各向异性地层中电阻率测井的响应特性

应用模式匹配算法研究了斜井眼中普通电阻率测的快速正演模拟方法，系统地考察了井眼倾角、地层厚度以及地层的各向异性等对普通电阻率测井的影响。数值模拟结果证明：（１）在斜井眼中，各向异性地层和各向同性地层在响应特征上存在着很大产地于厚度足够大的地层，井眼或地层倾角的变化，对各向同性地层的视电阻率几乎没有影响，但对各向 性地层的视电阻率影响很大。（２）井眼或地层倾角的增加改变了地层的 度，对厚度小于测井仪     

各向异性交错层的双侧向测井响应

本文就双侧向仪器在交错状各向异性层中的响应进行了研究。在这种交错各向异性地层中，每一各向异性层的主轴与层理面成任意角，也可以成任意走向。已开发研制了一种基于三维有限元法(3D FEW)的程序，用于研究这种地层对双侧向的影响。双侧向在交错各向异性层中的响应总体上可以分为两种类型：直井和斜井。直井是指井眼垂直于地层层界面。在直井中，当可以忽略侵入的情况下，双侧向在各向同性层中的响应接近真电阻率值，而在各向异性层中的响应则很大程度上取决于相对倾角。当各向异性层厚度大于5ft时，其视电阻率响应值为一常量，即中部地层的响应，进一步说，在低相对倾角地层，各向异性层中部的视电阻率响应值略高于理论上的值Rh，在高相对倾角地层，则低于上限值(RvRh)^1/2。第二种类型是斜井，即井眼与地层界面成斜角，在这种情况下，各向异性层中的视电阻率测量读数不仅受相对倾角的影响而且还受其方位角的影响。在高相对倾角地层中，由于R的作用较大，故电阻率值升高。尽管导电性构成复杂，侧向响应值变化还是相对平滑的，在本次研究的例子中没有发现突出的尖角或尖峰(信号)。     

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。     

三维环境中的双侧向测井响应

对于模拟三维环境中的双侧向测井响应,我们开发出了以有限元法为基础的计算机代码（FEM）。运行这个代码得出的结果与通过解析解和运行二维FEM代码分别得到的结果相一致,证实了三维代码的正确性。所以我们应用三维FEM代码来研究大斜井、水平井、倾斜各向异性地层和裂缝碳酸盐地层中的双侧向测井响应。对于在两层电导围岩层夹一层电阻层构造中的双侧向测井仪,一些人认为随着地层倾斜角度的增大,仪器测得中间一层的视电阻率读数将变代。然而,这种情况不是总正确。视电阻率读数不仅与层厚有关,而且还与电阻层电阻率和围岩层读数将变低。然而,这种情况不是总正确。视电阻率读数不仅与层厚有关,而且还与电阻层电阻率和围岩层电阻率之比的比值有关。在某些情况下,斜地层的倾斜角由0度变化到75度,仪器所测中间电阻层的读数实际上随倾斜角增大而增大。因此,在薄倾斜地层中,不运用计算机模拟而预测深和浅侧向测井仪的响应是困难的。这项研究了也说明了水平井中电阻层的双侧向测井响应。大双侧向测井探头处于电阻层中时,深和浅侧向头测得的读数受到围岩层的强烈影响,即使中间电阻层的层厚有3关,围岩层对深侧向测井的影响仍然很大。地层的各向民是性对双侧向测井的影响较小,甚至在大斜度井中也一样。双侧向测井的视电阻率响应主要由各向异性地层的横向率的大小决定的。同期望的一样,在裂缝构造中,当地层的裂缝隙宽度增大,或是裂缝缝隙中流体电阻率值减小时,视电阻率响都将减小。在某些情况下,一个5米长的裂颖同无限延伸的裂缝相比,它们对双侧向测井仪的作用是一样的,并且仪器对100微米缝隙的探测所显示的厚度有1米宽。当沿着井身身米有5个或更多裂缝时,那么裂缝性地层模拟为各向异性的地层。     

地层界面处双侧向测井视电阻率曲线极化角影响因素分析

常规双侧向测井视电阻率曲线在地层界面处常会出现极化角现象,造成视电阻率曲线畸变并产生"伪薄层"现象,对准确划分地层及准确求取地层真电阻率造成严重影响。基于有限元数值模拟技术,建立双侧向测井数理模型,研究围岩电阻率、地层厚度、储层各向异性、井径以及井斜角对双侧向测井视电阻率曲线极化角形态及幅值的影响程度。研究结果表明:目的层与围岩电阻率对比度越大,双侧向测井视电阻率曲线极化角现象越明显;地层厚度对极化角的影响比较复杂,当地层厚度小于仪器纵向分辨率时,极化角现象消失;储层各向异性会造成极化角幅值发生变化,但对极化角形态的影响较小;随着井径增大,极化角现象趋于消失;井斜角越大,极化角越平缓。双侧向测井视电阻率曲线极化角是多种因素共同作用的结果,在极化角校正工作时应对各影响因素进行综合考虑。     

随钻电阻率测井的环境影响校正主次因素分析

环境影响校正是随钻电阻率测井资料精细解释与应用中的重要问题.分析了随钻电阻率测井中井眼、围岩、地层倾角(或井斜角)、地层各向异性及泥浆侵入等环境因素对测井结果的影响及其校正方法.在大斜度井、水平井中采集随钻电阻率测井数据,当地层倾角或井斜角比较大时受地层各向异性影响最为明显;当目的层为薄油气层时需要考虑围岩影响;当钻速较低、测井仪器离钻头较远、岩层暴露时间较长时需要考虑泥浆侵入的影响.推导出地层视电阻率与垂直层界面方向的电阻率、平行层界面方向的电阻率的关系式,并给出了随钻电阻率测井环境影响主次因素判释流程图.依据校正公式和数值逼近迭代方法及所编制的主次因素分析与自动校正程序处理了某油田的多口井随钻电阻率测井资料,认为井斜角和各向异性导致实测的电阻率值增高,通过校正提高了随钻测井解释的精度和准确性.     

倾斜电各向异性地层阵列感应测井数据处理新方法

阵列感应测井的原始信号经软件聚焦算法处理后可提供多种分辨率、不同探测深度的电阻率信息,这使得阵列感应测井成为复杂油气层测井评价的重要手段。然而,当在深层致密储层和非常规储层等电各向异性储层中采用斜井进行钻探时,由于传统软件聚焦算法没有考虑地层倾斜及其电各向异性的影响,常规阵列感应测井输出结果的适用性受到极大挑战,其电阻率曲线常出现钻井液假侵入、曲线乱序等异常现象。针对这一问题,提出以未聚焦的原始电阻率为约束,在已知仪器与地层相对夹角和目的层电各向异性系数的前提下,通过建立层状地层模型,结合仪器的正演算法模拟电阻率响应特征并与实测电阻率曲线进行误差比较,不断修改模型以进行迭代循环计算,从而得到等效的水平电阻率和垂直电阻率阵列感应测井曲线。该方法有效地剔除了地层倾角及其电各向异性的影响,且进一步通过分辨率匹配处理可获得具有给定分辨率、能完全保留钻井液侵入特征的地层水平方向和垂直方向的阵列感应电阻率曲线,显著提高了复杂储层的电阻率测量精度和测井解释符合率。相关算法得到了理论模型和多口实际测井资料的验证。     

水平井地层电阻率各向异性校正方法研究

水平井井眼轨迹与地层的相对佗置经常变化,造成常规洲井仪器在水平井中的响应机理发生改变,地层电阻率测井表现出各向异性特征.在砂泥岩剖面中,当井眼与地层层面相交或离层面不远时,其距离小于仪器的探测范围,常规测井仪器不足以正确识别单个地层,探测到的是砂泥岩互层,在层界面上表现出宏观各向异性,测量值是砂岩和泥岩的综合反映;当井眼远离层面时,其距离大于仪器的探测范围,仪器探测到的是单一的砂岩地层,在层内表现出微观各向异性,测量值反映的是砂岩的特性.据此,综合水平井和邻近直井测井资料描述井眼轨迹与地层的空间展布,确定井眼轨迹与层界面的几何关系,提取井眼轨迹到层界面的距离,采用砂/泥岩薄互层模型进行地层电阻率各向异性校正.其效果良好,具有一定的推广价值.     

层状各向异性介质中普通电阻率测井的快速正演模拟与应用

本文应用混合法给出了水平层状各向异性介质中普通电阻率测井的快速正演算法。理论模型的计算结果证明，各向异性介质中电阻率测井的响应主要受横向电阻率影响，且响应的振幅完全由横向电阻率的大小确定。文中还研究了薄互层的响应与各向异性介质响应的等价性问题，对于砂，泥岩薄互储层，当组成薄互层的各个单层的厚度明显小于电极系的纵向分辨率时，薄互层的响应与等效的各向异性介质的响应基本上是一致的，很难从其电阻率的响应中     

水平井地层电阻率各向异性研究及应用

水平井井眼轨迹与地层的相对位置经常变化，造成常规测井仪器在水平井中的响应机理发生改变，地层电阻率测井响应表现出各向异性特征，测井解释模型也因井眼位置不同而复杂化。因此，在进行水平井测井资料解释时，应考虑地层各向异性对测井响应的影响和地层非均质性对测井解释模型选择的影响。首先利用水平井井眼轨迹在钻出和钻回同一地层界面时的测井响应镜像特征提取地层界面点，用多项式趋势面分析方法确定水平井井眼轨迹的三维空间展布与地层之问的关系，确定井眼轨迹与地层的相对位置；然后通过研究水平井测井电阻率随水平井井眼轨迹与地层相对位置的变化规律，总结出油、水层的评价标准；最后采用3层水平层状模型对水平井地层电阻率的各向异性进行了研究，准确计算了地层水平电阻率和地层含油饱和度。将以上方法应用于塔里木油田水平井测井解释中，确定了井眼轨迹与地层的相对位置，计算了地层水平电阻率的大小。对油层和水层的电阻率各向异性进行了分析，认为地层电阻率如果表现为各向异性，就不能将水平井测量电阻率直接用于油水层的识别，但利用计算的水平电阻率能很好地使用垂直井的成熟研究成果进行油水层识别和地层含油饱和度计算。     

各向异性倾斜地层双侧向测井响应数值模拟

利用三维有限元法,模拟了电性各向异性倾斜沉积岩层的双侧向测井响应。模拟结果表明:双侧向测井响应不仅受到地层倾角的影响,而且还受到地层电性各向异性的影响。在水平地层条件下,双侧向测井响应主要受到层理方向上地层电阻率的影响;在倾斜地层条件下,垂向上的地层电阻率对测井响应的影响增大。电性各向异性倾斜地层不仅造成电阻率曲线形态的变化,而且深、浅电阻率幅度差异更为复杂,给利用深、浅电阻率幅度差异定性识别油气层造成困难。     

倾斜井非均匀地层的阵列侧向测井响应研究

为研究倾斜井非均匀地层阵列侧向测井响应特征,采用三维有限元方法进行阵列侧向测井响应数值模拟,并利用Marquatdt方法进行阵列侧向的测井多参数反演分析.研究表明,井斜造成测井曲线的地层视厚度增大;直井阵列侧向测井响应可以较好地反映目的层电阻率信息,而斜井的阵列侧向测井响应同目的层电阻率相差较大;直井条件深浅阵列侧向电阻率可以较好地反映泥浆侵入特征,倾斜井阵列侧向的深浅视电阻率幅度差异不能直观显示泥浆的侵人特征;基于Marquardt方法的斜井条件的阵列侧向测井四参数反演,有效恢复了地层真实的泥浆侵入及相应的电阻率分布特征.斜井阵列侧向测井响应模拟分析,有助于正确认识斜井井周岩石物理特征和利用阵列侧向测井进行倾斜井储层评价.     

泥浆侵入低电阻率环带对斜井感应测井响应影响分析

依据斜井几何因子理论,通过数值计算研究了泥浆侵入低电阻率环带环境下井斜角度对双感应测井响应的影响,以及泥浆侵入深度对斜井双感应测井响应的影响.深感应测井和中感应测并在井斜角度0°～90°之间会有2个敏感角度段,并且仪器在这2个响应敏感变化倾斜角度段内响应特性有较大的差异.在低电阻率环带电阻率与地层电阻率比较接近时,敏感...     

三分量感应测井系统研究

全世界的薄互层油藏约占已发现总油藏的30%,薄互层油藏也称各向异性油藏,我国各向异性油藏所占比例更大。常规电磁测井仪只能测量水平方向的电阻率,很容易低估和漏测低阻和低差异的交互式薄储层;三分量感应测井系统可直接测量地层的水平电阻率和垂直电阻率,还可测出地层的倾角和方位。本文介绍了三分量感应测井仪的线圈系结构和测量原理,论述了交错网格有限差分法和有限元法等两种各向异性地层的正、反演计算方法,最后进一步讨论了研究三分量感应系统的应用前景。     

三维非对称介质电阻率各向异性反演及应用

针对海上水平井和大斜度井电阻率测井因受泥浆侵入、地层各向异性等因素影响,视电阻率会偏离真实地层电阻率的现象,提出了三维电阻率反演方法,旨在获取准确的地层电阻率剖面和井眼地层位置关系。利用哈里伯顿公司ADR方位电阻率测井数据,在正演仿真基础上采用基于Marquardt方法的迭代反演方法计算测井时刻的泥浆侵入半径和侵入带电阻率(有侵入地层)以及原状地层水平电阻率、垂直电阻率、层边界距离(水平井)等参数。数值模拟结果显示,反演方法精度较高,反演结果准确可靠。     

层状各向异性地层的识别与评价

在垂直井眼的层状各向异性地层中，水平电阻率、垂直电阻率和各向异性指数(垂直电阻率与水平电阻率的比值)是其主要描述参数。常规测井评价只注重于水平电阻率信息而忽略了垂直电阻率和各向异性指数信息，这样对各向异性储层的含油饱和度评价就会产生误差。提出了在常规测井条件下在低阻层根据深浅侧向测井曲线出现差异而深中感应测井曲线重合来识别各向异性地层的方法，给出了根据双感应和双侧向测井曲线计算地层水平电阻率、垂直电阻率和各向异性指数的相关公式，这些方法可望能改善各向异性储层的含油饱和度评价。     

Numerical simulation of high-resolution azimuthal resistivity laterolog response in fractured reservoirs

The high-resolution azimuthal resistivity laterolog response in a fractured formation was numerically simulated using a three-dimensional finite element method.Simulation results show that the azimuthal resistivity is determined by fracture dipping as well as dipping direction,while the amplitude differences between deep and shallow laterolog resistivities are mainly controlled by the former.A linear relationship exists between the corrected apparent conductivities and fracture aperture.With the same fracture aperture,the deep and shallow laterolog resistivities present small values with negative separations for low-angle fractures,while azimuthal resistivities have large variations with positive separations for high-angle fractures that intersect the borehole.For dipping fractures,the variation of the azimuthal resistivity becomes larger when the fracture aperture increases.In addition,for high-angle fractures far from the borehole,a negative separation between the deep and shallow resistivities exists when fracture aperture is large as well as high resistivity contrast exists between bedrock and fracture fluid.The decreasing amplitude of dual laterolog resistivity can indicate the aperture of low-angle fractures,and the variation of the deep azimuthal resistivity can give information of the aperture of high-angle fractures and their position relative to the borehole.     

各向异性地层电磁脉冲测井响应的FDTD模拟

利用三维柱坐标系时域有限差分（FDTD）方法计算了各向异性地层中电磁脉冲测井响应。首先验证了算法的正确性及可行性,然后分析了均匀无限厚各向异性地层中及考虑泥浆、围岩、侵入等因素存在的复杂各向异性地层中的电磁脉冲测井响应特征。结果表明：视电阻率随着倾斜角度的变化而变化;高阻地层比低阻地层受泥浆的影响更严重;高阻围岩比低阻围岩对目的层的影响更大;侵入带对视电阻率的影响非常明显,必须对测井资料进行侵入影响校正。