电特性差异,提出一种电磁成像测量方法,通过在井下激发电磁场对流体流动截面进行扫描测量,经过反演处理,实时成像显示流体分布及流动状况.数值模拟和物理模型实验结果表明,该方法可以获得多相流体流动截面的清晰图像.     

碳酸盐岩储层测井流体替换方法与应用分析

碳酸盐岩地层的测井流体识别是石油测井数据处理与解释的重要内容和难点.本文基于Gassmann等效介质理论和流体替换基本原理,详细研究了基于测井数据和评价结果的流体替换方法,实现步骤和流程.针对塔河油田奥陶系地层,利用测井资料和试油资料,应用该流体替换方法和流程分别进行了饱含水、饱含气和饱含油的流体替换,根据流体替换前后的密度、速度以及体积模量等岩石物理参数的变化,实现了碳酸盐岩地层的流体识别.     

常规测井资料识别裂缝性储层流体类型方法研究

裂缝性储层流体类型识别一直是测井界亟待解决的难题．一方面裂缝性储层具有岩性复杂、储集类型多样、物性变化大和非均质性强等特点,因而其测井解释和流体类型识别要复杂和困难得多．另一方面,复杂岩性油气藏越来越得到人们的重视．本次研究中,通过对流体类型影响因素的分析,认识到不同流体类型与电阻率比值的高低、粘土含量的多少以及孔隙度的大小密切相关．提出了综合考虑上述三项因素的流体类型识别参数FTI．该方法应用于辽河盆地大民屯凹陷变质岩和碳酸盐岩潜山地层流体类型识别,效果良好．     

基于斯通利波能量衰减的裂缝渗透性评价方法研究

塔里木库车地区气藏目的层主要为致密砂砾储层,裂缝是流体主要的运移通道.该地区多采用油基泥浆钻井,导致电成像效果差,降低裂缝有效性评价精度.斯通利波对井中流体运动的敏感性,为利用斯通利波评价裂缝渗透性提供了可能:阵列声波资料提取的斯通利波能量经归一化后计算衰减系数,然后根据实验得到的衰减系数与裂缝宽度的关系反演出裂缝宽度,同时根据裂缝宽度、裂缝倾角反演得到裂缝渗透率.结果表明,水基泥浆井中利用该方法反演得到的衰减系数、裂缝宽度、裂缝渗透率曲线与电成像解释成果图对应良好,在裂缝发育段曲线呈现明显高值,在裂缝不发育段呈现低值;同时与试油结果吻合,可以用来评价裂缝渗透性.最后将该法推广到油基泥浆井中,结合电成像测井可提高裂缝有效性评价的精度.     

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.     

超声成像测井换能器的实验研究

随钻超声成像测井通过钻铤的旋转实现周向扫描成像,为了提高随钻超声成像测井在周向成像测量的方位覆盖率,需要安装多个换能器同时进行测量,换能器的响应不一致则会产生错误的成像测量结果,本文通过实验测量的方法对随钻超声成像测井换能器的响应特性进行研究.实验测试系统主要由高精度定位控制系统、PXI采集系统、针形水听器、OLYMPUS 5077PR信号源、信号转换器、载物台、示波器等构成,是一个具有4自由度的小型声学定位测控系统.实验主要包括超声换能器的轴线声场测量以及指向性测量.对超声换能器的轴线声场进行测量,得到了换能器的远近场临界距离和幅度响应特性,实验表明换能器远近场临界距离在3.25 cm附近,各个换能器的幅度响应特性一致性较好.通过对换能器指向性进行测量,表明3 dB角宽大致在12°左右,换能器具有较好的聚焦特性.该研究提供一种评价超声成像测井换能器的有效方法,为仪器研制过程中的换能器匹配选择提供依据,可为超声成像测井仪器的研制提供有力支撑.     

基于测录井资料的流体性质综合识别方法研究——以珠江口盆地珠三坳陷为例

珠江口盆地珠三坳陷储层流体性质复杂,包含凝析气、挥发油及常规轻质油层,单一的测录井曲线识别难度较大.本文优选对凝析气、挥发油等临界流体较为敏感的四个气测录井衍生参数,联合常规测井响应方程共同构建最优化测井解释目标函数,对地层组分进行联合反演,再通过气体状态方程计算得到气油比关键参数,从而达到综合测录井资料定量识别流体性质的目的.该方法已在珠江口盆地得到广泛应用,通过计算气油比定量参数判别流体性质准确率高达94%,极大地提高了研究区流体性质识别的准确率,为后续勘探开发决策提供了有效依据.     

基于多矿物模型的致密砂岩脆性指数常规测井评价方法——以鄂尔多斯盆地桐川地区长7段为例

脆性指数是致密砂岩储层评价的重要参数,利用常规测井资料计算脆性指数,对致密砂岩油、气资源的勘探、开发具有重要意义．因此,本文以鄂尔多斯盆地桐川地区长7段为例,开展致密砂岩储层脆性指数常规测井评价方法研究．首先,利用全岩矿物X射线衍射分析、阵列声波测井资料,定量计算了脆性指数;第二,构建岩石矿物组分模型,利用常规测井曲线,通过最优化求解方法,预测了脆性指数;第三,在验证了预测结果的准确性后,将基于多矿物模型的脆性指数计算方法在研究区内推广、应用,并精细刻画脆性指数平面分布规律．研究表明：基于岩石矿物组分和声波特性的脆性指数计算结果具有较高的一致性,利于方法的结合和计算结果的相互验证;研究区内脆性指数与常规测井参数具有一定的相关性,但未达到参数间数学关系定量拟合的要求;以基于声波特性计算的脆性指数为参考值,通过多矿物模型并利用常规测井资料的计算结果具有较高的准确性;研究区东部脆性指数高于西部,相应的工业油流井点也主要分布在东部．本文提出的脆性指数常规测井评价方法,可在无岩心测试、特殊测井资料的条件下计算岩石脆性指数,为致密砂岩油、气资源勘探、开发丰富了技术手段．     

基于数值模拟的双感应测井裂缝参数定量评价方法

为厘清裂缝性地层双感应测井响应特征,建立裂缝参数评价方法,本文建立了含基岩、裂缝、井眼、双感应测井仪器的裂缝性地层双感应测井正演模型,以Gianzero几何因子理论为基础,结合阿特拉斯公司1503双感应测井仪器开展了高阻背景下低阻裂缝测井响应数值模拟.首先计算了1503双感应测井仪器几何因子,然后根据该几何因子求解不同裂缝开度、裂缝充填流体电导率、基岩电导率条件下双感应测井响应特征,分析了裂缝开度、裂缝充填流体电导率、基岩电导率对双感应测井响应的影响,归纳了裂缝性地层双感应测井响应规律.采用深感应视电阻率及深、中感应视电阻率比值作为横纵坐标,结合裂缝充填流体电阻率绘制了一套双感应裂缝开度评价图版.通过对图版数据进行拟合,建立了裂缝开度评价模型.在采用岩心、成像资料对评价模型刻度以减小几何因子理论计算非均质裂缝产生的误差后该模型可用于求取裂缝参数.最后将该方法应用于镇泾油田致密砂岩裂缝性储层进行裂缝参数定量评价,评价结果与成像测井评价结果吻合较好.     

油井流动成像束状探测电磁场

为了克服油井流动成像电磁探测的"软场"效应,提高成像质量,本文从测量物理模型出发,采用在轴向上屏蔽和径向上聚焦的方法构建束状探测场,通过有限元仿真计算电势分布以及测量敏感场,发现轴向上屏蔽后的电势分布均匀平坦,从而探测电磁场可以简化为二维场;径向上聚焦后敏感区域主要集中在发射电极和接收电极之间的束状区域内,敏感场呈马鞍状,其中间敏感性明显加强.模拟流动实验测量结果表明,束状探测电磁场的测量信号较强,成像质量明显提高.     

双频介电测井方法与实现

介电测井是一种测量地层中电磁波传播速度和相位差的测井方法,能计算出地层的介电常数和电导(阻)率,在油田广泛推广用于评价地层孔隙度和含水饱和度,以区分油、水、气层.本文结合在国产数控测井地面系统配接Atlas1531/1532介电测井仪的经验,详细介绍了介电的测井原理和数据处理,给出了测井方法的具体实现和应用.该方法已经在多种地面系统和测试台架得到验证,通过现场测井取得良好的应用效果.     

油井多相流电磁成像测量敏感场仿真

为了考察油井多相流电磁成像测量的敏感场分布,本文根据阵列电极结构和测量电磁场特性,应用有限元求解流体截面的电磁场问题,对于不同介质分布模型,计算电势分布,进而模拟测量敏感场.仿真结果表明,测量敏感场呈马鞍面状分布,在靠近发射电极和测量电极的区域敏感性较强,在弧形区域的中间敏感性较小.     

Flow imaging method of electromagnetic measurement in well logging

Multiphase flow in an oil well is a dynamic phenomenon of inhomogeneous medium,which should be studied in a nonlinear way. This paper presents an electromagnetic measurement method based on the electrical property differences between oil,gas and water to scan,inverse and show the distribution and condition of multiphase flow. Both numerical simulation and physical experiments have proved that clear images could be obtained by this way.     

井间电磁法综述

地面电磁法在实际工作中在很大程度上受到了探测深度和分辨率的限制.为了克服这些缺点,出现了井间电磁法.井间电磁法指的是在两个(或多个)钻孔中分别发射或接收电磁波信号,利用电磁波信号进行成像并探测井间物理性质的地球物理方法.由于发射机和接收机可以分别放置在很深钻孔中,其具有大透距、大探测深度的特点,因而广泛应用于工程环境物探、矿产勘查、石油勘探等中.针对不同的应用,产生了各具特点的一些特殊方法,包括井间无线电波成像、跨孔雷达、井间电磁成像.井间无线电波成像仪目前只测量电场强度数据,工作频率低,一般是单频的电磁波,频率范围通常在1 kHz至10 MHz.由于缺少走时数据修正射线路径,井间无线电波成像主要是进行基于直射线追踪的衰减层析成像.井间无线电波成像既可用于工程与环境地球物理也可用于找矿.跨孔雷达是钻孔雷达的一种探测方式,用高频电磁脉冲探测两个井孔间介电常数和电导率的变化.跨孔雷达层析成像也叫地质雷达CT,既可进行走时成像,还可进行衰减成像.一般来说,地质雷达CT的电磁波工作频率较高,中心频率通常在10 MHz和1 GHz之间,因此在分辨率指标上占有优势,跨孔雷达主要用于工程与环境地球物理.井间电磁成像采用更低的频率,测量复电磁信号,适合油气储集层监测,是一种地球物理前沿技术.经过在多个试验区初步试验表明,井间电磁成像是油藏研究的有效手段,可用于分析剩余油分布,寻找油气富集区,进而达到提高钻探高效井成功率和提高采收率的目的.本文详细介绍对比了这三种方法在理论和实践中的一些特点,并对未来的发展进行了展望.     

瞬变电磁波测井边界远探测方法研究

随钻地质导向钻井的关键在于对边界的探测,为提高仪器探测深度,时谐源激励的电磁波测井方法通常采用降低频率、增大源距的方式.瞬变电磁波测井信号源的突然关断产生会产生感应涡流,涡流随时间向地层深部扩散,与时谐源激励方式相比,其探测深度更大且测量过程不受信号源的干扰.因此,本文提出一种时间域瞬变电磁波测井边界远探测方法,采用余弦变换的数值滤波算法,模拟层状地层同轴发射接收线圈的瞬变电磁波测井响应,结果显示,地层电导率越大,电磁波传播速度越慢,测量晚期感应电动势与地层电导率线性相关;通过定义层状介质总场与线圈系所在当前层背景场的差值可方便提取界面信息,对界面的探测距离可达数十米;瞬变电磁波测井响应受源距的影响很小,为利用短源距实现远探测提供了可能.瞬变电磁波测井与时谐源电磁波测井相比优势明显,在电磁波测井领域中应用前景广阔.     

Pore-scale imaging and modelling

Pore-scale imaging and modelling – digital core analysis – is becoming a routine service in the oil and gas industry, and has potential applications in contaminant transport and carbon dioxide storage. This paper briefly describes the underlying technology, namely imaging of the pore space of rocks from the nanometre scale upwards, coupled with a suite of different numerical techniques for simulating single and multiphase flow and transport through these images. Three example applications are then described, illustrating the range of scientific problems that can be tackled: dispersion in different rock samples that predicts the anomalous transport behaviour characteristic of highly heterogeneous carbonates; imaging of super-critical carbon dioxide in sandstone to demonstrate the possibility of capillary trapping in geological carbon storage; and the computation of relative permeability for mixed-wet carbonates and implications for oilfield waterflood recovery. The paper concludes by discussing limitations and challenges, including finding representative samples, imaging and simulating flow and transport in pore spaces over many orders of magnitude in size, the determination of wettability, and upscaling to the field scale. We conclude that pore-scale modelling is likely to become more widely applied in the oil industry including assessment of unconventional oil and gas resources. It has the potential to transform our understanding of multiphase flow processes, facilitating more efficient oil and gas recovery, effective contaminant removal and safe carbon dioxide storage.     

成像测井解释模式在基岩油气藏裂缝性储层的应用研究

基岩油气藏裂缝性储层具有复杂的储集空间和储层非均质性,为了实现对基岩油气藏储层的精细评价,以地层微电阻率扫描成像测井和井周声波成像测井资料为核心,通过岩心资料标定,结合录井、常规测井、试油、地质等实际资料,系统建立了基岩油气藏变质岩储层的成像测井解释模式.根据成像测井模式的识别实现了对基岩油气藏特征的认识、准确的裂缝分析和现今地应力场分析.分析结果表明,研究区基底变质岩地层中基本以基岩内幕油气藏为主;裂缝以中高角度缝、网状裂缝为主,其主要走向与井旁断层走向大致平行,属纵裂缝;裂缝主要发育在东西两侧靠近断层、近源的构造陡坡上;现今最大水平主应力方向主要呈NE-SW和NEE-SWW.成像测井解释结果与地质情况吻合较好.     

声电效应测井电声比及其与地层渗透率的关系

基于流体饱和孔隙介质中声波-电磁场耦合效应的测井方法具有潜在的应用价值.本文从Pride动电耦合波方程组入手,推导了伴随斯通利波的井孔电场与声压比值(电声比)的频率域表达式.结果表明,在较低频率条件下,电声比幅角的正切值与渗透率呈反比.在此基础上,提出了利用低频的声电效应测井全波反演地层渗透率的方法.针对砂岩地层,从计...     

高频电磁波测井同时求解视电导率和视介电常数

利用 Ｌａｍｂｅｒｔ Ｗ函数的性质,针对单发单收和单发双收两种电磁波测井仪器,给出 了一种求解视介电常数和视电导率的方法．理论分析和数值实验表明,该方法在计算速度和 精度方面,明显优于传统的求解复杂非线性方程组的方法．与查表方法相比,该方法不需要 预先计算大量图版,且精度较高．