水平井各向异性地层双侧向测井响应数值模拟

利用三维有限元法对水平井中各向异性地层的双侧向测井响应进行了数值模拟,分别分析了地层各向异性系数、围岩层厚、泥浆侵入对各向异性地层双侧向测井响应的影响。结果表明：水平井中各向异性地层双侧向测井响应主要受到岩层垂向电阻率影响;目的层高阻时各向异性地层受围岩层厚影响大,目的层低阻时各向同性地层受围岩层厚影响大;与各向同性地层相比,泥浆侵入对各向异性地层双侧向测井响应影响更加明显和复杂。     

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。     

近井眼洞穴型地层双侧向测井敏感因素分析

洞穴、裂缝及缝洞组合体是火成岩、碳酸盐岩储层的重要存储空间,具有各向异性明显、非均质性极强的特点,测井识别及定量评价难度大。为了给洞穴型地层测井识别与评价提供理论依据,基于有限元法,采用数值模拟方法分析了井径、钻井液电阻率、基岩电阻率、洞穴半径、洞穴填充物及洞穴与井壁的距离等因素对双侧向测井响应的影响。结果表明:在近井眼洞穴型地层中,由于洞穴的存在使双侧向电阻率明显减小,且随着洞穴半径增大,双侧向电阻率的减小幅度也增大;洞穴中心处的双侧向电阻率最小,随着洞穴半径增大,深、浅侧向电阻率都减小;双侧向电阻率随着洞穴与井壁的距离增大而增大,且浅侧向电阻率的增大程度明显高于深侧向电阻率。研究结果可为洞穴型地层双侧向测井资料的解释提供理论指导。      

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.     

倾斜地层的双侧向测井响应

利用三维有限单元法来模拟倾斜地层的双侧向测井响应,结果表明,在地层倾角小于１５°的范围内,双侧向测井响应几乎不受倾角的影响;当地层倾角大于等于１５°以后,随着地层倾角的增大,双侧向测井响应曲线在地层界面附近的分辨率将越来越低。地层倾角对深侧向测井响应的影响比对浅侧向测井响应的影响大;在薄层中点处,地层倾角对双侧向测井响应的影响不容忽略。     

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.     

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.     

大斜度井双侧向测井响应数值模拟及电阻率各向异性校正方法

通过建立碳酸盐岩储层大斜度井双侧向测井响应三维有限元模型,分别模拟了井斜角、电各向异性系数对双侧向测井的影响,并制作了深、浅探测电阻率各向异性校正图板,该校正图板考虑了双侧向测井仪器的实际探测特性,比传统电各向异性校正公式具有更明确的物理意义。为了验证校正图板及校正方法的有效性,对四川盆地灯影组某碳酸盐岩储层钻取的水平方向和垂直方向岩心进行了高温、高压岩电实验,分别制作了该储层水平电阻率和垂直电阻率的温压校正图板,根据储层温度、围压条件分别校正水平、垂直电阻率,并求取储层温度、压力条件下电阻率各向异性系数。基于该校正方法对大斜度井储层双侧向测井数据进行电各向异性校正,结果表明,校正后大斜度井双侧向测井电阻率数据与邻近直井中对应储层段双侧向测井值具有更好的一致性,验证了该校正方法的有效性。     

洞穴型地层双侧向测井响应模拟与特征分析

为研究碳酸盐岩、火山岩等洞穴型储集层双侧向测井响应特征,基于数值模拟优化设计实验室缩小比例物理模拟系统的仪器及地层模型参数,并用物理实验数据标定数值模拟结果,进而研究原始地层条件下洞穴型储集层的双侧向测井响应特征。结果表明:实验室地层径向半径和纵向长度分别为1.0 m和2.0 m,双侧向测井仪器纵向及径向分别缩小为1/20和1/6时,即可满足实验室缩小比例物理模拟的需要,且缩小比例物理实验结果与数值计算结果对应性好。利用物理模拟实验刻度后的数值模拟参数,研究洞穴型原状地层双侧向测井响应特征,结果表明:井旁洞穴双侧向测井曲线在洞穴中心深度位置视电阻率达到最低,双侧向测井值无法准确反映洞穴真实电阻率值;洞穴半径越大、充填物电阻率越低、洞穴距井壁越近,双侧向测井对井旁洞穴敏感性越强;深侧向测井可识别的洞穴边界至井壁径向距离小于0.5 m,浅侧向测井可识别最大距离为0.3 m。     

用有限元法计算侵入条件下双侧向测井仪器响应

泥浆滤液侵入扎隙性和渗透性地层时，其侵入过程是一个与时间有关的动态过程。文章利用多相渗流理论计算了侵入条件下地层流体参数和电性参数的分布特性，建立了求解双侧向测井仪器响应的有限元计算模型。结果表明，在侵入条件下，仪器的视电阻率与地层参数、流体性质和测井时间有关。其中，测井时间对仪器响应的影响表现在随着泥浆不断侵入地层，探测向和浅侧向测井响应呈现不同的变化规律，二者之差随时间呈正、负交替的变化。利用这一变化有助于建立侵入校正模型以求准地层真电阻率，正确评价储集层段流体的移动情况。     

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。     

裂缝地层双侧向测井响应物理模拟研究

为了研究裂缝对双侧向测井响应的影响，在实验室建立了一套双侧向测井物理缩比模拟系统。用该系统分别对水平裂缝地层、垂直裂缝地层和斜裂缝地层的双侧向测井响应进行了测量。测量结果表明，裂缝对双侧向测井响应是有影响的，且随着裂缝倾斜角度的变化而变化。     

加强岩石物理研究提高油气勘探效益

２０世纪９０年代以来,随着我国石油勘探以低幅度构造,低孔低渗储集层,裂缝性复岩性储集层为主要目标,面临滩海,深层,山前逆冲构造层等复杂地理,地质条件,从而使测井识别与评价油层的技术主要面对低电阻油层和复杂油气藏,以及盐水钻井液和储储层被高密度钻井液长时间浸泡等较难克服的测井环境。     

各向异性地层中电阻率测井的响应特征

应用模式匹配算法研究了斜井眼中普通电阻车测井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车测井的影响。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差异。对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（其影响是由地层视厚度的变化引起的）,但对各向异性地层的视电阻车影响很大。②并眼或地层倾角的增加改变了地层的视厚度,对厚度小于测井仪器纵向分辨率的薄储层的视电阻率产生明显影响。③当薄交互层中各个地层的单层厚度大大小于测井仪器的纵向分辨率时,其上的响应与各向异性地层的响应完全相同。因此,利用各向异性地层上现电阻率随井眼倾角变化的特征,可以从斜井眼的视电阻率测井曲线中识别出各向异性地层。此外,文中还进一步研究了水平层状各向异性地层中倒向和微球型聚焦测井响应特征的差异,以及应用两者的差异识别和划分各向异性地层的方法。     

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     

缝-洞型地层缝洞的双侧向测井响应数值模拟

为研究缝-洞型地层的双侧向测井响应特征,建立洞穴和裂缝组合的介质模型,利用三维有限元方法对缝洞的双侧向测井响应进行数值模拟。结果表明,洞穴在一定尺度和范围内影响双侧向测井响应,随着洞穴尺度的增大,双侧向测井视电阻率降低,且深浅侧向视电阻率比值降低,但双侧向测井响应对离开井壁洞穴的较敏感范围不大于一个洞穴半径尺度。缝-洞型地层的双侧向测井响应主要受裂缝影响,低角度缝双侧向测井呈现负差异,而高角度缝双侧向测井为正差异,洞穴的存在不改变双侧向测井响应深浅侧向视电阻率与裂缝倾角的匹配关系。缝-洞型地层的双侧向测井视电导率与裂缝张开度存在线性关系。     

泥浆侵入各向异性地层阵列侧向测井响应数值模拟

泥浆侵入和地层各向异性都会造成阵列侧向测井不同探测深度曲线的分离,而曲线分离是地层参数反演的关键。为此,采用三维有限元方法模拟泥浆侵入条件下各向异性地层的阵列侧向测井响应特征,研究各向异性、泥浆侵入、井斜、围岩等因素对测井曲线分离的影响。结果表明：①直井条件下阵列侧向测井响应曲线主要受地层层理方向电阻率的影响;随着地层倾角的增大,垂向电阻率的贡献增大;对于无限厚各向异性地层,RLA1~RLA5曲线间在低角度情况下呈负差异,高角度时呈正差异,翻转角约为60°。②在一般情况下,泥浆侵入对阵列侧向测井曲线分离的影响大于各向异性。③对于泥浆侵入各向异性储层,不同探测深度曲线间的差异特征杂乱,不能单纯利用曲线差异识别油、水层。④层状泥浆侵入各向同性地层,随着井斜角的增加,受低阻围岩的影响,曲线分离程度减小;当侵入深度不大（0.1~0.4m）时,随着井斜角的增加,曲线分离程度增大。研究成果对阵列侧向测井资料处理及储层评价具有借鉴意义。     

时间推移双侧向测井响应特征及其变化规律

由于钻井泥浆滤液对储层的动态侵入使得电阻率测井结果偏离地层真电阻率，其偏离程度应与侵入时间有关。本文利用时间推移双侧向测井（ＴＬＤＬ）模型，研究了深，浅侧向测井ＲＬＤ和ＳＬＳ的动态响应特征，讨论了ＴＬＤＬ随储层参数的变化规律。与传统的一次测井方法相比，ＴＬＤＬ可以提供更为丰富，准确的数据，有助于进一步认识侵入过程的复杂性及其对测井结果的影响，为求准地层真电阻率的含烃饱和度，正确评价储层性质提供了一