感应及MWD电阻率测井仪在各向异性倾斜地层中的响应与数值模拟

泥岩层及薄的层状砂泥岩夹层是电磁测井中经常遇到的各向异性地层，并且很多井的井轴并非垂直于地层。研究了地层倾角及各向异性对感应和随钻测量（ＭＷＤ）电阻率测井仪读数的影响，求得了各向异性介质中Ｍａｘｗｅｌｌ方程的解，并开发了模拟感应及ＭＷＤ测井仪响应的计算机软件，数值模拟结果表明；（１）感应有ＭＷＤ测井仪在薄砂泥岩层序中和在各向异性地层中显示出不同的响应特征：（２）如果使用ＭＷＤ测井仪，则根据相移和振     

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。     

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     

岩石各向异性对随钻测量电磁波电阻率传感器的影响

理论模拟和现场实践已经证明，在水平井和斜井中，岩石各向异性对随钻测量（ＭＷＤ）电磁波电阻率传感器的相位漂移和衰减所产生的相电阻率和幅度电阻率的不同影响。这些影响取决于岩石的相对倾角和水平电阻率与垂直电阻率的比值（各向异性系数）。当电磁被传播电阻率测井仪与层界面垂直（相对倾角＝０°）时，相位电阻率和幅度电阻率都只受岩石的水平电阻率的影响，对于较小的相对倾角（小于４５°）相位电阻率和幅度电阻率的差别是     

电阻率各向异性和渗透率各向异性关系研究

电阻率各向异性是储量估算的关键，而渗透率各向异性是有效开采油气的关键。目前可以用新的电缆式多分量感应测井仪来测量电阻率各向异性，还难以直接测量或确定渗透率各向异性。因此，建立电阻率各向异性和渗透率各向异性的关系，用Rh：Rr预测kv：kh，是有益的(这里，kv、Kh分别为垂直和水平渗透率，Rr、Rh分别为地层电阻率的垂直和水平分量)。我们知道，电阻率各向异性和渗透率各向异性都与研究范围有关。我们在地层各向异性性质研究中定义三种尺度：1．微观范畴，直接与单一组分(即砂岩和泥岩)的性质有关；2．宏观范畴，中间范围，由仪器的垂直分辨率所定义。大多数测井仪器都不能够分辨出薄层状砂泥岩层序中单个薄层。在这种情况下，“宏观各向异性”可以用已知的并联和／或串联导体的规则来描述；3．储层范畴，各向异性由相对不渗透泥岩层中缝隙形成的相互连通孔道所控制。我们已开发出一种数值模拟软件，能够在这三个尺度范围内模拟任意三维的、周期结构的电阻率各向异性和渗透率各向异性，模拟结果可以用已知的分析解来验证。我们用这种模型研究了储层的各向异性，发现储层各向异性与泥岩和砂岩的横向范围有关。我们通过改变砂岩和泥岩的厚度，研究了有效厚度与总厚度之比对电阻率各向异性和渗透率各向异性的影响。我们从研究中得出如下结论：电阻率各向异性和渗透率各向异性间的相互关系并非不紧密。在较小范围内，这种关系是由孔隙空间性质的空间分布所控制的；而在较大储层范围内，则是由砂岩体和泥岩隔层中缝隙的空间分布所控制的。我们对2维结构的数字和理论分析表明，电阻率各向异性和渗透率各向异性对于相反特性对比的构造单元是一致的。这就暗示，流体和电流流动各向异性是相等的。然而，这一结论对规则的3维几何体却不成立，一般地，对薄砂泥岩层序，宏观尺度储层范围内，其渗透率各向异性与电阻率各向异性之间没有什么相关性。     

水平井电阻率测井各向异性分析

当穿过水平层钻直井时,仪器测量的是水平电阻率.仪器电流的环路与薄互层平行,电流沿着层理方向流动.因此,在垂直井中,常规测井一般是以各向同性的非均质性地层为主要研究对象.但是在钻水平井时,仪器测量的电阻率是垂直和水平电阻率的综合反映.在水平井特殊的测量环境中,若在薄互层砂泥岩剖面,仪器分辨率大于层厚,使得电阻率受到宏观各向异性的影响;若在厚层中,由于构成地层的微观颗粒的结构、分选、胶结的不同,而使得电阻率受到微观各向异性的影响.文章分析了水平井电阻率测井宏观各向异性和微观各向异性产生的原因,对电阻率各向异性的校正方法做了深入的研究,对水平井电阻率与直井电阻率的差别进行了计算.与实际资料吻合较好.     

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.     

薄层状砂—泥岩层序阵列感应、多分量感应及井眼电阻率成像测量的综合电阻解释

在一些勘探井中，经营者可组合利用先进的裸眼井测井如阵列感应、多分量感应和井眼电阻率成像来计算薄层状砂－泥岩层序精确的含水饱和度。由于这些仪器固有的垂直分辨率不同和对各种地层参数灵敏度的差异，这类电阻率综合解释的一致性是一个问题。本文讨论如何将这些测量有机地组合成一个统一的地质模型，从而利用每种测井技术的优势。在薄层状各向异性砂－泥岩层序中，传统的阵列感应测量主要受导电泥岩响应的控制，而对含油气砂岩的电阻率不敏感。在有利条件下，阵列感应测井仪的理想探测能力在探测泥浆侵入的存在和特性方面特别有用，侵入可能对其它测量产生显著影响。与传统的阵列感应测井仪的分辨率相反，多分量感应测井仪的垂直分辨率要粗糙得多。但是，它的测量受地层高阻砂岩成份影响，因而能够用于在薄层中精确估算含油气饱和度。井眼电阻率成像仪能够划分砂－泥岩层序中英寸级的单一薄层，并使微观各向异性可视化，为岩石物理和地质数据的有机结合提供微观各向异性。我们用一个现场实例来说明先进的处理技术是如何使经营者利用每种测井服务的优势，并将这些优点进行组合，以对薄层状砂－泥岩层序进行一致而又精确的电阻率解释。     

应用多参数感应测井资料来进一步揭示低电阻率储藏中的原油储量

在油、气勘探过程中，常会碰到如何圈定低电阻率产油层这一难题。恰当地识别和定义这些储层对开采地下储量是非常关键的，在沉积环境下，薄层砂岩、泥岩交互排列的地层中薄砂层含烃是这种储层的典型例子，发射器和接收器与井轴平行排列的常 规感应测井仪可以测井基于泥岩的低电阻率，有多个发射器和接收器的仪器可以直接测井用来计算薄砂层中含烃最所需的地层水平和垂直方向电阻率。在Shell TechnologyEP的主持下，BakerAtlas开发和试验了应用这种技术的新型感应测井仪，这种仪器由三组相互垂直的发射、接收器器组成，它能够测测出计算地层水平和垂直方向电阻率所需的所有数据。这种仪器的样机在好几个油田进行试验，其中有阿曼石油部开发的阿曼迈尔穆勒油田。在这个油田的两西部海马油藏，毛细管压力曲线和产量测试表明常规电阻率仪器所测出的含油饱和底偏低。尽管储层中含砂超过90％、其中水平方向被导电的黄铁矿所覆盖的毫米级厚度的云母被一是抑制常规仪器测量电阻率的主要因素。其质量方面看，这种模型可多参数感应测井仪测出的高垂直电阻率得到证实。由垂直电阻率计算出的含油饱和度比用常规应测井仪测得的含油饱和度要高。这种较高的含油饱和度与从毛细管压力曲线上得出的含油饱和度更比用常规应测井仪测得的含油饱和度要高，这种较高的含油饱和度与从毛细管压力曲线上得出的含油饱和度更为接近。从西海马油藏和其他油田得到的解释结果证实了这种新的感应测井仪能在低电阻率层段上找出产油层。     

倾斜砂岩地层电阻率各向异性实验及校正方法

为提高倾斜储层流体性质评价中的岩石电阻率精度，需要明确岩石电阻率随地层各向异性、地层倾角的变化规律。在对比分析两种模拟地层倾角的实验方案基础上，开展致密砂岩样品各向异性及倾角的电阻率物理测量实验，依照“二极法”的物理测量模式，采用有限元数值模拟了地层倾角、各向异性与岩心电阻率的变化关系。结果表明：当孔隙度增大时，岩石电阻率减小；当泥质含量增大时，各向异性系数变大；当地层倾角增大时，孔隙结构系数变大，当地层倾角相同时，孔隙度越大则孔隙结构系数越大；当地层倾角大于20°时，岩石电阻率增加量大于5%，这时需要进行电阻率校正。通过建立实测电阻率与理论公式计算电阻率之间的关系，获得克服各向异性、倾角影响的电阻率校正方法。研究成果为开展不同倾角、各向异性储层的电阻率校正及饱和度多井对比分析提供了实验依据。     

斯伦贝谢公司微电阻率成像测井仪简介

在二十世纪80年代中期，斯伦贝谢公司率先推出地层微电阻率扫描成像测井仪（FMS），在1991年又推堂全井眼些层微电阻率成像测井仪（FMI）。FMI是在FMS的基础上改进的，它提高了FMS仪器的井眼覆盖率和分辨率。     

STAR声波和电阻率组合成象测井仪

新的STAR成象测井仪，是西方阿特拉斯公司提供的高分辨率、同时采集声波和电阻率的组合成象测井仪。该仪器提高了储层评价的质量和井场工作效率。百分之百覆盖率的声波成象测井仪和宽动态范围的电阻率成象测井仪的组合，可得到详细的地质学和矿场地球物理信息。该仪器可用于裂缝性碳酸盐到软的砂泥岩序列薄迭层的地层范围。     

在巴西海上的Campos盆地，利用多维感应测井资料提高深水储层的评价

Campos盆地的深水储层聚集着丰富的石油资源，约占整个巴西石油贮量的80％，这些储层可能非常复杂且具有非均质性，其变化范围从块状的砂岩到分层明显的砂泥岩层序。如果砂岩／泥岩厚度小于仪器纵向分辨率，利用传统的电缆测井资料对含烃砂层进行岩石物理评价就面临着挑战。当砂层饱含烃时，典型的砂泥岩层序在电性上表现为各向异性。因为水平电阻率通常小于垂直电阻率。在被钻开的垂直岩层，由于传统感应测井只能测量水平电阻率，因此对含水饱和度评价可采地质储量的确定就提出了新问题。水平和垂直地层电阻率的应用，能够正确地解定薄砂层电阻率。在垂直井，大斜度井和水平井，多维感应测井仪（3DEX）提供了必要的测量，获得水平和垂直电阻率，正确地确定了薄层电阻率。除水平电阻率外，垂直电阻率不但提供了含烃地层的测量，而且使测井分析定量评价薄层特性成为可能，这些砂岩电阻率被并入岩石物理分析，该分析能够对深水薄层的烃类体积做出更精确的评价。文章讨论了Campos盆地两个深水油田的例子，利用多维感应测井仪来测量水平和垂直地层电阻率的第一个例子中，应用3DEX资料计算的垂直电阻率能清楚地识别含烃地层，而传统的电缆测井资料不可能做到，各向异性层的顶部曲线显示与泥浆测井资料一致，在第二个例子中，储层包含了几个各向同性的块状砂层和多个各向异性层。与传统的分析结果相比，岩石物理测井中利用水平和垂直电阻率分析，在层状各向异性层发现了约45％的额外纯产层，在岩石物理分析中，获得的岩心和成像资料进一步证实了该井所假定的薄层模型。     

水平层状各向异性介质中侧向电阻率测井的快速模拟与应用

应用混合法给出了水平层状各向异性介质中侧向电阻率测井的快速正演算法，理论模型的计算结果证明，各向异性介质中侧向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。同时研究了薄交互层的响应与各向异性介质响应的等价性问题，对于砂、泥岩薄交互储层，当组成薄交互层的各个单层的厚度小于０．１ｍ时，薄交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了解到实     

紧凑型随钻测井补偿电阻率仪

给出一种井眼补偿随钻电磁传播电阻率测井的新方法和仪器设计。与现有的补偿方法相比，新方法使用更短的探头组合提供多个探测深度的井眼补偿电阻率测量，并且这种紧凑的探头组合通常要短40％，从而使底部钻具组合（BHA）更短、成本更低。本文给出这种紧凑型探头组合设计的理论基础和井下目的层的电磁模拟结果，也给出了井下测井仪的现场测试结果。 采用紧凑型探头组合设计会使随钻铤电阻率测井的仪器更短、费用更低。而在电缆测井仪难以测量的水平井和斜井中，这三种电阻率测量能够确定出在钻井、地质导向和地层评价时的真电阻率（Rt）、侵入直径和冲洗带电阻率（Rxo）。对于井眼补偿测量，与常规探头组合相比，最初设计出的这种紧凑型探头组合约短44％。 给出了三个接收器和两个发射器探头组合的电磁模拟结果，证明由相位差测量得到的浅、中和深电阻率结果。使用模拟和现场测试资料对比显示了这种紧凑型探头组合和现有探头组合在不规则井眼和在层界面处的结果。也给出了能证明多频工作局限性和优势的模拟结果，以及用于补偿电子线路误差新方法的测试数据。 本文对随钻测井井眼补偿电阻率方法提出一种新途径，它缩短了探头组合总长度及降低了相关成本。与现有井眼补偿探头组合设计相比，这种紧凑型探头组合增强了侵入剖面、改进了真电阻率的确定。     

微电阻率扫描成像测井仪

20世纪90年代,斯仑贝谢、贝克阿特拉斯、哈里伯顿等国外三大公司分别推出了以微电阻率扫描成像测井仪为代表的成像测井系统。微电阻率扫描成像测井仪能够提供井眼地层高分辨率、大动态范围微电阻率成像,应用在裂缝识别及评价、薄层评价、岩性划分、沉积相分析、构造分析和地层各向异性评价中,在重点探区及复杂地层的勘探开发中发挥了重要作用,作业工作量也不断增加,市场需求迫切。     

各向异性地层的纯地层电阻率计算

本文建立了水平电阻率，垂直电阻率模型，通过对模型分析，可知水平电阻率一般小于垂直电阻率，并进一步研究了用感应型仪器要求各向异性地层水平电阻率，垂直电阻率及纯地层电阻率的方法，该成果已投入生产，效果较好。     

确定泥质砂岩储层地层水电阻率新方法探索

地层水电阻率始终是确定储层含水饱和度的一个关键参数。基于在未受注入水影响的目的层地层水矿化度等于邻近泥岩层束缚水矿化度的假设，提出了一种利用邻近泥岩信息求取地层水矿化度的方法，并用实际测井资料进行了试算。此方法的提出不仅对未水淹泥质砂岩储层的评价有一定的价值，同时对将来开展水淹层储层的混合液电阻率的求取也有一定的启示。     

用随钻测井补偿波电阻率曲线求纯地层电阻率

补偿波电阻率测井是哈里伯顿公司随钻测井仪器LWD的电阻率测井项目。由于受泥浆污染小，用补偿波电阻率测井曲线求纯地层电阻率具有独到的优越性，但其测量结果仍受诸如井眼、各向异性等环境因素的影响，特别在大斜度井、水平井中。从补偿波电阻率测量原理出发，提出介电常数、井眼、围岩、侵入、各向异性等环境因素的校正方法，最后求出纯地层电阻率。该成果已投入生产，效率较好。     

国外方位电阻率测井调查分析

从国外斯伦贝谢公司发表的两种方位电阻率成像测井仪ＡＲＩ和ＨＡＬＳ有关文献出发，全面分析，总结了这两种方位电阻率成像测井仪的工作原理，探测能力，优缺点，以及它们在裂缝，薄层识别评价和计算地层倾角等的应用。