基于遗传算法的岩石复电阻率频谱模型参数反演

复电阻率频谱在地球物理勘探领域具有非常广阔的用途，但是其模型的选择及其参数反演比较困难。遗传算法作为一种全局寻优、简便、容错性强的算法，可以在复电阻率频谱模型参数的反演中发挥重要作用。采用遗传算法，结合各个模型的参数约束，反演了Cole-Cole模型、基于乘积形式的二阶复Cole-Cole模型、基于和形式的二阶复Cole-Cole模型以及Dias模型等4个模型的参数。结果表明，利用遗传算法可以准确求取复电阻率模型参数，对于岩石复电阻率频谱参数的反演及其应用，Dias模型比传统的Cole-Cole模型及基于乘积或基于和形式的二阶复Cole-Cole模型更具有优势，与单纯考虑实部或者虚部的情况相比，同时考虑实部和虚部的反演过程能够取得更好的效果。     

岩石复电阻率Dias模型及其反演方法

Dias模型是众多描述岩石复电阻率的频散特性模型中的一种,它不但参数少而且可由这些参数导出具有特定物理意义的参数。针对Dias模型参数的求取及反演解的不确定性评价,提出了一种模拟退火阻尼最小二乘联合反演方法。该方法首先将参数求解空间离散化,利用模拟退火找到全局最优解区间,然后利用阻尼最小二乘法在解空间进行求解。该方法有效地克服了原来两种方法反演速度慢、反演结果依赖于初值的缺点,并实现了对反演结果多解性的评价。研究结果表明,对于岩石复电阻率数据的处理解释,Dias模型比传统的Cole模型及其变形更具有潜在的优势。     

岩石复电阻率频谱反演研究

利用岩石物理实验数据反演结果对解释模型进行标定是复电阻率测井资料解释的基础。反演算法与模型的选择会直接影响反演结果的准确性和实际工作效率,进而影响复电阻率测井资料的解释处理。在100 Hz~10MHz频率范围内测量了多组人造砂岩样品的复电阻率频谱曲线。利用最小二乘法、模拟退火算法和遗传算法结合乘积形式的二阶Cole-Cole模型对理论模型和岩心实测数据进行反演,综合对比了这3种反演算法的优缺点。基于乘积形式的二阶Cole-Cole模型可以很好地匹配实测数据。模拟退火算法不依赖初始值的设置,过程简单并且容易实现,更加适用于实际反演,其结论为复电阻率测井解释提供了岩石物理和反演方法基础。     

含水岩石复电阻率的实验研究

从含水岩石的阻抗效应出发，结合ＺＬ５智能型ＬＣＲ测量仪的功能，建立了岩石的复电阻率模型，并分析了复电阻率的模、同相电阻率，正交电阻率等几个参数与测量电流频率、地层水矿化度、泥质含量之间的影响关系；对未来可能发展起来的复电阻率测井技术对油田生产的实用价值提出了初步认识。     

电阻率测井数据的岩石物性反演

反演是一种用于解释复杂环境中,如深侵入、高导电围岩、薄层、各向异性地层以及高度斜井和水平井,电阻率测井数据的有效手段。反演也提供了一个通用平均值,以解释较早的未聚焦电阻率测井仪以及新型组合式仪器获得的数据,并考虑电阻率构成的确切界限。虽然,在多数情况下,反演提供了与岩石物理学和地质学一致的解,但也有不一致的情况。为了处理这些非一致性,我们开发了一套岩石物性反演算法,该算法为一涉及伽马射线、中子、密度、声波和电阻率数据的综合解释过程。解释步骤包括据所有可利用的测量值,如伽马射线、中子、密度、和电阻率数据,用加权拐点法估计层界位置。然后利用与所采用的各种仪器有关的仪器响应函数调整地层界面位置,并综合得出与岩层界面一致的调整值,其最好地代表了地下地质和岩性。其次,利用一恰当的含水饱和度方程估算出针对地层电阻率和冲洗带电阻率的上下边界。估算电阻率边界的输入参数包括泥质含量、孔隙度以及含水饱和度变化的可能范围、地层水电阻率和泥岩电阻率。将电阻率边界综合到反演算法中经由一外部补偿函数增加到最优化的原始客观函数中。提出的反演算法采用的是包括一参考模型和基于不确定性的数据加权的普通目标函数。此外,已将一级空间无限差分算子装入目标函数中,以消除反演结果中的不真实振荡。现场实例显示,所提出的反演过程可有效处理由于井眼冲蚀和不恰当的岩层界面定位引起的数据系统噪音,并且生成了在岩石物性上有意义的反演结果。     

岩石电阻率频散及其对阿尔奇参数的影响

岩石电阻率存在频散现象，频散性的强弱与地层水矿化度、含水饱和度、阳离子交换容量等有关。当地层水矿化度增高，饱含水岩石电阻率频散性减弱；当含水饱和度及地层水矿化度较低时，频散现象较明显。在其它情况基本相同时，泥质砂岩的阳离子交换容量越大，频散现象越明显。因此，岩石电阻率频散性影响着阿尔奇参数的变化。文中系统介绍了饱和度指数、胶结指数与频率之间的关系，认为实验室进行阿尔奇公式参数的测量应采取多频测量。     

普通电阻率测井的多参数快速迭代反演

基于数值模式匹配快速正演方法，采用一种新的快速迭代反演方法由多条普通电阻率测井曲线同时反演侵入半径ri、侵入带电阻率Rxo及原状地层电阻率Rt多个参数，人工合成数据和现场实际资料的检验表明了此方法的有效性。     

复电阻率测井在腰英台油田的应用

东北工区复电阻率测井能在一定程度上克服地层岩性和地层水矿化度的影响，直观地反映储层流体性质的变化。因此，在腰英台油田开展复电阻率测井技术应用研究，有较强的针对性，可为在该地区寻找油气增添新的方法技术。复电阻率测井技术主要利用低频电阻率（Rt）与高频电阻率（Rz）的比值即复电阻率比值A的大小定性区分油水层，评价该地区储层的含油性。本方法与常规测井解释方法相比具有方便、直接、准确等特点。在实际工作中，利用复电阻率测井技术解释、分析、评价腰英台油田储层的含油性，都取得了明显的成效。     

电极法复电阻率测井研究

电极法复电阻率测井技术是以岩石复电阻率频散特性为理论依据,从岩石物理性质的理论和实验研究的基础上发展起来的一种新型电测井方法,该方法能同时检测岩石电阻率、低频介电常数和频率响应特性.电极法复电阻率测井的实现是在双侧向仪器的基础上增加一个频率大约为10kHz的高频通道,并检测其复电阻率模值.其测井资料的解释用岩心实验建立的复电阻率频散模型作为正演模型,对测量到的低频实部电阻率和高频模值电阻率进行反演求出地层的含油气指示参数,从而评价地层的含油气特性.应用该方法进行了现场测井和资料处理,结果表明其方法具有可行性.     

油水饱和岩石复电阻率频散特性数学模拟

基于油水饱和储层电震耦合理论,利用傅里叶变换关系推导出电震波场的波动方程及电震快纵波P1波、电震慢纵波P2波和电震慢纵波P3波3个传播常数。依据双电极法测量岩石复电阻率的数学模型,对油水饱和岩石复电阻率的频散特性进行定量模拟。模拟结果表明,油水饱和岩石复电阻率的频散现象是在电震快纵波P1波、电震慢纵波P2波和电震慢纵波P3波的共同作用下,由岩石中的电渗流机制形成的。油水饱和岩石的复电阻率和慢纵波P2波界面极化频率均随孔隙度和含水饱和度的增大而减小,随渗透率的增大而增大,慢纵波P3波界面极化频率随孔隙度的增大而减小,随渗透率和含水饱和度的增大而增大,而快纵波P1波界面极化频率受储层岩石这3个参数的影响较小。气水饱和岩石复电阻率的频散特性与油水饱和岩石复电阻率的频散特性略有不同,但二者的复电阻率随3个参数的变化规律相同。     

岩石复电阻率频散模型及其参数的获取方法

介绍了克喇末－克朗克,德拜、幂函数和柯尔－柯及其复电阻率形式５种典型的电介质频散模型,并在复电阻率的柯尔－柯尔模型基础上提出了扩展的复电阻率和频散模型,给出了确定该模型参数的算法及实例,最后指出该西式和算法的应用前景。     

复电阻率测井在剩余油评价中的应用探讨

复电阻率测井(CRL)是我国电法测井研究工作者根据岩石电阻率频散特性提出和发展起来的一种方法。从理论角度看,其区别于其它常规电测井方法的主要特征为:复电阻率测井把电性参数的频散特性作为测井评价储层合流体性质的主要依据,有望在剩余油评价、特殊矿化度地层评价等方面提供有效的手段。本文首先介绍复电阻率的定义、电阻率频散的概念和复电阻率测井的原理,然后结合电极型复电阻率测井仪器的油田应用实例,探讨其在剩余油评价方面的应用可能性和有效性,并指出了其研究应用前景。     

岩石阻容频散特性及其与流体饱和度关系研究

讨论砂岩和灰岩岩心电阻率、电容率参数与岩石含水饱和度之间的关系。对砂岩和灰岩岩心样品进行高压(30 MPa)真空(-0.092 MPa)驱替饱和,使岩心样品饱和某一矿化度的盐溶液,测量这些岩心电阻率和电容率参数。对所测量的数据分析发现,在4Hz~5 MHz的频率范围内,每种岩性电阻率和电容率均随频率的增加而减小,但在同等条件下,电容率随频率的变化幅度更明显,其频散度更大。不同的频率段,岩心电阻率和电容率参数频散度不同,低频段(小于100kHz)频散度大,在高频段(大于100kHz)频散度小。根据岩性电阻率和电容率参数,建立了一种新型的岩石含水饱和度的计算方法。相比于传统岩电实验,利用该方法计算饱和度不需要测量岩石的胶结指数、饱和度增大系数、地层因数等Archie公式的相关参数。通过岩心的电容率可以直接计算岩石含水饱和度,可减少多个不同参数实验测量带来的误差。     

三元复合剂驱岩石复电阻率频散特性实验研究

目前大庆油田三元复合剂驱已具备了工业化推广的条件,三元复合剂驱对复电阻率的影响有待于实验研究论证.实验针对不同地层水矿化度,在三元复合剂驱条件下进行了泥质砂岩岩心复电阻率频散特性的实验研究,分析了同一地层水矿化度不同含水饱和度下和同一含水饱和度不同地层水矿化度下岩心复电阻率的频散特性;以及不同地层水矿化度不同频率下聚合物驱岩心复电阻率变化特征.实验结果表明,复电阻率模值、模的差值、虚部、虚部差值、虚部比值与含水饱和度有着很好的单调相关性,可以用来评价三元复合剂驱条件下储层的油水层解释.     

复电阻率测井响应的有限元模拟

在二维地层模型条件下,应用有限元方法模拟了双侧向模式的复电阻率测井仪器在不同频率下的响应,结果表明,频率很低时复电阻率测井响应接近双侧向测井响应,随着频率的提高,复电阻率测井响应幅度降低;地层具有一定的频散效应时可以利用不同频率的复电阻率测井响应直观地区分油水层.     

频率域复电阻率数学模型研究

应用电阻和电容网络模型来模拟电极发射法交变电场岩石阻抗，根据电化学理论，给出每个电子元件的数学表达式，使网络模型与地层参数（孔隙度，地层水矿化度，阳离子交换量和含水饱和度）联系起来，从而使网络模型转换成用地层参数描述的数学模型，然后，进行数学模型计算结果与岩样实验数据拟合，确定了数学模型中的待定系数，再应用阿尔奇公式求出复电阻率，这样，该数学模型说较好地描述了岩石的复电阻率的响应特性。