过套管电阻率测井响应数值模拟研究进展

套管井电阻率测井仪的研制成功是套管井测井技术的重要进展,在老井地层评价中起到了越来越重要的作用.对过套管电阻率测井响应数值模拟,本文综述了近十几年来的研究现状和进展,分析了过套管电阻率测井的测量方法,比较了过套管电阻率测井响应的计算方法,讨论了多层状地层、有限长套管测井响应计算的结果,对我们最近计算的套管接箍测井响进行了分析.针对过套管电阻率测井响应计算问题,指出了在实际应用中尚需解决的实际问题和解决的基本思路,并力图展望今后的研究发展趋势和解决问题的方法.     

过套管电阻率测井的地层电阻率快速反演算法

过套管电阻率测井是通过测量套管壁电势实现测量地层的视电阻率,基于传输线方程理论,针对层状地层,给出了套管壁电势、电流对地层横向电阻导数的微分方程(称Jacobi矩阵微分方程)及边界条件;利用Jacobi矩阵微分方程边值问题导出了过套管电阻率测井反演地层参数的Jacobi矩阵系数的解析表示, 利用Marquardt方法实现了过套管测井的地层电阻率反演;通过计算对Jacobi矩阵的特性进行了探讨,并获得了较快的计算速度(因为Jacobi矩阵是用解析解表示的),反演结果与地层模型取得了较好的逼近.本文实现了过套管电阻率测井地层参数的Jacobi系数矩阵的快速计算及地层电阻率反演,为进一步开展电阻率测井数据处理提供了理论依据和快速反演算法.     

非均匀套管井中的过套管电阻率测井响应

套管井壁的电势分布包含了金属套管和地层模型的信息,套管电阻率的变化对过套管电阻率测井有重要影响,本文考虑了套管电阻率的变化对传输线方程系数的影响,给出了非均匀套管壁电势分布的计算方法．利用套管井壁电势分布实现了非均匀套管测井响应的计算,考察了套管电阻率变化对过套管电阻率测井响应的影响,模拟结果表明,套管的变薄或变厚对测井响应均有一定影响,当套管电阻突然变小（套管变厚）或突然变大（套管变薄）时过套管电阻率测井异常发生在套管电阻突变界面附近．模拟结果还显示电极距对测井结果有明显影响．     

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.

     

过套管电阻率测井数值模拟研究

国内油气田的剩余油评价和动态监测需要过套管电阻率测井技术,开展过套管电阻率测井基础理论和方法研究非常必要.本文在全面论述过套管电阻率测井原理的基础上,首次提出修正的传输线方程法(MTLEM),并用之于过套管电阻率测井响应模拟计算;基于数值模拟方法,分析了过套管电阻率测井的影响因素(地层电阻率、水泥环和套管等),得到了规律性认识,并确定了不同地层条件下测量信号的大小,可以为国内过套管电阻率测井仪器研制以及实际资料的应用提供定量依据.     

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.     

套管接箍对过套管电阻率测井的影响分析

过套管电阻率测井是一种新的测井方法,能在普通的金属套管井中测量地层的电阻率.但其测量结果受到来自套管、水泥环和围岩等诸多因素的影响,其中套管接箍是一个重要的影响因素.采用修正的传输线理论,通过数值模拟全面分析了套管接箍厚度、长度及单位长度电阻对过套管电阻率测井的影响.结论认为,套管接箍厚度对过套管电阻率测井的影响较小;过套管电阻率测井在以套管接箍为中心、上下各半个仪器电极距的深度范围内受套管接箍影响;套管接箍单位长度电阻与套管单位长度电阻差异越大影响越大.     

CHFR测井原理及影响因素研究

应用电磁场理论及传输线模型可建立CHFR测井响应方程,应用传输线模型可研究CHFR测井的测量原理及其影响因素.研究表明中场区电场电位二阶导数稳定,电位二阶导数对地层电阻率变化敏感,在套管外仅存在径向分量,该区延伸范围大,通过测量测点中场区的电位二阶导数和电位可实现过套管地层电阻率的测量.测量频率、电极距、水泥环、套管非均质性等因素都对测井响应产生影响.     

套管非匀质性对过套管电阻率测井影响的数值模拟与分析

套管非匀质性对于过套管电阻率测井响应会产生显著影响.首次采用数值模式匹配法模拟过套管电阻率测井响应,在此基础上分析了各种套管局部变化对于测井响应的影响.模拟结果表明,套管异常区域及其附近的测井响应出现异常变化,异常变化程度与套管参数局部变化程度呈现正相关性;通过模拟不同类型电极系还发现,双注入电极系对套管非匀质性具有很好的补偿作用.文中首次模拟了井温梯度对过套管电阻率测井响应的影响.计算结果表明,该数值方法能够很好地解决包含套管非匀质性因素的过套管电阻率测井数值模拟问题.