新颖的阵列侧向测井方法

双侧向测井仪传统上被广泛地用来探测地民阻率剖面，本文指出了这种传统测井方法的某些不足，介绍了一种新设计的仪器，阵列侧向测井仪。用有限元法模拟了双侧向测井仪和阵列侧向测井仪在各种地层模型中的视电阻率曲线。     

用新型阵列侧向测井精确评价含油饱和度

侧向测井仪的发展目的就是为了消除仪器缺陷及提高纵向分辨率，从而不断地改进仪器设计及数据处理方法，尽管目前的侧向测井仪的性能有了显著提高，但仍不能提供足够的信息来准确地计算地层真电阻率值R，尤其是在薄夹层时更是如此。斯仑贝谢公司在广泛的模拟实验研究基础上开发出了一种新的阵列侧向测井仪，它使用了一种数学反演技术和更能准确反映地下地层特征的二维地层模型，因此可得到更为准确的地层真电阻率值R1，从而提高计算含油饱和度的准确性。新的阵列侧向测井仪采用了一个供电电极和一系列的对称放置的聚焦电极进行测量，它可提供多条具有不同探测兴度的地层电阻率曲线，而这些曲线具有固有的深度一致性和纵向分辨率匹配性。在现场测井中，用快速的一维反演得出Rt，它只考虑了侵入的影响，在薄互层中用二维模型作反演，它同时考虑了径向和纵向电阻率的变化，考虑了围岩的影响后使计算的Rt的精度显著提高。     

用阵列感应和阵列侧向测井数据表征垂直井中的电阻率各向异性

高分辨率阵列侧向测井仪HRLA的面世为电阻率测井带来了新的内容—深测量对电阻率各向异性比较灵敏。由于侧向测井仪固有的地面电流回路，其传统的深测量对各向异性井不很灵敏，而HRLA用仪器本身作为电流回路，其测量对垂直电阻率Rtv具有相当大的灵敏度。HRLA的五种工作方式(探测深度)所产生的电阻率测井曲线因各向异性而分离。侵入也会使这些测井曲线分离，但多数情况下单独用HRLA资料的反演不能把侵入和各向异性区分开。如以前的文献所详细报道的那样，在垂直井中，感应仪器对Rtv不灵敏，但它可直接测量水平电阻率Rth。在垂直井中，即使存在各向异性，可以将阵列感应成像仪AIT的测井资料准确地反演求取Rxo、Rth和Ri。在没有各向异性时，HRLA的二维反演也给出了侵入参数的准确结果。一种用AIT和HRLA综合资料求解Rtv的一维快速反演算法已被开发出来。首先，对AIT资料进行径向处理得到Rxo、Rth和Ri，然后利用这些参数产生HRLA深电阻率测井(RLA5曲线)模型。从AIT反演模拟得到的RLA5曲线和测得的RLA5曲线之间的差异通过一个经验方程建立关联，从而得到Rtv／Rth。由于层理和侵入对HRLA测井的二维影响，此方法仅在厚地层中有效。最近一种二维反演算法已被开发出来用于综合分析AIT和HRLA测井资料来求解Rth，Rtv和侵入参数。此算法基于每种仪器响应的严格数值模型，井返回模拟数据的精确反演值。用这些解释方法已在几口井中识别出一些各向异性的低阻产油层，更重要的是识别出一些不是各向异性的低阻产油层。     

阵列侧向测井的正反演

在二维地层模型条件下 ,应用有限元方法模拟了阵列侧向测井的响应 ,通过与双侧向测井的响应进行对比 ,发现阵列侧向测井曲线能详细描述侵入剖面 ,且分辨率高。利用阵列侧向测井提供的 4条探测深度不同的曲线 ,联合反演侵入半径、侵入带电阻率和原状地层电阻率 ,具有很好的效果。     

EALT阵列侧向电阻率测井井场处理软件算法

研发了一套适用于EALT阵列侧向电阻率测井仪的井场资料处理软件,可快速消除井眼环境对仪器测量响应的影响,还可实时反演获得测量点的偏心距、侵入深度、侵入带电阻率和地层电阻率。引入的侵入深度与曲线分离程度的定量关系式提供了更加准确的模型初始值选择方案,避免了迭代过程陷入局部最优解的困扰。Okaholama模型验证结果表明,采用数据库拟合技术可有效解决反演结果在层界面处的跳变现象,且单点处理时间仅需0.2s。南海某井的应用结果显示,泥岩段不同探测深度的视电阻率曲线校正后基本重合,渗透层恢复了浅探测模式的薄层分辨能力,表明自适应井眼校正可有效消除井眼环境对仪器测量响应的影响;一维反演的侵入特性与GR曲线具有很好的一致性,反演的地层电阻率较视电阻率曲线有20%的提升,为计算地层含水饱和度提供了更加准确的电阻率信息。     

裂缝性储层阵列侧向测井响应反演研究

建立了裂缝性储层阵列侧向测井响应的三维有限元正演模型.利用三维有限元方法计算不同角度、不同裂缝孔隙度裂缝的阵列侧向测井响应,得出裂缝性储层的阵列侧向测井响应与裂缝孔隙度、裂缝倾角的关系.随裂缝孔隙度增加,阵列侧向视电阻率降低.低角度裂缝的阵列侧向深浅视电阻率呈现负差异,高角度缝呈现正差异.将阵列侧向测井反演问题转化为无约束的非线性全局优化问题,利用差分进化算法对阵列侧向测井进行反演,为阵列侧向测井资料反演裂缝性地层参数提供了理论基础.     

高分辨率阵列侧向测井响应数值模拟

阵列侧向测井能够提供RL,A0～RL,A5等6条不同探测深度的电阻率曲线.可以直观反映地层不同径向深度电阻率的变化.利用有限元方法,在简化的二维非均匀介质模型下对阵列侧向测井响应进行了数值模拟,研究了不同层厚、侵入带、井眼条件下阵列侧向测井响应,与双侧向测井响应进行了对比.研究表明.阵列侧向测井所测得的RL,A5～RL,A1等5条电阻率曲线为同时反演侵入深度、侵入带电阻率和原状地层电阻率提供了丰富的信息;其多条不同探测深度的电阻率曲线探测深度依次增加.受围岩影响小,能够详细描述侵入削面,真实地反映地层电阻率径向分布;RL,A0探测深度最浅,主要反映井眼泥浆的电阻率情况,为准确了解井眼内及井壁附近的电阻率分布提供了依据.在实际应用中应结合实际现场的各方面因素对阵列侧向测井曲线进行全面的分析.     

电磁传播电阻率测井快速稳定的混合反演方法

多参数阵列电磁传播电阻率测井(EPRL)资料的反演问题具有较强的非线性和多值性.高斯-牛顿法是求解这类问题的有效方法之一,但其反演的稳定性与精度对初值有较强的依赖性.微分进化算法可以有效地避开对初值的依赖性且其反演稳定性很好,但耗时量大效率较低.在高斯-牛顿法和微分进化算法的基础上发展了一种混合反演方法,即先用微分进化算法筛选得到好的初值,然后再用高斯-牛顿法反演得到最优解.经过一些资料的反演实践,表明该混合反演方法是一种快速、稳定、有效的反演方法.     

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.     

径向渐变地层阵列侧向电阻率测井响应研究

在现有模式匹配(NMM)快速算法的基础上,引入Logistic函数建立径向渐变地层模型,形成渐变地层NMM快速算法。构造具有相同冲洗带电阻率、原状地层电阻率和侵入带半径的阶跃地层与径向渐变地层,分别对比低侵和高侵时高分辨率阵列侧向(HRLA)测井仪器在阶跃和径向渐变2种纵向均匀地层模型的视电阻率及其相对误差。数值模拟表明,低侵时2种模型的视电阻率差异明显,为精确研究泥浆侵入的影响,建立径向渐变地层分析仪器的测井响应;高侵时两者的差异很小,可以采用阶跃地层近似代替径向渐变地层计算测井响应。带围岩的地层低侵和高侵时,阶跃地层与径向渐变地层测井响应曲线有类似的结论。     

阵列声波测井在套管井中的应用研究

声波测井资料是地层对比、完井解释的重要资料。结合实际阵列声波测井资料,从下套管前后测得的全波波形的差异来区分套管波和地层纵波,采用慢度-时间相关法(STC)提取地层纵波,对比了在不同水泥胶结质量、套管状况和井眼条件下的套管井与裸眼井声波测井资料,归纳出了过套管声波测井的使用条件和局限性,指出地层全波信息的获取应采用的测量模式和测井质量的影响因素。该研究成果在塔里木油田测井应用过程中取得了良好的效果。     

基于遗传算法的混合自动拟合方法

采用遗传算法与常规非线性优化方法相结合的途径，进行试并典型曲线的自动拟合研究。这种混合优化机制综合了遗传算法高效搜索特性、全局优化能力和常规优化算法的快速收敛性，并讨论了遗传算法实际应用相关的表示方案、适应值变换等问题。     

基于COMSOL仿真软件的阵列感应测井偏心响应计算方法

研究了基于有限元仿真软件COMSOL的阵列感应测井偏心响应数值计算方法。通过解决偏心模型的建立、地层大小的选取、网格剖分设计和求解器的选取等问题,高效准确地计算出阵列感应测井仪器MIT的偏心响应。均匀地层COMSOL仿真软件计算结果与解析解的相对误差最大为0.369 796%,能够较好地满足计算精度,计算数据可靠有效。应用COMSOL仿真软件对阵列感应测井仪器MIT建立偏心响应数据库,对偏心严重的响应绘制图版进行分析,可有效分析偏心对视电导率的影响。     

基于改进模拟退火算法的岩石薄片图像三维重建

提出了一种基于改进模拟退火算法的岩石薄片三维图像重建方法,并有效地应用于石油地质领域。此方法首先提取岩石薄片的特征函数作为三维模型重建的判断准则,再利用改进的模拟退火算法进行全局寻优得到孔隙颗粒结构的三维模型,同时以分形维数作为孔隙边缘的约束条件,产生与参考薄片相似的边缘信息。通过具体试验比较重建的三维模型与原始二维图像的形态学参数,说明运用本方法实现的图像三维重建能有效反映岩石微观结构的形态学特征。     

基于阵列感应测井数据的分层方法与应用

目前的分层方法不能直接用于阵列感应测井曲线的分层。提出了基于阵列感应测井曲线数学和物理特征的分层新方法。利用趋肤效应校正和井眼影响校正后曲线的一阶和二阶导数确定层边界。根据曲线峰、谷和台阶特征确定每层读数,引入斜率、层厚和幅度并层等3个参数控制分层数。对有侵入地层,根据长、短子阵列的不同探测深度特征分别估计出地层和侵入电阻率模型。通过分析仪器线圈间距、层厚、电阻率对比度及侵入电阻率等参数变化对测井曲线分层结果的影响和实际测井数据的处理验证了新方法的有效性。