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。     

随钻方位电磁波仪器探测电阻率各向异性新方法

随着随钻方位电磁波仪器在大斜度井和水平井中的广泛应用,电阻率各向异性已成为影响地质导向和地层评价准确性的主要因素之一。以Baker Hughes公司的APR仪器为例,根据随钻方位电磁波仪器多分量的特点,采用数值模拟方法分析电阻率各向异性对仪器各分量信号响应的影响,利用对称发射补偿测量来增强或消除各向异性的影响,并采用正反演方法确定地层电阻率各向异性。模拟结果表明:磁场信号轴向分量与电阻率各向异性在相对井斜角0°~90°内呈单调递增关系;磁场信号横向分量与电阻率各向异性呈抛物线规律,在相对井斜角为0°和90°时影响为零;随钻方位电磁波电阻率仪器不同分量进行组合可以确定地层电阻率的各向异性。对方位电磁波响应曲线数据进行三参数反演得到地层水平电阻率、垂直电阻率以及相对井斜角,利用反演后的测量资料可以提高地层评价和地质导向的准确性。      

用边有限元法计算三维各向异性介质的电磁响应

用边有限元基函数导出了各向异性介质中麦克斯韦(Maxwell)方程的边有限元关系式,计算了三维各向异性介质中多分量电磁测井的响应.将总场分离成背景场和二次场的处理技术,使该方法适应于有限尺寸和任意方向的源以及倾斜井眼.离散化得到的方程用加不完全乔累斯基分解预处理的Krylov子空间迭代算法实现.利用多层模型检验了该方法.模拟结果表明,不同的发射和接收方式在各向异性介质中电磁测井响应有较大差别,共面垂直线圈发射和接收,视电导率介于各向异性的垂直电导率和水平电导率之间;同轴水平线圈发射和接收,视电导率等于各向异性的水平电导率,用多分量电磁测井可以给出更多和更准确的地层电阻率信息.     

三维各向异性地层中方位电阻率测井的响应

开发了一套能模拟方位电阻率测试井仪在三维各向异性地层中响应的有限元程序。用该程序考查了方位电阻率测井仪对水平各向异性层、倾斜各向异性层及方位各向异性倾斜层的响应。结果表明，在垂直井水平层的条件下，方位电阻率成像仪测量的是地层的水平电阻率，在垂直井倾斜层或倾斜井水平层的条件下，测量的则是地层的水平电阻率和垂直电阻率的综合值。对三维异常体的响应表明，现有的方位电阻率成像仪的测量值与地层的真实值相差甚远。为了能够进行有效地定量评价，有必要改进现有的方位电阻率成像仪的结构。     

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.     

垂直井多分量感应测井大型三维有限差分模拟

电性各向异性低电阻率储层的含水饱和度评价经常出现偏差，其原因在于对这种储层的评价没有综合考虑测井仪器的测量特性和地层电阻率方向上的差异。对垂直井，表征各向异性地层的参数主要有水平电阻率和垂直电阻率，但常规电法测井只提供地层水平方向的电阻率信息，不能直接测量地层垂直方向的电阻率。多分量感应测井直接用来测量电性各向异性地层的水平电阻率和垂直电阻率，从而可对各向异性储层进行较为客观的评价。简单介绍了多分量感应测井原理，推导了垂直井中进行三维有限差分模拟的计算公式。计算结果表明，该算法能较好地模拟三维地层模型。它对更深入研究多分量感应测井方法以及进行仪器研制打下了较好的基础。     

三分量感应测井系统的理论研究

常规感应测井仪器只有Z方向的线圈,只能测量水平方向的平均电阻率。三分量感应测井系统分别在X、Y、Z三个方向布置三组相互垂直的发射-接收线圈对,可直接测量地层的水平电阻率和垂直电阻率,通过测量两个交叉分量还可得出地层的倾角和方位,从而可以为储层评价提供更准确的信息。文章设计了三分量感应测井系统的线圈系布局结构和排列方法以及线圈系的聚焦方式,主线圈系采用了发射聚焦方式,交叉线圈采用了接收聚焦方式。通过线圈系匝数和距离的选取以及几何因子的计算,各向异性地层中的正、反演的研究及求解,提高了线圈系的水平探测深度和纵向分辨率,使三分量感应测井系统的探测性能达到最佳。     

基于正交天线的随钻方位电磁波电阻率成像响应特征模拟

随钻方位电磁波仪器由于具备地层方位分辨性及较大的边界探测深度在地质导向中应用广泛。在常规电磁波电阻率接收天线附近增加横向天线,组成一个正交接收天线,分别接收不同分量电磁场信号。将不同分量、不同线圈距电磁场信号进行归一化组合,利用数值模拟对不同地层模型以及井眼轨迹的成像特征和规律进行模拟分析。数值模拟结果表明,不同分量、不同线圈距的电磁场分量组合可以合成方位电磁波电阻率,方位电磁波电阻率探测深度主要由横向天线测量的定向电动势信号决定。方位电磁波电阻率成像受地层电阻率对比度、相对井斜角以及地层厚度影响,可以准确直观地反应出井眼与地层的相对位置关系以及地层电阻率各向异性。通过对基于正交天线的方位电磁波电阻率成像方法模拟,可以更好地解释横向电阻率变化并指导地质导向应用。     

一种新的趋肤效应校正方法

趋肤效应影响使感应测井测量值低于地层真电导率.根据均匀地层感应测井视电导率实部与频率和地层电导率的函数关系提出了一种双频率校正与归一化校正相结合的趋肤效应校正新方法.该方法先用2个频率计算视电导率随不同频率平方根变化的一阶导数,补偿高频信号的趋肤效应影响实现双频率趋肤效应校正.以此为基础设计了一种兼顾低、中、高宽地层电阻率范围的三频率趋肤效应校正方法.高频保证高电阻率地层中测量信号大、稳定;低频考虑低电阻率地层中趋肤效应影响不能太大;中频选择兼顾高低频信号.仪器实现中,要求发射线圈同时发射3个频率信号,所有子阵列都接收3个频率信号.测量数据处理时,分别用高、中频率和中、低频率进行双频率趋肤效应校正,得到2组校正后的数据,使感应测井仪器适应较宽范围的地层电阻率测量.双频率趋肤效应校正后,视电导率的非线性得到了极大改善,进一步采用归一化趋肤效应校正方法可以消除残余的误差.可用于新型感应测井仪器设计中.     

三分量感应测井的正反演理论及性能研究

常规感应测井仪器只有Z方向的线圈系,只能测量水平方向的平均电阻率。三分量感应测井系统分别在X和Y及Z方向布设了3组互相垂直的发射-接收线圈对,可直接测量地层的水平电阻率和垂直电阻率;在XZ平面和XY平面布设了2个交叉线圈,通过测量2个交叉分量可以得到地层的倾角和方位角,为储层评价提供更准确的信息。设计了三分量感应测井系统线圈系的布局结构、排列方法和聚焦方式。通过对线圈系匝数和距离的选取、几何因子的计算以及各向异性介质的正、反演研究,使三分量感应测井系统线圈系的水平探测深度和纵向分辨率得到了提高,能很好地反映出地层的真实特征。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库的渗流规律

微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏储层非均质性强,边底水选择性水侵,渗流规律复杂,为了提高地下储气库的建库效率,需要研究储层在改建地下储气库多周期强注强采过程中的多相流体渗流规律。在获取有代表性的裂缝发育碳酸盐岩岩心较为困难的条件下,通过对天然岩心进行剪切造缝和多轮次气水互驱实验,研究了地下储气库气水过渡带在注采过程中的多相渗流规律,分析了裂缝合气空间贡献率以及储气库含气空间动用效果。结果表明:裂缝模型的相渗曲线近似于"X"形,多次气水互驱后相渗曲线基本没有变化,基质岩心模型相渗曲线经多次气水互驱后气水两相共渗区间变窄,共渗点降低;微裂缝对储层含气空间贡献率较高,微裂缝发育储层的含气空间利用率保持在较高水平,徽裂缝不发育储层的含气空间利用率逐渐降低并趋向稳定。因此,在微裂缝—孔隙型碳酸盐岩气藏改建地下储气库过程中可以在徽裂缝不发育储层布置生产井,同时通过控制边底水运移范围降低注入气损失,从而提高地下储气库的建库效率。     

山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。     

Biodiesel Projects Helpful to Ease Energy Shortage

Nearly 7,000 hectares of biodiesel forest will take shape in the northern province of Hebei in 2008, part of a national campaign to fuel the fast growing economy in a green way. In no more than five years, the Pistacia chinensis Bunge, whose seeds have an oil content of up to 40 percent, will yield five tons of fruit and contribute about two tons of high-quality biological diesel oil, according to the provincial forestry administration.     

State Energy Base Proposed in Inner Mongolia

Experts recently suggested China set up a state energy base in lnner Mongolia Autonomous Region to ease its energy thirst. The survey was co-conducted by senior researchers from the National Development and Reform Commission, Development Research Center of the State Council, Chinese Academy of Sciences and the Ministry of Finance. To plan and establish strategic energy bases at state level is in line with the principle of ＂giving priority to energy saving and diversifying energy consumption with the utility of coal at the core.＂     

烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的气相色谱研究

利用气相色谱法测定了不同色谱柱温度和不同载气流速下,C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的保留时间,并利用相关公式对测试结果进行了线性回归分析,测得了吸附热力学参数和扩散系数;考察了色谱柱温度、烷烃碳链长度和载气流速对烷烃在ZSM-5分子筛上吸附扩散的影响。实验结果表明,回归分析的线性相关性良好,色谱柱温度越高,孔道对吸附质的吸附能力越弱;在不同载气流速下,轴向扩散系数不同;随烷烃碳链长度的增加,吸附焓变呈先增大后减小的趋势,轴向扩散系数呈线性增长;C1~12烷烃在ZSM-5分子筛上的吸附焓变在-1.264~-42.975 k J/mol之间;当载气流速为2.654~4.246 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.328 8~0.551 7 cm2/s之间;当载气流速为5.308~13.270 cm/s时,C1~4烷烃的轴向扩散系数在0.430 2~1.456 4 cm2/s之间。     

基于洛伦茨曲线评价水驱油藏驱替均衡程度

针对水驱油藏开发过程中无法有效定量描述驱替均衡程度的问题,利用高台子油层各井动态指标和小层纵向上的注采关系占总体的比重情况,绘制相应的洛伦茨分布曲线,得到用于量化评价油藏平面、纵向驱替均衡程度的“开发均衡指数”,该值小于0.4时驱替程度相对均衡。将研究成果应用于评价二次开发前后水驱油藏的驱替均衡程度,研究结果表明：目标区采出情况均衡指数降低了0.1615,含水情况均衡指数降低了0.0950,整体驱替均衡程度达到了相对均衡的水平,但纵向上仍差异悬殊。建立的洛伦茨曲线评价驱替均衡程度的方法,充分考虑了单井产能差异所造成的驱替不均衡情况,准确度高。研究成果为二次开发水驱油藏的驱替均衡程度评价提供了定量标准。     

复杂地质条件气藏储气库库容参数的预测方法

国内复杂地质条件气藏型地下储气库经过10余周期注采后工作气量仅为建库方案设计工作气量的一半,运行效率偏低。为此,利用气藏地质、动态及建库机理,建立了地下储气库注采运行剖面模型,根据气藏开发、气藏建库及稳定注采运行过程中纵向上流体的分布特征及其变化趋势,将地下储气库剖面分成4个区带(建库前纯气带、气驱水纯气带、气水过渡带及水淹带);按区带确定了影响建库有效孔隙体积的主控因素(储层物性及非均质性、水侵和应力敏感)及其量化评价方法,进一步考虑束缚水和岩石形变的影响,并引入注气驱动相,根据注采物质平衡原理建立了气藏型地下储气库库容参数预测数学模型。该模型涵盖了地质、动态及建库机理,从微观和宏观角度综合评价了影响建库空间的主控因素,大大提高了预测结果的准确度和精度,使建库技术指标设计更趋合理,目前已广泛应用于中国石油天然气集团公司气藏型地下储气库群的建设当中。     

海洋模块钻修机完整性管理系统开发

为了实现海洋模块钻修机的完整性管理,以结构完整性管理为指导思想,按照数据、评估、策略和规划4个过程要素设计了海洋模块钻修机完整性管理系统的整体框架,并制定了钻修机的风险评估方法及检测维修策略。系统采用以C/S体系结构为主、B/S体系结构为辅的混合技术架构,软件采用数据接口技术实现信息的共享与同步,提供稳定性评估、耐久性分析、疲劳寿命分析及安全分析、检修策略与规划等功能。将该软件应用于南海海域的某钻修机上,应用结果表明,软件可以满足海洋模块钻修机完整性管理与评价的基本要求。系统进一步的发展方向是优化智能决策方法,利用云计算方法提高数据存储的可靠性、安全性与完整性。     

Influence of Shale Oil Boom in North America upon nternational Crude Price Flucturation

正Current stituation of shale oil development in the world The US The country is blessed with abundant shale oil resources and had matersed whole sets of theories and technologies needed for their exploration and development after years of practices.According to an assessment of shale oil resources in major countries and regions of the world issued by the U.S.Energy Information Agency(EIA),the US ranks the second in the world with its 6.8 billion tons of technically recoverable shale oil(shale oil in place is about 136.3 tons).About 8plays had been confirmed to have