旋转导向近钻头随钻伽马数据成像处理技术

在旋转导向钻井过程中需要根据井下实时获取的伽马成像图对钻头进行调整,但是钻井随钻测量数据的传输数量较少,单次所能传输的数据有限。为了获得连续的伽马值,使用三次样条插值和Akima插值两种方法分别对井周方向和深度方向的测量数据进行插值处理。使用LabVIEW软件对两种插值方法编程,绘制井深和井周方向上插值结果的曲线图和强度图。使用辽河油田某钻井数据对所编程序进行验证,结果表明,插值后所得到曲线和强度图能够准确地反映地层的信息,可为钻井导向和地层评价工作提供信息支持。     

样条函数在补偿中子算法中的应用

本文从对补偿中子测井实验刻度点的讨论出发,提出用样条插值方法而不是通常回归拟合方法来构造补偿中子响应方程。样条函数采用分段的多项式。文中指出,四点三次样条插值是其较为实用的形式,这时插值多项式参数计算的解析式容易导出,实时处理中求视孔隙度的计算量完全可为一般采用软件作数值运算的微处理机系统所接受;并提出补偿中子测井的刻度方法,这种算法极大地简化了井下仪的调校;对水点取值也进行了讨论。附录中给出求解参数的具体计算公式,可以此作为上机编程的依据。     

基于样条插值的FFT及其在重磁场正演中的应用

离散傅里叶变换在信号处理、谱分析、偏微分方程数值解等方面发挥着重要作用。常规快速傅里叶变换方法在离散化过程中会引起频谱混淆、边界效应等问题，基于高斯积分的快速傅里叶变换方法削弱了截断效应的影响，但同时也降低了计算效率。为此，提出了一种基于样条插值的傅里叶变换方法，其核心思想是将傅里叶变换积分离散为多个单元积分之和，每个单元内采用三次样条表征函数变化，最后累加离散的每个单元积分结果，得到最终傅里叶变换积分结果。该方法充分利用样条插值积分的高阶连续性及采样灵活性，同时单元积分可解析计算，为实现高效、高精度的傅里叶变换提供了一种新思路。设计高斯函数，通过一维和二维的正、反变换结果与解析解对比验证了该方法理论正确、计算精度高。设计连续介质模型，将基于样条插值的快速傅里叶变换应用于重磁场三维数值模拟，模型数值实验结果表明，该方法在连续介质重磁场数值模拟中降低了截断效应的影响，且计算精度高、效率高。实际数据应用结果证明了该方法的实用性。     

金属管材凹痕缺陷的应变计算研究

凹痕缺陷的轮廓描述是凹痕应变计算的首要工作。针对金属管材凹痕的特殊薄壳结构,根据径检测数据分别采用三次B样条和三次多项式曲线对凹痕轮廓做了二维曲线插值,并比较了两种方法所描述轮廓与凹痕实际轮廓的贴近程度,结果表明,三次B样条曲线插值可以较好地反映凹痕的曲率变化,其应变计算结果与实际值更加接近,更适用于金属管道凹痕的应变计算。同时,通过对实际径检测数据的模拟和比较,得出结论:加大沿管道环向的径检测数据密度可提高凹痕轮廓描述和应变计算结果的准确度。     

华北平原GB大地电磁剖面的二维解释

大地电磁测深资料的二维解释主要有两种方法,即二维反演拟合和二维数值模拟。作者参考二维三次样条快速反演方法的思路,在一维样条插值的基础上作形式推广,建立了三维三次样条插值的一般表达式及其计算过程,给出了三维三次样条插值的反演方法。二维数值模拟是在一维形式化解释的基础上构制二维初始模型,然后计算各测点上的 MT 响应,与实测值拟合,以便求得最佳拟合结果。所谓一维化解释是把剖面上各测点测得的纵向视电阻率ρ_⊥和横向视电阻率ρ_(11)分别按一维模型曲线作解释,求得地电剖面的二维模型和参数。用所述方法对华北地区的 GB 剖面的大地电磁测深资料进行试算,获得了地下导电率分布的基本情况。     

SGDT伽马密度仪测井资料成像化处理

文章分析了SGDT伽马密度测井仪器原理,运用三次样条函数插值方法对六个方位计数率数值进行插值处理,得到360度方位的连续变化的二维计数率曲线,对插值结果进行成像化处理,可以直观地显示套管周围的水泥密度变化趋势。     

特殊结构井管柱图绘制方法

特殊结构井与一般定向井或直井最主要的区别在于井眼轨迹的不同,因此井眼轨迹的确定以及井身结构的绘制方法是特殊结构井管柱图绘制的基础。侧钻井、分支井以及鱼骨井的井眼轨迹比定向井更复杂,无法直接绘制或描述,可以将特殊结构井的井眼轨迹进行分段绘制。将井眼轨迹数据进行分段处理,可得到井眼中心线和关键点,以中心线为中心,利用三次样条插值函数可得到井筒曲线,结合套管、水泥返高数据可以绘制井身结构底图。利用井眼轨迹数据,插值计算工具所处位置井斜角,按井斜角旋转工具图,并将其绘制在井筒中,再叠加到井身结构底图上,即可得到能够正确反映井下管柱结构的管柱图。     

多层合采阶梯井产能计算模型的建立与求解

在阶梯井多个生产段同时对多个油层合采时产能预测难度较大。针对该问题,依据渗流力学、工程流体力学、油藏工程和数值分析有关理论,考虑油藏各向异性、渗流干扰、井筒管流压降和钻完井污染等因素,利用离散化处理方法,建立了阶梯井与薄互层油藏耦合的多层合采阶梯井产能计算模型,分析了该模型具有唯一解的充要条件,给出了求解方法。利用某三层薄互层油藏数据进行了实例计算,分析了井筒径向流率、井筒流量和井筒流压的分布规律,发现阶梯井生产过程中,井筒径向流率分布规律满足高阶偶次多项式,流量分布规律满足三次多项式,流压沿井筒呈抛物线状分布且越靠近跟端下降越快,并认为管流摩阻造成的压降和产量损失不可避免;将利用该模型计算的全井产量与Joshi公式的计算结果进行了对比,发现二者仅相差1.79%。研究表明,建立的多层合采阶梯井产能计算模型的计算结果合理,为相关产能预测提供了新方法。     

复杂结构井管柱力学模型及动态三维数字井筒

复杂结构井,尤其是煤层气多分支水平井的分支井眼多、井眼轨道局部弯曲段多的特点使得井内管柱作业时所受摩阻、扭矩较大,造成作业困难甚至复杂事故。将二维刚性模型、二维整体模型及三维刚性模型3种刚杆模型进行程序化,并基于能量平衡原理,结合软绳模型及狗腿平面的管柱刚性,推导出刚度力模型,从计算效率及精度上通过对比确定刚度力模型为推荐最优计算模型。基于但不局限于杆管模型,细化并实现动态数字化井筒技术:利用三次样条插值函数及最小二乘法数据拟合进行井眼实际测井数据平滑处理,建立复杂结构井的三维"数学井筒";采用量化色度分级方法,将管柱摩阻、偏磨、井壁破碎及井壁坍塌风险等指标进行等级划分,建立带有指标分级云图的"物理井筒";结合工程需求,考虑井下工具组合及VR处理技术,实现可直接为工程服务的"工程井筒"。"三步"数字井筒技术路线为数字井筒的全面实现提出了可行性方案,所开发的复杂结构井三维数字井筒动态可视化软件平台可为复杂结构井工程提供极大的便利。     

起伏地表声波方程的数值模拟

在实际地震勘探中,经常会遇到形状复杂的起伏地表,而实际采集的有关地表形状和介质的数据在进行数值模拟时都可视为对某一区域进行矩形剖分后所得网格点上的值,也就是说所获得的地表是一个阶梯状的地表,与实际的地表存在很大差异。利用阶梯状地表数据对地震记录进行波动方程模拟时,在阶梯的角点处会产生严重的干扰,进而影响数值模拟结果。本文利用声波方程,对阶梯状地表数据进行样条插值处理,得到了与起伏地表比较吻合的四边形网格剖分。经理论模型和实际数据的计算结果对比表明,用样条插值的方法逼近地表后进行计算的结果可以消除由于角点的奇性而产生的误差,减少了干扰,提高了计算精度。     

基于井径变化的声波测井时差校正

环境因素，特别是井径的无规则变化，严重影响声波测井资料的可靠性，给声波测井资料的应用带来偏差。已有的各种校正方法在实际应用中或多或少受到一些限制，不能很好地消除由井径扩径引起的声波时差异常。为此，首先从理论上分析了声波测井仪器经过井径扩径段时的时差异常，得出测量时差随发射声系在扩径井段的位移出现规律性异常的结论；然后对比了同一口井中油基泥浆和水基泥浆的声波测井数据，实际测量结果验证了理论分析结果；最后提出了基于井径变化的时差补偿校正方法。实际处理结果表明，该方法能有效地消除井径扩径引起的声波时差异常。     

多分辨分析用于测井资料的重采样及合成记录与地震道的匹配

针对传统测井资料重采样方法的不足，提出了基于多分辨分析的新方法。同传统的重采样方法相比，新方法不仅可以保持测井曲线的总体特征，而且较好地保持了测井曲线局部变化。同时将多分辨方法应用于合成记录与地震道匹配的时间漂移校正问题，实际效果较好。     

三维井斜解释软件开发

为方便、快速地解释井斜数据,同时使井眼轨迹能够以最直观、形象的方式展示出来,利用Visual C++编程丁具和OpenGL图形库开发了一套三维井斜解释软件.采用曲率半径法计算模型,Akima插值方法计算井眼轨迹.三维井斜解释软件包括数据处理、三维视图显示、二维视图显示、解释成果报告制作等模块.通过对16口井的陀螺井斜资料进行处理,与其他处理软件相比图形显示更为直观、形象,更有利于观察井眼轨迹的位置及轨迹变化情况,提高了工作效率.     

A prediction method of borehole stability based on seismic attribute technology

Borehole instability in drilling engineering can bring about serious problems of drilling quality and safety. Based on the close relationships between seismic and well log information, the prediction method of borehole stability is presented to effectively control borehole instability. Conventional and nonlinear seismic attributes are extracted from borehole-side seismic traces of impending drilling well and drilled offset well respectively. Then the optimal attributes combinations sensitive to log properties are selected by using genetic algorithm and wavelet neural network technology together. A series of mapping models which reflect the nonlinear relationships between seismic attributes and acoustic and density log data of various formation intervals in drilled well are constructed through neural network modeling. With analysis of cutting logging data, seismic attributes of the formation under bit and corresponding mapping model can be used to predict acoustic and density log curves of this formation. Based on the predicted log data, log interpretation method, analysis technology of in-situ stress and mechanics model of borehole stability are employed to calculate in-situ stress, pore pressure, collapse pressure and fracture pressure, thus the safe drilling fluid density window which can keep borehole stable is determined. Prediction precision and real-time operation ability of the proposed method are satisfying, which have been proved in practical application in TR oil field.     

声波全波列测井中反射波成像分析

通过波场分离技术，把声波全波列测井记录中的反射波信息分离出来，并加以成像显示。根据声波全波列中的反射波信息，利用地震资料处理中的椭圆法原理计算了井外的裂缝或声阻抗界面的视倾角。与ＣＢＩＬ计算的视倾角进行对比，结果基本一致。此项结果对取得井孔附近三维成像资料和烃水界面的确定具有重要意义。     

利用地震,测井资料联合反演储层物性参数

地震、测井资料联合反演技术，是利用地震，测井数据的互补特性，从井间地震数据中反演地层的物性参数。共分三步进行：（１）查清井间地层构造形态，应用Ｂｏｒｎ近似反射线性反演技术，从叠前或叠后地震记录中得到反映层速度界面的反射系数剖面，效果相当于有或叠后的偏移剖面，并用作非线性反演的井间几何形态约束信息；（２）求取井间地震波参数，应用最优拟合牛顿法学线性反演技术，分别得到地层反射系数，波阻抗和介质速度参数     

井旁二维人工合成记录制作方法及应用

这里介绍一种应用地层倾角测井，声波测井，密度测井资料制作井旁二维人工合成记录的方法，其内容包括：（１）把声波曲线和密度曲线生成的声阻抗曲线作基础道：（２）按地层从而倾角和ＣＤＰ间距把该基础道向左，右分别外推两道，形成一个５道的地质模型；（３）进行断层，不整合修正后，利用褶积正演产生井旁二维人工合成记录。这种井旁二维人工合成记录有以下优越性：①增加了构造倾角，断层，不整合信息；②可提高钻井资料与地震     

利用地震记录钻前预测井壁稳定性研究

根据地震波动力学,建立了地震记录和测井数据间的合理的非线性映射关系,通过获取地震记录的自回归系数、分形维数、最大Lyapunov指数和突变参数,得到了声波时差和地层密度测井曲线,建立了地层弹性参数、强度参数的获取方法.在利用非线性函数曲线拟合预测钻前井壁稳定模型的基础上,提出了利用地震记录钻前预测维持井壁稳定的安全泥浆密度窗口理论与方法,克服了层速度井壁稳定性预测精度低且不能预测薄夹层的缺陷.该方法主要解决以第一口探井二开有测井数据为前提,预测二开下部待钻地层的井壁稳定性.     

“二步法”测井曲线校正及其应用效果分析

由于受到井眼和钻井液等环境因素及泥岩垮塌的影响，西湖凹陷深层声波和密度测井曲线普遍出现了严重的失真。另外上世纪90年代早期的测井数据质量欠佳，需要进行校正。此文中研究采用两步法策略对西湖凹陷深层测井曲线进行校正:第一，在扩径严重的泥岩段，使用经验公式（Faust、 Ikon、Greenberg -Castagna公式）重构替换原有的纵波速度、横波速度和密度；第二，针对其它类型的测井曲线异常值或缺失曲线，使用Xu-White岩石物理建模方法估算纵横波速度及密度。通过试验和修正，确定了研究区测井曲线校正的关键参数。通过两步法校正，为后续地震反演提供更可靠的测井曲线，在实际资料应用中效果明显，验证了该方法的有效性，在西湖凹陷各探区具有较好的推广性。     

钻前井壁稳定预测方法的研究

国内外对井壁稳定研究一般都在钻井过程中或钻井结束后进行,通过钻井、测井、录井和岩心资料的综合分析,确定井壁失稳主导机理,选择安全泥浆密度与泥浆体系,该方法相对容易且符合研究井的实际工程要求,但得到结果的实用性易受地质构造影响。此外,野猫井的井壁稳定性一般凭经验判断,所以复杂地层的井壁失稳事故在所难免。为此,本文在神经网络的基础上,研究了利用地震资料钻前预测井壁稳定性的方法,建立了井壁稳定性钻前预测模型,该模型在现场得到较为成功的应用。至目前国内外在这一领域的研究还是空白。