随钻电阻率成像测井仪定量评价地层界面探究

随钻电阻率成像测井仪不仅可以通过井壁电成像直观显示微小的地质体特征,还具有识别地层界面的能力。为了探索随钻电阻率成像测井仪在界面处的测井响应特征,利用三维有限元方法,研究了其具有方位性时的地层界面测井响应规律,并根据模拟结果建立了地层界面参数定量计算模型。结果表明,该仪器在水平井中不同方位钮扣电极的电阻率测量差值和仪器与地层界面的距离呈较好的幂指数关系;该仪器在斜井中与地层界面的夹角和不同方位钮扣电极电阻率曲线犄角间的最大距离呈幂指数关系,且基本不受地层界面上下地层电阻率对比度的影响。建立的地层界面参数解释模型表明:仪器与地层界面的距离小于1.00 m,可以识别出地层界面;仪器与地层界面夹角小于20°时,可定量计算出二者夹角。研究结果为随钻电阻率成像测井的地质工程应用提供了理论依据。      

方位侧向电阻率成像随钻测井仪探测特性数值模拟分析

研发一种方位侧向电阻率成像随钻测井仪,已进入现场试验。该仪器可用于大斜度井/水平井地质导向、地层评价和电阻率井壁成像。介绍了该仪器的电极系排列和测量原理,通过二维和三维有限元数值模拟计算,分析了该仪器测井响应的探测深度、地层边界探测能力、轴向分辨率、井眼影响等探测特性。数值模拟结果表明,与同类仪器相比较,该仪器具有更大的探测深度、良好的分层能力、较小的井眼影响,地层界面探测距离可达1m以上。     

微电阻率井周成像测井仪器常数研究

在没有浅双侧向测井资料条件下,从微电阻率井周成像测井响应中获得地层电阻率定量信息,必须通过微电阻率井周成像测井响应数值模拟来计算各钮扣电极系数.根据微电阻率井周成像测井仪器工作原理和技术指标,用三维有限元法研制了全空间数值模拟程序,并运用该程序对微电阻率井周成像测井仪器的钮扣电极系数进行了计算,给出了计算结果.计算结果表明,144个钮扣电极系数相差不大,其大小随泥浆电阻率和地层电阻率的变化而不同.这些特性将影响地层电阻率的求取.     

适用于油基钻井液的随钻电阻率成像测井方法

油基钻井液会阻断直流电流通路从而使常规的随钻电阻率测井方法失效,为解决该问题,基于电容耦合非接触电导检测技术,提出了可用于油基钻井液的随钻电阻率成像测井方法。综述了随钻电阻率测量的主要方法,介绍了电容耦合非接触电导检测技术的原理与特点。将电容耦合和电感耦合相结合,建立了油基钻井液条件下的方位测井模拟模型,并利用该模型进行了多种工况下的测井模拟试验,分析了周向位置与电流幅值、电极周向位置与电流相位的关系及钮扣电极成像原理,模拟结果表明,钮扣电极具有方位探测能力,所提出的测井方法具有可行性。设计了地面模拟测井系统,进行了方位测井室内试验,发现该测井系统能够实现地层成像和测量地层倾角,试验结果与实际地层倾角的相对误差仅为4.7%。研究认为,提出的随钻电阻率成像测井方法可以在油基钻井液条件下进行随钻侧向电阻率测量,并且使测得的电阻率成像,从而得到较为可靠的测井结果。      

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.     

侧向类随钻测井仪器垂直分辨率分析（英文）

回顾垂直分辨率的标准定义,阐述因临近地层对仪器响应的影响难以使用这些早期的定义准确确定侧向类测井仪器的垂直分辨率。针对侧向测井仪器,建议采用一种行之有效的定义,即垂直分辨率定义为地层中心视电阻率曲线随层厚变薄快速偏离仪器响应电阻率背景包络拐点的层厚。该定义是基于随钻侧向测井层厚响应的数值模拟结果和仪器响应的物理学理解。按此定义,演示了随钻侧向测井仪器的垂直分辨率可由电流测量电极的物理尺寸精确确定。     

基于随钻测井的地层界面识别方法

随钻测井资料特别是随钻方位性测井资料在地质导向钻井中起着至关重要的作用,可以预测和判断地层界面、地层方位特征以及各向异性地层走向。通过介绍随钻电磁波电阻率仪器、方位深探测电磁波电阻率仪器和方位伽马仪器的基本结构及测量原理,结合实际应用环境,分析测量仪器在穿越地层界面时的影响因素和边界效应,进而提出利用电磁波电阻率和方位伽马曲线响应特征实现地层界面识别的方法,最后举例说明了随钻电磁波电阻率和伽马成像仪器在地层界面识别中的应用。现场应用表明,研究开发的具有边界探测能力的地质导向技术和装备,优化了井眼轨迹在储层中的位置,降低了打穿油层的风险,提高了储层钻遇率。     

随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用

地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进。随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向。利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据。现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的。     

方位电阻率成像测井仪ARI

文章介绍一种新型的倾向测井仪器－方位电阻率成像测井仪（ＡＲＩ），这种仪器比侧向测井（ＤＬＬ）有更高的垂直分辨率，并用围绕井眼得到深的方位电阻率测量值，在双侧向电极排列中结合１２个方位电极，提供１２个深的，定向的电阻率测量，而保留标准的深和深和浅的侧向测井，并在方位阵列中结合一种浅的辅助测量，使得方位电阻率测量的井眼影响得到完全的校正，这种仪器还具有对不均质和裂缝地层进行地层评价和裂缝倾角计算的成像     

用方位密度成像测井资料计算水平井钻遇地层倾角的方法

Schlumberger公司的随钻方位密度测井(ADN)可以提供井周16个方位的密度成像资料,为过井眼的地质界面产状的计算提供了方便.对于垂直井或大斜井,当井眼穿过一个有明显电测响应变化的地质界面时,利用井壁成像资料可以方便地描述地质界面的产状;对于水平井,由于井眼轨迹基本与地层平行,井眼轨迹常常只能穿越地层界面.传统的对界面产状的描述方法已不再适用.提出了一种利用方位密度成像测井计算水平井井旁地层产状的方法.希望随着测井新技术的出现不断完善新的解释方法,以提高随钻方位密度测井的使用范围和精度.     

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。     

基于拟牛顿法的随钻方位电磁波电阻率仪器响应实时反演与现场试验

为了利用随钻方位电磁波电阻率仪器的测量数据确定地层界面方位和距离,给地质导向提供决策依据,须采用准确可靠的反演方法。针对随钻方位电磁波电阻率仪器,建立了地质导向应用模型并模拟了其响应特征,研究了拟牛顿反演算法和流程,反演过程中只需要较小的计算量就可以得到Jacobian矩阵,大大提高了反演速度;并利用单界面和双界面地层的反演理论模型,验证了该算法的正确性和准确度。在胜利油田草XX井的现场试验结果表明,实时反演结果与方位电磁波电阻率成像显示及后期完井录井结果一致。该反演方法能满足利用方位电磁波电阻率进行地质导向的要求,为方位电磁波电阻率实时地质导向提供了一种高效、准确的计算方法。      

碳酸盐岩储层随钻测井技术难点及其对策——以四川盆地为例

四川盆地碳酸盐岩储层埋藏深、非均质性强,利用随钻测井资料开展地质导向存在构造导向难、空隙空间储层追踪难和轨迹控制难等诸多难题。为此,分析了这类储层多套层系的地质和测井响应特征,提出了构造追踪、储层追踪和地层追踪等针对性的技术思路,并总结了随钻伽马成像、随钻电阻率成像、随钻密度成像、随钻自然伽马、随钻电阻率、随钻中子和随钻密度测井方法在随钻地质导向中的适应性;在此基础上,充分挖掘随钻测井所提供的信息,对常见的4种复杂储层类型(薄层状储层、厚层块状储层、受剥蚀的岩溶储层和页岩气储层)的测井系列进行优化,提出了不同地层和储层条件下适用的5种测井组合(自然伽马+孔隙度+电阻率成像、自然伽马+电阻率成像、自然伽马+孔隙度+电阻率、伽马成像+电阻率、自然伽马)。现场应用效果表明,该方法针对碳酸盐岩不同类型储层首次归纳出应采用的随钻测井系列组合,并且有针对性地指出了在地质导向过程中应注意的重点及采取的导向策略,具有较高的参考和应用价值。     

随钻一体化测井仪平台开发

为了满足多深度探测评价钻井液侵入和识别地层岩性的需要,开发了具有电阻率、伽马等多参数测量功能的随钻一体化测井仪平台。基于相移电阻率、衰减电阻率、总量伽马和成像伽马等测量方法,采用六发两收的八线圈系设计方案,挂接了伽马探管、加速度计和磁通门等传感器,同时采用了由发射电路、接收电路和控制电路组成的模块化电路设计方案,并定义了总线通讯协议,建立起了各功能模块之间的信息传递。开发了测井仪平台的固件程序,不仅能够测量相移电阻率和衰减电阻率数据,还能够测量伽马数据和地层方位信息;开发了平台测试软件,能够对仪器进行标定测试及下井前的启动设置,实现仪器控制指令的下发,测量数据的上传,并对电阻率、伽马、井斜角和工具面等数据进行监测和图形化处理。研制的随钻一体化测井仪平台可以为大斜度井和水平井钻井提供丰富的、高质量的测井数据,为地层评价提供所需要的数据,从而为非常规油气储层开发提供技术支持。      

基于MWD和LWD信息估算钻头在地层中的位置

本文基于随钻测井和随钻测量资料,通过对水平井、大位移井等在钻进时测量的实时数据分析,建立自然伽马GR、深探测电阻率Rt与储层厚度H关系模型,以及随钻测井仪器的探测深度、传感器到钻头的距离与地层界面的几何关系模型,计算钻头在地层中的位置和钻头上下倾钻进方向,使钻头沿设计的井眼轨迹或实际地质目标钻进,尽可能地钻达理想的靶点,起到对钻井地质导向的作用。将此法应用于某油气田的水平井地质导向钻井中,明显地提高了有效储层的钻遇率。     

随钻方位电磁波界面探测性能分析

随钻方位电磁波仪器界面探测性能主要受仪器线圈排布、小信号分辨精度以及地层模型等因素影响。以研发的随钻方位电磁波电阻率（AMR）为例,计算分析了噪声信号对探测能力的影响;在确定仪器结构和电气性能的情况下,重点模拟分析不同地层条件下AMR仪器的界面探测能力以及对薄层的识别和分辨能力。模拟结果表明：反映界面距离的定向信号幅度主要受界面两侧的电导率差影响;地层界面渐变时定向信号幅度小于阶跃模型模拟幅度;各向异性地层模型中,定向信号幅度及界面探测能力主要受水平电阻率的影响。在界面距离反演过程中,噪声信号对远距离界面反演结果有较大影响;合理选取各向同性地层中低阻地层的电阻率以及各向异性地层中的水平电阻率是界面距离预测结果精确与否的关键。     

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。     

随钻超深电磁波仪器探测深度及响应特征模拟

研究不同天线组合的边界探测深度是研发随钻超深电磁波仪器的基础工作。采用数值模拟方法,研究了轴向天线、水平天线和倾斜天线3种接收天线的探测深度和响应特征,结果发现:随钻超深电磁波仪器的探测深度与线圈距、工作频率及地层电阻率对比度相关;不同电磁场分量对地层界面响应特征不同,超深探测轴向接收天线测电阻率比常规电磁波更容易受邻层影响;采用水平接收天线时,天线距越小,工作频率越大,定向电动势信号幅度越大;采用倾斜接收天线时,天线距越大,工作频率越大,相对定向信号幅度越大。对于随钻超深电磁波仪器,采用水平接收天线时天线距要小,采用倾斜接收天线时天线距要大;多个频率和天线距的组合可以增大随钻超深电磁波仪器的探测深度和对地层电阻率的适应性;通过降低工作频率、增大天线距,可使随钻超深电磁波仪器的探测深度达到20.00～30.00 m。研究认为,该探测深度能弥合地震和测井之间的差距,使随钻油藏描述成为可能。