随钻电磁波电阻率测井仪器响应影响因素数值模拟

介绍了随钻电磁波电阻率测井仪器的响应原理及计算模型.通过数值模拟不同地层模型仪器响应,分析了随钻电阻率测井中仪器精度、井眼、井斜与层厚、各向异性、介电常数以及泥浆侵入等因素对电阻率的影响.对于目前数据处理和解释中地层模型不够准确、应用软件都无法同时处理各种影响因素、同时考虑到各种环境因素进行资料的反演几乎不可能、对地层...     

随钻方位电磁波仪器界面预测影响因素分析

随钻方位电磁波仪器的探测深度决定仪器的界面预测能力,了解随钻电磁波仪器在不同地层环境下的探测特性,对准确进行界面预测和判断有重要意义。模拟了仪器的界面响应特征以及边界走向与仪器工具面角的关系,介绍了随钻电磁波仪器探测深度的定义,通过模拟随钻方位电磁波电阻率的探测特性,分析了不同地层及仪器参数对随钻方位电磁波仪器探测深度以及界面距离反演结果的影响。结果表明,在地质导向过程中,相邻地层的电导率的差决定了随钻方位电磁波仪器的信号幅度,而相邻地层的电阻率对比度和电导率的差同时影响仪器的探测深度,同时仪器对交叉耦合分量电动势(Vzx)的分辨能力也决定了仪器的探测深度;界面距离反演地层模型中,低电阻率地层电阻率的精确度比高电阻率地层电阻率精确度对反演距离的正确性和准确度影响更大。     

钻井液侵入情况下随钻电磁波电阻率测井的响应

钻井液侵入地层使得井周介质电阻率分布发生变化,从而影响了随钻电磁波电阻率测井的响应。文中基于渗流理论、对流扩散理论及电磁场理论,利用有限元数值模拟技术,定量分析了侵入时间、储层孔隙度等变化对钻井液侵入下随钻电磁波电阻率测井响应的影响。结果表明:钻井液侵入10 min后,随钻电磁波电阻率测井的响应明显受到钻井液侵入的影响;储层孔隙度大于15%时,相位差响应增长超过5%;储层含水饱和度小于60%时,相位差响应增长超过4%;钻井液与地层水的矿化度比值大于0.244时,相位差响应增长超过10%;储层渗透率和压差变化在钻井液侵入情况下对随钻电磁波电阻率测井相位差响应的影响基本固定。研究结果为随钻电磁波电阻率测井解释消除钻井液侵入的影响提供了一定理论基础,对探测深度的综合判断有助于相关仪器的研发和改进。     

随钻电磁波传播电阻率测量工具探测深度研究

在随钻电阻率测井中，基于相应的电阻率测量曲线和基于衰减的电阻率曲线在地层中经常出现彼此分离的现象，对电磁波电阻率测井的探测深度进行了详细的研究，研究表明这种分离与电阻率换算方法有关。同时指出基于IRPGF定义的探测深度有一定的局限性，只能用于定性分析，而且，IRPGF探测深度越大并不说明其测量结果越接近地层真电阻率，最后对导致电阻率曲线分离的因素进行了归纳，并指出利用随钻电阻率测量数据进行地层侵入评价是更为可靠的方法。     

随钻电磁波测井影响因素分析

随钻电磁波电阻率测井的影响因素包括井眼、仪器偏心、井轴与地层相对夹角、各向异性、围岩、电介质和泥浆侵入等。通过不同的模型可以研究随钻电磁波电阻率测井的响应,对于随钻电磁波电阻率测井的正反演模拟与解释都有重要的指导意义,本文以贝光休斯MPR仪器为模拟仪器,介绍了利用XFDTD方法模拟井下情况所得到的这些环境因素影响的实验结果。     

随钻电磁波传播电阻率测井的快速反演新方法

电磁波电阻率井是随钻测量的重要方法,提出了一种旨在提高电磁电阻率测井纵向分辨率的快速反演方法,该方法首先根据实际井曲线提出划分地层界面的边界条件,要求正演模拟在地层子区间的信息熵极值点处与实测曲线吻合,数值模拟和实际应用的结果证明该方法可以快速,有效地提高电磁波传播测井的纵向分辨率,增强测井仪器的薄层响应。     

随钻电磁波电阻率测井联合反演方法及其应用

针对海上油气田高正压差井筒条件下随钻测井电阻率受钻井液低侵影响的问题,提出了随钻电磁波电阻率测井联合反演方法,设计了一种基于视电阻率曲线分离程度的反演初始值选取方案,通过反演可以获得原始地层电阻率和钻井液侵入深度。数值模拟结果显示,初始值选取精度满足工程应用需求,地层真电阻率和钻井液侵入深度参数反演相对误差小于0.5%。时间推移测井资料分别反演所得地层真电阻率一致,表明该方法稳定可靠。对中国南海西部东方区块随钻测井资料开展电阻率反演应用研究,结合反演成果开展了钻井液侵入规律统计,得到了钻井液侵入深度与地层孔隙度、渗透率、钻井液柱压力、钻井液浸泡时间及地层电性变化等参数的统计关系,其对钻井液侵入预测与评价具有参考价值。该电阻率联合反演方法可推广应用于其他海域随钻电磁波电阻率测井,对储层评价与储量计算具有重要意义。     

基于hp-FEM的随钻电磁波测井仪器响应正演分析

为研究复杂井周条件下随钻电磁波测井的响应规律,优化仪器参数,开展了基于hp-FEM算法的随钻电磁波测井仪器响应正演研究.根据时谐电磁场理论建立数学模型,考虑边界条件建立了变分方程,采用hp-FEM算法对仪器在二维旋转对称性地层模型中的响应进行模拟.数值模拟结果表明,均匀地层hp-FEM数值解与解析解相对误差仅0.046 3%,验证了正演程序的精确性.在其他参数不变的条件下,发射线圈频率越大,相位差曲线变化幅度越大,且极化角所处位置越靠近真实模型的分界面;仪器的源距越小,极化角越明显,纵向分辨能力越强.相对于低阻层,仪器进入高阻层时,相位差曲线上出现的极化角较大.研究结果表明,提高频率和缩短源距可以更加精确地反映地层界面位置,为地质导向决策提供测井资料支持.      

随钻电磁波电阻率测井仪器的研制

应用带电阻率的LWD仪器进行地质导向钻井,实现薄油层水平井开发是油田增产增效的有效手段。电磁波电阻率测井仪器具有探测深度深、测量精度高等特点,是随钻测井的必测项目,但该项技术被国外石油公司垄断。经对该技术原理的研究,通过对天线壳体的结构优化和高集成度、低功耗电路的设计,研制了四发双收对称式电磁波电阻率测井仪器。现场应用结果表明,该系统在井下复杂工况下,工作正常,测量数据准确,性能可靠,确保了仪器在油层中穿行。     

随钻电导率测井应用效果分析

随钻电导率测井具有诸多优点,但其仍然要受井下测量环境的影响,主要包括井眼、地层电性各向异性、围岩、泥浆侵入等,若不对这些原始数据进行必要的解释处理,就可能失去随钻测井的地层评价意义。本文重点阐述了泥浆侵入和地层各向异性对随钻电导率测井的影响,同时介绍了随钻电导率测井的主要应用。     

基于ANSYS软件的随钻电磁波测井正演模拟计算

介绍随钻电磁波测井仪器响应计算原理。基于ANSYS有限元软件,模拟了2种频率(400kHz和2 MHz)下,单发双收随钻电磁波测井仪在倾斜井眼及各向异性地层中的测井响应。主要考虑了钻铤、各向同性与各向异性、倾斜地层等因素的影响。模拟结果表明,钻铤的存在使2个接收线圈的相位差减小,视电阻率值变大;由相位差得到的各向异性地层的视电阻率值小于各向同性地层的视电阻率值;倾斜井眼下,倾斜角较小时测得的曲线与竖直井相差不大,但随着倾斜角变大,曲线也变化较大,界面处对应的视电阻率曲线不平滑并出现犄角。     

倾斜各向异性地层随钻电磁波测井响应模拟

为实现实时随钻地质导向和储层精细评价,深入认识倾斜各向异性地层随钻电磁波测井响应特征,基于赫兹矢量位函数,将任意方向的磁偶极子源分解为水平方向和垂直方向分别求解.低角度时采用高斯积分,高角度时利用Hankel变换对Bessel函数进行积分,实现了倾斜层状各向异性地层随钻电磁波测井响应的模拟,将结果与EM1D的模拟结果进行比较验证算法的正确性.通过对不同模型条件随钻电磁波响应的模拟,研究地层各向异性系数、发射频率、井斜角等参数对随钻电磁波测井响应的影响.井斜角较小时视电阻率主要反映水平电阻率随井斜角增大而增大;视电阻率逐渐由水平电阻率向垂直电阻率过渡.当地层各向异性系数与井斜角较大时,测量信号将远大于水平电阻率甚至超过垂直电阻率;井斜角越大,发射频率越高,随钻电磁波视电阻率受地层各向异性影响越大,且相位差电阻率较幅度比电阻率更加敏感.     

随钻测量、随钻测井与录井工具

随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)和先进的录井工具是国际钻井高技术的重要组成部分,应用这些高技术产品可提高大位移井、高难度水平井的工程控制能力和地层评价能力,提高油层的钻遇率。详细介绍了MWD的测量原理、基本结构、传输通道、采集仪器(传感器)、井下电源、地面系统、应用方法;在此基础上,介绍了LWD的几种地质参数测量传感器和录井传感器的典型结构和功能。认识、了解和掌握MWD/LWD系统的功能、特性和典型结构,对使用好和研究开发此类高新技术工具具有重要意义。     

随钻方位电磁波电阻率测井技术与地质导向应用

随钻方位电磁波电阻率测井可在地层中预测电阻率界面,指导钻井轨迹实时调整以钻遇储层甜点,在大斜度井和水平井油藏勘探开发中的应用日益广泛.介绍了新型随钻方位电磁波电阻率测井仪器(DWPR)的研制和应用情况.基于电磁全分量测量设计理念,该仪器采用倾斜发射-倾斜接收的双斜正交线圈系测量结构进行地层边界探测和地层评价.DWPR仪器在典型地层模型下的响应表明,该测量方式下的方位电阻率、地质信号及成像信息,可有效反映地层电阻率、方位及各向异性等特征.针对DWPR仪器特有的电阻率信号、方位信号,基于阻尼最小二乘原理,开发了实时边界反演地质导向软件.新型随钻方位电磁波电阻率测井技术在中国近海进行了50余口井的地质导向应用,实时地层边界反演结果均符合油藏地质认识,有效指导水平井钻进过程,大幅度提高了储层钻遇率.     

随钻电磁波电阻率测井之电阻率转化方法与研究

根据幅度衰减(EATT)和相位差(ΔΦ )转换得到电阻率是随钻电磁波电阻率测井信号处理的必然环节.根据电磁场理论,给出均匀介质中EATT和ΔΦ的磁偶极子解(将线圈近似为磁偶极子)和严格解的理论结果.介绍了根据EATT和ΔΦ转化得到电阻率的方法.根据电阻率的转化结果发现,将ΔΦ转换为相位差电阻率的误差很小,可以将线圈近似为磁偶极子,还可以达到简化计算和保证转化的电阻率与真实电阻率一致的目的.但是,在将EATT转换为衰减电阻率时,在高电阻率地层条件下,磁偶极子解的表达式存在明显的电阻率转换误差,因此,建议采用严格解的EATT表达式进行衰减电阻率的转换,以提高信号质量.     

随钻电磁波电阻率和电缆电阻率测井联合反演及应用

针对海上油气田电阻率测井受泥浆侵入影响严重的现象,提出随钻电缆电阻率测井联合反演方法,以获取可靠地层电阻率和泥浆侵入深度。对于ARC675和HRLA这2种仪器,利用Marquardt方法,采取联合反演方式计算不同测井时刻的泥浆侵入半径和侵入带电阻率以及原状地层电阻率等参数。数值模拟结果显示,各参数联合反演相对误差小于0.5%。根据南海东部随钻测井与电缆测井资料开展的联合反演应用研究显示,联合反演结果符合泥浆动态侵入特征,与试油结果吻合,表明随钻电缆电阻率测井联合反演技术具有实用价值。     

不同井斜角情况下随钻密度测井探测特性

为提高斜井和水平井中随钻密度测井纵向分辨率,利用蒙特卡罗模拟方法研究仪器在石灰岩地层中的测井响应。通过仪器的纵向微分和积分几何因子分析,在不同井斜角情况下,近、远探测器纵向几何因子的变化规律大致相同,随着井斜角的增加,纵向分辨率逐渐增加,均能有效反映仪器纵向探测特性,这为仪器纵向分辨率的提高和随钻密度测井仪的优化设计提供重要参考。     

超深探测随钻电磁波测井地质信号特性研究

为了解超深探测随钻电磁波测井地质信号的过界面特征及其影响因素,基于层状各向异性介质多分量电磁波测井解析解,对PeriScope轴向发射–倾斜接收线圈系、DWPR双斜线圈系以及GeoSphere对称测量模式3种结构的地质信号,在超深探测随钻电磁波测井的低频、长源距条件下进行了数值模拟,对比了3种结构地质信号的过界面响应特征、探测深度以及各向异性的影响,探讨了其在超深探测中的适用性。研究得知,3种结构的地质信号均可指示地层界面及其方位,且长源距、高频下响应的非单调性明显,其中DWPR双斜地质信号的单调性最强;电阻率比100∶1地层模型下,GeoSphere地质信号具有更大的探测深度,DWPR双斜线圈系地质信号次之;DWPR双斜线圈系的幅度比地质信号不受地层各向异性的影响,其余地质信号均受地层各向异性的影响。研究结果表明,降低频率、加大源距可有效增强地质信号探测深度,降低频率、减小源距有利于地质信号对地层界面响应的单调性,各向异性对绝大部分地质信号的影响明显。     

多尺度随钻方位电磁波测井系统响应特征研究

为了及时发现地层构造变化,规避钻井风险的同时准确评价地层,要求随钻测井仪器具备尽可能大的探测深度和较高的分辨率,而单一尺度的测量结果难以同时满足上述要求。为此,模拟研究了超深随钻方位电磁波和随钻方位电磁波测井系统的探测特性,分析了该测井系统的探边能力和分辨率,并探索了其对钻前地层界面的探测效果;然后,采用拟牛顿法,进行了多尺度随钻方位电磁波测井资料的精确快速反演。研究结果表明,通过增大源距、降低频率的方式,超深随钻方位电磁波测井的探边能力达到数十米;与小尺度随钻方位电磁波测井联合使用,通过反演可以实时获取油藏电阻率剖面信息,从而实现近远井不同范围内的地质预测、地质导向和油藏描述。