斜井各向异性地层随钻侧向测井响应规律及快速校正方法

采用有限元数值模拟方法与参数敏感性函数,模拟了螺绕环式随钻侧向测井仪在斜井各向异性地层中的响应特性;通过分析仪器对层厚/围岩、各向异性、井斜角的响应敏感程度,并基于正演结果分段拟合,针对不同的井斜角,提出一种井斜/各向异性快速校正的计算方法。研究结果表明：(1)当目的层厚度小于0.5 m时,仪器的响应受围岩影响严重;当目的层厚度为0.5～5.0 m时,仪器的响应同时受围岩和各向异性的影响;当目的层厚度大于5.0 m时,各向异性对仪器响应的影响占主导。(2)当井斜角小于30°时,测井响应受各向异性系数影响较小,视电阻率相差最大为2.5Ω·m;当井斜角大于30°时,仪器响应受各向异性影响严重,不能反映地层水平电阻率。(3)井斜/各向异性校正法在电导性地层与厚度较大的电阻性地层中具有更好的校正效果。     

大斜度井各向异性地层双感应测井响应特征研究

电性各向异性广泛存在于砂泥岩薄互层、裂缝地层及泥页岩储层等非常规油气藏,受井斜及各向异性影响,电测井仪器响应复杂,极大地增加了储层测井评价难度。为明确大斜度井/水平井中双感应测井响应特征,基于赫兹位函数,给出了各向异性地层双感应测井解析解,研究了井斜角度、电阻率对比度及各向异性系数等对双感应测井的影响,并初步探索了双感应测井对各向异性的识别能力。模拟结果表明,井斜角小于30°,双感应测井主要反映地层水平电导率,无各向异性识别能力;随着井斜角度的增大,双感应测井响应由水平电阻率向垂直电阻率过渡,地层界面处出现犄角;深感应测井响应对各向异性的敏感性大于中感应测井响应,且井斜角度及各向异性系数越大,双感应测井各向异性识别能力愈强。     

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。     

大斜度井/水平井阵列侧向测井响应及围岩/层厚影响快速校正

阵列侧向测井响应受围岩/层厚影响无法准确反映储层真实电阻率,且直井条件下的围岩/层厚校正图版不再适用于水平井、大斜度井,故有必要对围岩/层厚影响进行定量校正,并研制阵列侧向测井在大斜度井、水平井条件下的围岩/层厚校正图版。通过建立三维球状介质模型,利用有限元素法对水平井、大斜度井中阵列侧向测井响应特性进行研究。在三维数值计算的基础上,建立水平井、大斜度井中阵列侧向测井围岩/层厚校正图版,并通过非线性分析技术,得出仪器响应非线性校正公式和校正图版。研究结果表明,阵列侧向测井响应受井斜大小影响明显,井斜角越大,影响越明显。当储层厚度小于2 m时,电阻率受围岩影响较大;当储层厚度大于6 m时,无论井斜角多大,电阻率不再受围岩影响。对比发现快速校正图版与数值模拟图版具有较好的一致性,可用于阵列侧向测井响应的快速实时校正。     

不同井眼偏心距下水平井阵列侧向测井围岩校正研究

为消除围岩对阵列侧向测井仪器响应的影响,使测量结果更为准确,应对其进行校正。为此,建立了水平井三维层状介质模型,应用三维有限元算法研究了不同井眼偏心距下阵列侧向测井的正演响应特性,得到了数值模拟围岩校正图版;对数值模拟结果进行了非线性分析,得到了围岩快速校正公式和校正图版。通过数值模拟发现,阵列侧向测井仪器的探测深度越深,受围岩的影响越大;当井眼偏心程度系数小于20%时,井眼偏心距变化对阵列侧向测井响应的影响可以忽略;当井眼偏心程度系数大于40%后,阵列侧向测井响应受井眼偏心距的影响明显,视电阻率变化幅度最大可达44.8%。对比分析发现,快速校正图版与数值模拟图版具有较好的一致性,采样点最大相对误差小于5.3%。综合研究表明,快速校正图版可用于水平井中阵列侧向测井响应的实时校正。      

大斜度井/水平井中裂缝的阵列侧向测井响应特性

文中建立三维球状介质模型,利用三维有限元数值模拟方法研究大斜度井、水平井中阵列侧向测井响应特征。研究表明:裂缝孔隙度对裂缝的测井响应影响最为强烈,裂缝孔隙度的改变会造成视电阻率值呈倍数的改变;裂缝倾角对仪器响应的影响依托于裂缝孔隙度的大小,当裂缝孔隙度小于0.000 1,裂缝倾角对测井响应的影响可以忽略;不同井斜角下裂缝的阵列侧向测井响应差异较大,大斜度井条件下的仪器响应出现尖峰,位置与井斜角和裂缝倾角有关。     

仪器偏心情况下阵列侧向测井井眼校正图版研制

运用三维有限元方法模拟了一种阵列侧向测井仪器的井眼响应特性,针对仪器在井眼中的不同偏心程度,研制了对应的井眼校正图版。研究表明:仪器偏心会造成井眼分流能力增强,井眼校正系数变大。相同井径条件下,偏心块越小,井眼校正系数越大;相同偏心块条件下,井径越大,井眼校正系数越大。对于阵列侧向测井5种探测模式而言,探测深度较浅的模式1、模式2受仪器偏心影响较大;模式3、模式4在大井眼条件下受仪器偏心影响较大;探测深度最深的模式5的井眼校正系数基本不随仪器偏心程度的变化而变化。     

大斜度井/水平井复杂介质双侧向测井响应数值模拟

依据油水两相渗流理论和对流扩散理论,进行泥浆侵入三维数值模拟.考察泥浆侵入对大斜度井/水平井测井环境的影响.大斜度井/水平井泥浆侵入受各向异性的影响,井周岩石物理失去轴对称分布特征,但一般重力影响相对较弱;采用三维有限元方法.进行不同井斜条件下海水泥浆侵入双侧向测井响应数值模拟,深浅侧向电阻率受相对井斜的影响,且随井斜角增大,无泥浆侵入的非厚储层其深浅侧向电阻率呈现负差异;随海水泥浆侵入影响加深,不同井斜情况的深浅侧向视电阻率幅度差异变化呈现复杂特征,且井斜角越大,深浅电阻率正差异出现得越晚;水平井相对于直井来说,双侧向测井响应与层厚及嗣岩校正关系差异很大.     

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.     

阵列侧向测井曲线极化角影响因素研究

侧向类测井电阻率曲线的极化角对地质构造的解释、地层界面的判断有很大帮助,但也会导致电阻率曲线失真且产生假薄层特征,因此通过正演计算明确影响极化角的因素可以提高油气层评价的准确性。运用三维有限元法建立了层状介质模型,探讨了围岩电阻率、钻井液电阻率、侵入带特性、仪器特性、层厚、井径和井斜角等因素对阵列侧向测井曲线极化角的影响。正演计算表明,目的层电阻率与围岩电阻率的比值大于4时,极化角更加尖锐且幅值急剧增加;钻井液电阻率主要影响极化角的形态,钻井液电阻率越大极化角越尖锐;侵入带对极化角的影响较复杂,要综合考虑侵入带电阻率与侵入深度来判断;仪器探测深度对极化角形态的影响不大,仪器纵向分辨率越高,极化角越平缓且幅值越小;井径越大,极化角越不明显;当地层厚度小于仪器纵向分辨率时,阵列侧向测井曲线极化角消失,随着层厚增大,极化角幅值变大但趋于平缓;当井斜角大于60°时,极化角基本消失,且井斜角越小,极化角越明显。研究结果表明,围岩电阻率、仪器纵向分辨率和层厚对极化角的影响尤其明显,这可为现场正确利用极化角进行油气储层解释提供指导。      

水平井裂缝性储层阵列侧向测井正演响应影响因素

裂缝性储层中裂缝的发育特征对储层产能有重要影响,侧向类测井由于其较强的电流聚焦特性,常用于裂缝性油气藏的评价工作。阵列侧向测井仪是一种新型的侧向测井仪器,具备更强的电流聚焦能力和更高的纵向分辨率。基于平板状裂缝模型,建立三维宏观各向异性球状介质模型,运用三维有限元数值算法,研究了水平井中阵列侧向测井仪在裂缝性地层中的响应特性。研究表明:仪器响应随裂缝角度的变化会出现幅度差极性变化,且临界角大小与裂缝孔隙度有关;仪器响应随裂缝孔隙流体电阻率的增大而增大,基岩电阻率与裂缝孔隙流体电阻率比值小于100后,裂缝孔隙流体电阻率变化对仪器响应影响不大;仪器响应随基岩电阻率的增大而增大。该研究为裂缝性储层的定性、定量评价提供一定参考依据。     

鄂尔多斯盆地红河油田裂缝识别

红河油田为典型的低孔隙度低渗透率油藏,储层裂缝广泛发育。通过岩心观察、成像测井识别等手段对其裂缝特征进行了描述。研究发现该研究区裂缝在岩心上多为高角度裂缝和垂直裂缝,在成像上多为正弦波曲线显示。裂缝在双感应、八侧向和阵列感应测井曲线上均显示低值,八侧向与双感应测井值正差异;双井径微扩径,声波、中子值增大,密度值减小;在双感应电阻率正异常显示高值,八侧向电阻率值在层的上部与双感应电阻率值正差异,在层的下部与双感应电阻率值负差异;声波、密度值减小,中子值增大。裂缝在变尺度分形曲线的R/S曲线上偏离了原来的趋势线,成为近似一直线段。探讨了裂缝发育程度与单井产能的关系。研究结果表明裂缝发育段其产能普遍增高。经岩心和成像资料验证,裂缝识别率较高。     

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。     

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。     

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。      

高分辨率双侧向测井响应数值模拟分析

 我国自行研制的新型的高分辨率双侧向测井仪已逐渐投入大规模的生产应用，可为解决油田薄层油气藏的勘探开发问题提供有力的支持。本文利用有限元方法对新型的高分辨率双侧向测井仪及国内目前大规模应用的常规双侧向测井仪的分层能力、探测深度、侵入影响和井眼影响等响应特征进行了数值模拟，并对其测井响应进行了对比分析。数值模拟表明：与常规双侧向测井相比，虽然高分辨率双侧向测井资料井眼的影响更复杂，但测量结果既能得到较高纵向分辨率，又具有较深的径向探测深度，基本上可以取代常规双侧向测井仪在测井中应用。文中数值模拟结果可以为测井作业人员和解释人员在资料验收及解释处理等方面提供参考和指导。     

水平井中钻杆对双侧向测井的影响

用钻杆输送双侧向测井仪进行水平井测井，当钻杆不通电时，浅侧向的探测深度达不到钻杆位置，钻杆处于零电位区，对浅侧向响应不会产生影响；深侧向的仪器位于低阻层，钻杆所处位置的电位较高，对深侧向响应将产生影响。当钻杆作深侧向回路电极时，用计算出的带钻杆加长电极系系数刻度可将钻杆影响归结为仪器固有特性，测井响应则可不另外考虑钻杆影响。