阵列感应测井仪器MIT的标定研究

阵列感应测井仪器采用多线圈子阵列结构,在制造过程中由于电子元件、线圈系制作工艺、机械、装配等原因的影响,同一支仪器的各子阵列的测量值、不同仪器的测量值会有不同.由于刻度环境的限制,测量值与地层真值有一定的差别.针对阵列感应测井仪器MIT,文章提出了一种仪器标定方法.先选择符合感应测井的标定井,然后根据阵列感应测井多探测深度曲线建立标定井地层模型和标准测量曲线.实际仪器通过分段交会图和拟合函数计算标定校正系数.两支实际仪器标定说明了新标定方法的有效性.     

阵列感应的探测特性及其信息应用

阵列感应测井是一种新兴的电法测井方法，是在感应测井理论上发展起来的一种成像测井技术，其主要特点是：测量精度高、分层能力强、适用范围广和丰富的信息资源。文章通过对阵列感应测井仪结构的探测，介绍阵列感应所提供各种信息的分析应用，提供更多的钻井工程数据和地层地质参数，使这种新兴的电法测井方法得到更广泛的应用。     

MIT5530阵列感应的刻度方法及重要性

阵列感应测井仪器测量的是地层的视电导率,但仪器测量的原始信息是物理上的每一个接收子阵列接收地层的二次场信号,不能直接代表地层视电导率,所以要进行工程值转换。将测量信号转换成地层电导率信息,称为刻度环刻度,即获取仪器K值和直耦值的过程。而保证测井曲线质量最主要的环节是测井仪器的刻度。     

阵列感应成像测井仪:透视地层的“千里眼”

<正>中石油集团测井有限公司自主研制的MIT阵列感应成像测井仪,是国内首个投入批量生产的成像测井仪器。作为复杂非均质储层测井解释的重要手段,阵列感应成像测井仪具有测量精度和纵向分辨率高、薄层划分能力强、描述地层侵入特征和真电阻率直观合理、识别油气层准确等特点,是各测井公司增强竞争力的重要装备之一。阵列感应成像测井技术是国家"863"项目,也是中石油科研攻关项目。2007年,中油测井公司负责     

稳定高分辨率感应测井的浅探测拟合曲线和对阵列感应测井质量的评价

阵列感应测井的目标之一就是定量计算冲洗带电阻率(Rxo).多阵列感应测井仪可产生一条非常准确的深聚焦电阻率测井曲线,该曲线接近于地层真电阻率(Rt).然而,浅聚焦电阻率测井曲线,尤其是10-in.探测深度的电阻率测井曲线,在地层电导率与邻层电导率之间对比变化大时不十分可靠.阵列感应测井的基本聚焦算法建立在博恩近似法的基础上.博恩近似法是通过博恩几何因子建立感应测量值与地层电导率分布的线性关系.因此,两个因素可造成浅聚焦电阻率测井曲线中的不稳定,即浅聚焦和深阵列感应之间的非线性关系和通过软件聚焦处理的深阵列感应测井到浅聚焦测井的误差传播.几种先进的方法,如反演和基于非均质背景的聚焦(IBF),能阐述这个问题.这两种方法能够在复杂环境中提取地层和冲洗带电导率.然而,这两种算法都要求高强度的计算并且需要正演模拟计算.由于新一代贝克*阿特拉斯聚焦型测井系统的发展,一个具有6个子阵列的感应测井仪轻松获得投产.文中给出一种简单、高效的方法来改善浅聚焦电阻率测井,例如高分辨率感应测井(HDIL)的10-in.探测深度测井曲线.当用一个新的6阵列聚焦滤波产生的10-in.探测深度电阻率测井曲线时,该方法要去除HDIL中的最长的子阵列.对现行的HDIL处理系统做最少量的修改,这种方法就可完成实时处理.聚焦型阵列感应测井仪和HDIL测井仪的质量控制处理过程都是针对井下校正测量进行的,总结如下第一,根据测量的原理识别资料的相容模式;第二,用一种称为"模式分解"的技术将测量值与相容模式对比;第三,根据相容模式去除不正确数据,重新构建测量值;最后,通过对比原始测量值和重构建测量值来评价数据质量.     

两端金属体对阵列感应测量数据的影响研究

两端金属体对阵列感应测量数据的影响对测井仪器设计和准确测量具有重要实际意义。在考虑线圈系和金属体有限大小及不同地层电导率情况下,通过数值计算详细分析了两端金属体长度和距离变化对阵列感应测井仪器的影响规律。地层电导率大于0.1S/m,金属体距离大于0.3m时,可以忽略金属体的影响,否则需要考虑金属体的影响。以地层电导率等于0.001S/m为例,分析金属体长度和距离变化对阵列感应测井仪器的影响规律。当间距小于1.3m时,子阵列6一侧的金属影响比子阵列8一侧的影响大。     

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。     

提高高分辨率阵列感应浅探测（10in）曲线的稳定性，控制阵列感应测井曲线的质量

定量计算冲洗带电阻率Rxo是阵列感应测井的目标之一。多阵列感应测井仪能测量一条精确的深探测聚焦曲线．该曲线与地层真实电阻率(Rt)非常接近。然而，当相邻地层之间电导率差异很大的时候．该仪器所产生的那些浅聚焦曲线．尤其是10in探测曲线，数据的可靠性就会降低。用于阵列感应测井数据处理的算法的基础是波尔近似法，该算法通过波尔几何因子将感应测量结果和地层电导率的分布进行线性联系。因此，有两个因素可引起浅探测聚焦曲线的不稳定性：第一，深、浅子阵列感应响应间存在的非线性关系；第二．由软件聚焦处理引起的由深子阵列到浅聚焦曲线的误差传播。有几种先进的方法可解决此问题，比如反演法和非均质背景基础上的聚焦(IBF)，它们都能在差环境下提取出地层电导率和冲洗带电阻率．然而，这两种方法都需要相对较高的计算精度以及正演模型计算。随着新的Baker Atlas FOCUS测井系统的发展，当前，一种有6个子阵列的新型阵列感应测井仪可投入使用。在本文中，我们提供一个简单且高效的方式来提高浅探测深度聚焦曲线的稳定性——即高分辨率阵列感应测井(HDIL)的10in探测深度曲线的稳定性。该方法使用一种新型6子阵列聚焦滤波器，在产生10in的探测深度的曲线时排除掉最长的子阵列。此方法可以做为实时处理程序的补充，并对已有的HDIL处理程序改动最小。根据经过井眼校正后的测量值，就可以对FOCUS HDIL阵列感应测井仪和HDIL测井仪进行质量控制。其具体步骤可以总结如下：第一步，依据测量值的物理现象确定数据一致性模型。第二步，通过“模型分解”技术，将测量值和一致性模型进行对比。第三步，剔除掉错误数据并依据一致性模型重新组建测量值。第四步，通过对比原始测量值和重新组建的测量值来评定数据质量。     

贝克休斯公司开发成功多侧向测井仪器

<正>电阻率测井的目的是确定地层的油气饱和度。在复杂的测井环境下,常规双侧向测井无法提供准确的地层电阻率信息。阵列侧向测井仪器虽然具有多个探测深度,但有些仪器并未采用硬件聚焦方法,在地层与泥浆电阻率反差非常大的环境下,无法准确测量地层真电阻率。     

MIT阵列感应测井微弱信号检测采集系统设计

微弱信号检测是阵列感应测井精确测量的关键.介绍了以ADSP2181为核心处理器的数据采集系统实现MIT阵列感应测井仪的微弱信号检测.该系统通过硬件调理电路优化,采用多DSP主从复合结构的模块化功能设计,利用自动增益控制、实时刻度校正和数字相敏检波技术,有效实现对阵列感应线圈系多道多频大动态范围微弱信号的采集处理.测试结果表明,在地层电阻率0.1～100 Ω·m范围内能实现准确测量,相对误差小于5%.     

高分辨率阵列感应电阻率测井处理解释方法及应用研究

常规感应电阻率测井采用硬件聚焦方式,其纵向分辨率低,径向探测深度浅,同时对地层侵入剖面的描述能力弱。而高分辨率阵列感应电阻率测井采用多频率阵列测量和软件数字聚焦等技术得到3种纵向分辨率(1、2、4ft)、6种径向探测深度(10、20、30、60、90、120in)的电阻率测井曲线,通过反演处理提供原状地层电阻率、冲洗带电阻率、侵入半径等重要的地层参数,同时提供泥浆滤液侵入剖面,直观显示地层侵入特征。简述了高分辨率阵列感应电阻率测井原理,论述了测井资料质量控制要求,探讨了测井资料处理解释方法及原则,并通过现场实例分析了其应用效果。     

随钻双感应电阻率测量仪

一种随钻双感应电阻率测量仪,包括：钻铤、V形槽、发射单元、耦合单元、接收单元、发射电路模块、接收控制电路模块、高压密封盖板、上滑环连接器、下滑环连接器、导线孔。该仪器采用双线圈系,能够同时探测两个径向深度的地层电阻率,而且发射线圈与接收线圈相互独立,每一个线圈系能够独立调整,不产生相互影响,还能够延伸组合成随钻阵列感应电阻率或多线圈系高分辨率随钻感应电阻率。该仪器的测量结果不但可以用来在钻井过程中实时测量地层真电阻率,     

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.     

阵列感应成像仪及其应用

阵列感应成像仪（AIT）是一种崭新的感应仪器，能提供地层电阻率图象。它对于传统的感应系统来说是一场革命，且受环境影响最小，并能组合采用简单线圈阵列测量的28种各不相同的数据。这些原始信号在地面用数学方式组合，并校正井眼影响，所进行的感应测量，其纵向分辨率一致，径向聚焦探测深度分别为10、20、30、60、90in。     

应用新感应测井仪测出一组完整的数据

设计优良的组合型感应测井仪与常规感应测井仪不同之处在于它能测量一组完整的数据。在这整套数据中，属于要研究的地层体积的所有有用信息，是利用感应测井原理，通过间距合适的多个分阵列和全范围的工作频率测得的。该组合测井仪测量的数据可以各种方式进行处理，给出具有预期特性的测井曲线，如探测深、垂向分辨率好。此外，如果数据完整，可用来合成其他感就测井仪响应，如常规的深和中等感应线圈系的响应。当需要阵列型测井仪的先进特性时迪种能力就是项优点；不过，还需与常规测井仪测的其他井的测井曲线对比。该组合测井仪还拥有相当量的多余信息，以供自检，并替代因部分测井仪损坏而漏测的数据。为了证实该测井仪所采集的数据中具有多余信息，我们提供了二．个实例。利用该测井仪测的其他测量值可以合成检波器元件之一的响应。为了实时处理，选择一种滤波法进行合成。该方法通过组合阵列感应测量合成常规测井仪的响应。为确保相同的视电导率读数，对解法进行优化，以使合成测井曲线的等效几何因子与我们要模拟的测井仪的因子相同。采用二次程序编制法得出最佳滤波器系数。在优化过程中，将误差传播考虑进去，因而处理后的测井曲线的噪声影响就不会有大于输入的测井曲线的噪声级。用一维和二维数值模型进行了广泛检验，确保处理质量。本文提供了一个油田测井曲线实例，在同一口井用阵列感应测井仪和常规感应测井仪进行测井，以说明该测井仪聚焦的灵活壮和数据处理算法的有效性。     

利用阵列感应测井估算永宁地区砂岩泥浆侵入深度

阵列感应测井(HDIL)一维反演处理求取地层泥浆侵入深度是依据纯地层自然伽马大小和冲洗带与原状地层电阻率比值估算,其结果人为因素较大,不能满足生产定量化需求。依据阵列感应测井HDIL不同径向探测深度合成电阻率特性,结合砂岩深度、孔隙度大小,用多元回归方法反演预测泥浆侵入深度,解决阵列感应测井HDIL数据处理对泥浆侵入深度的估算的定量化需求。泥浆侵入深度预测方法模型简单,所需参数易求,效果符合实际地层侵入规律,对阵列感应测井资料应用具有指导和借鉴意义。     

多分量感应测量确定裂缝特征

多分量感应对井周裂缝的探测能力，可通过数值模拟和现场资料分析进行研究。针对水力压裂裂缝的实例，数值模拟结果表明共面线圈感应测量（σxx和σyy，x轴平行于裂缝平面，y轴垂直于裂缝平面）能很好地探测到裂缝信息，而共轴阵列感应的测量σzz则做不到。对于增阻裂缝，σxx对浅裂缝的灵敏性要高于σzz，然而，如果一个裂缝充满了电导率高于周围地层的物质，只有σyy测量能够提供裂缝存在的信息。墨西哥湾油基泥浆钻井的现场资料说明了多分量感应测量的应用能力，特别是σxx和σyy探测水力压裂裂缝的能力。交叉偶极声波和斯通利渡测量可以单独用来证实裂缝的存在。但交叉偶极声波测量与多分量感应测量组合应用可以刻画裂缝特征、具体地说，用交叉偶极声波测量确定裂缝方位，然后将裂缝方位作为输入值，用σxx和σyy感应测量值的差异来估计裂缝长度。     

用多分量感应测量描述裂缝

使用数字模拟和油田数据分析两种方法研究了用多分量感应测量探测井眼周围裂缝的能力。对于水力压裂裂缝的一些实例，我们的数字模拟结果表明，共面线圈系统感应测量(бzz和бyy，X轴是平行于裂缝平面而Y轴是垂直于裂缝平面)提供了共轴阵列测量(бzz)不具有的、能探测裂缝的独特数值。对于高阻裂缝，бxx对浅延伸裂缝比бzz要敏感得多。相反，如果裂缝是被比周围地层导电性更高的材料充填，只有бyy测量能提供裂缝存在的信息。由一口用油基泥浆钻井的井的油田数据说明了多分量感应测量，特别是бxx和бyy分量探测水力压裂裂缝的能力。用交叉一偶极子声波和斯通利波测量独立地证明裂缝存在。进一步综合交叉偶极子声波和多分量感应测量可联合描述裂缝。更准确地说，用交叉偶极子声波测量确定裂缝方位，并且使用裂缝方位作为输入应用感应测井бxx与бyy的差别来估算裂缝长度。     

复杂环境阵列感应测量：AIT和HDIL响应的比较

随着多频率，多线罪状阵列感应仪器最近在石油工业界推广。通过使用以博恩近似法为基础的井场处理，改进了垂向分辨率和电阻率测量范围。使用这种技术，我们能直接在井场获得具有不同探测深度的几条电阻率曲线，垂向分辨率为4，2或1ft，相互匹配，这看来有希望不仅在低电阻率和高电阻率环境，甚至在薄层环境获得真电阻率（Rt)测量，而且也能改进对复杂侵入剖面的描述。尽管如此，随着在许多不同作业环境中阵列感应数据采集经验的积累。现在我们察觉到这样的事实；这类测量的质量受倾斜地层和高电阻率对比度的影响很大。测量质量下降主要与在井场所用的信号处理技术有关。这些处理技术不能完全适合于所有地质环境。本文提供AIT和HDIL两种阵列感应仪器在不同地质环境的一些油基泥浆井中所采集数据的比较结果；以及对一些储集层含水饱和度定量评价的结果。所有测量取自意大利一些碎屑岩储集层。本文也提供可用于所处理中用于校正这些测量。以改进岩石物理解释质量的某些信息，及关于使用电阻率模拟技术更好了解仪器响应的物理特征的信息。     

用阵列感应仪和阵列侧向仪最佳评价地层电阻率

长期以来，影响地层评价的问题之一就是选择最理想的确定地层电阻率技术。自从早期的两种测井技术－感应测井和侧向测井得到广泛应用以来，每一种技术都有其优势和局限性，需要互相弥补，我们近期硬件和处理方法方面的进展，对最新的选择方法进行评价。感应和侧向技术的发展从早期相同对简单的仪器到今天与处理方法相结合的复杂阵列测量已经有了显著的进步，随着这些改革，其重叠区，即感应和侧向仪器均可可行有效测量的环境范围增加了，在重叠区对这两种仪器响应所作的比较表明其测量结果具有互补性。原来的选择标准是基于井眼对测量值的影响上的。我们已经开发了一种基于网络的工作计划，它能比较阵列感应仪和阵列侧向仪的工作范围。用改进后的阵列测量数据，能够更好地确定井眼的影响，并能识别或更精确地校正这些数据。感应测井环境测井质量控制技术发展有助于确定仪器是否超出工作范围，从而提高了地层环境测井质量控制技术发发展有助于确定仪器是否超出工作范围，从而提高了地层电阻率的精度和置信度。本文对这项技术以及获得的改进后的数据质量做了评价。一直以来，由于忽略了诸如各向异性和泥岩变蚀作用等环境影响因素，使得很多情形下比较感仪和侧向仪的灵敏性都特别困难。借助于阵列仪器测量结果，现有能用不同灵敏度的侧向测井和感应测井测量值辨别环境影响。另外，先进的处理技术，如最大熵和2D反演法有助于解释源自两种仪器测量的地层电阻率的明显差异。文中几个油田的测井实例说明了这种选择方法的实际应用和对后处理的地层电阻率评价的影响。