随钻方位电阻率边界探测影响因素分析

提出采用随钻方位电磁波电阻率测井仪器进行边界探测方法及产生的边界效应,分别从测量仪器的源距、频率、天线安装角度等内部因素以及井眼倾斜角度、地层电阻率对比度等外部因素进行计算分析,总结边界响应规律,归纳了针对测量仪器本身的设计和调整以及针对可导致边界效应的测量环境的研究2种边界探测的研究方法,通过与Periscope仪器公布的数据相对比论证,确定影响因素计算分析准确性。研究成果对随钻地质导向边界测量、仪器设计参数选择及复杂储层地质构造实时解释具有指导意义。     

方位电阻率成像测井仪ARI

文章介绍一种新型的倾向测井仪器－方位电阻率成像测井仪（ＡＲＩ），这种仪器比侧向测井（ＤＬＬ）有更高的垂直分辨率，并用围绕井眼得到深的方位电阻率测量值，在双侧向电极排列中结合１２个方位电极，提供１２个深的，定向的电阻率测量，而保留标准的深和深和浅的侧向测井，并在方位阵列中结合一种浅的辅助测量，使得方位电阻率测量的井眼影响得到完全的校正，这种仪器还具有对不均质和裂缝地层进行地层评价和裂缝倾角计算的成像     

一种先进的随钻成像／电阻率测井仪器的现场测试

本文介绍了一种先进的随钻测井仪器，用于电阻率、成像以及“在钻头”测量。这种新的仪器可以同时用于4 3/4和6 3/4in的钻杆和试验。两种型号的仪器都安装了9个电流敏感电极，排列成三排，每排三个电极，适用于旋转和非旋转的钻柱。两个多频发射器为电阻率和成像测量提供补偿。在这种“在钻头”测量模式中，一个螺旋管状接收器测量仪器发射的钻杆电流。 最近，现场的测试验证了“定量成像测井”的概念，它将电阻率成像测井与侧向测井结合在一起。图像的采集由两个相对的发射器（以中等间距对称地排列）进行补偿并以多频率方式重复采集。传统的“侧向测井”的环形电极分成离散的成像极板，能进行定向电阻率测量，在大斜度井或水平井中特别适用。三组不同的发射器（接收器间距能优化探测深度、侵入剖面以及图像对比。 本文讨论了多种环境的不同测井实例、复杂电阻率剖面的计算和可视化、可达到的分辨率、图像质量、质量控制，还与高分辨率电缆成像测井进行了对比。     

方位侧向电阻率成像随钻测井仪地层环境电阻网络模拟研究

基于方位侧向电阻率成像测井仪新型方位聚焦电极结构,研究了一种用于模拟井下地层环境的电阻网络,给出电阻网络等效电阻的计算方法,根据该方法建立对应的电阻网络,弥补简化刻度网络在复杂地层下无法完全反应地层特性的缺点.设计电阻网络计算模型及新型方位聚焦电极的监控电路,通过模型计算验证了根据电阻网络所设计的监控电路能够满足不同井眼尺寸、钻井液电阻率以及地层电阻率应用要求.该电阻网络可用于指导新型方位聚焦电极监控电路设计,极大简化测试流程,有效提高仪器研制及应用效率.     

随钻电磁波电阻率前探测特性分析

随钻电磁波电阻率前探测测井技术能够预测钻头前方的地质构造和流体分布,具有描述较大范围的储层构造、预估钻井风险等能力.采用镜像法原理,以井眼垂直于地层界面为例,分别对轴向天线和三轴天线进行分析.探讨轴向天线系统收发距离、轴向天线收发距离比例、三轴天线收发距离等不同因素对前探测能力影响以及2种天线系统对不同电阻率对比度边界的响应.计算分析表明,三轴天线的前探测能力优于轴向天线;前探测能力随着发射天线到接收天线距离的增加而增强;电阻率对比度越大前探测响应越明显,且相同电阻率对比度条件下,仪器在高电阻率地层中探测低电阻率地层边界的能力强于仪器在低电阻率地层中探测高电阻率地层边界的能力.     

随钻双侧向电阻率测井响应数值模拟分析

一种新的随钻电极电流型电阻率测井仪即双侧向电阻率随钻测井仪DLR已进入现场试验阶段.该仪器提供深、浅2种探测深度电阻率曲线,可用于判断随钻过程中的地层侵入情况和钻后地层评价.介绍了该仪器的电极系排列和测量原理,通过数值模拟计算,分析了该仪器的仪器常数及测井响应的井眼影响、分层能力、探测深度及侵入影响等探测特性.数值模拟结果表明,与同类仪器相比较,该仪器具有更好的分层能力、更大的探测深度和较小的井眼影响.     

随钻电磁波传播电阻率测量工具探测深度研究

在随钻电阻率测井中，基于相应的电阻率测量曲线和基于衰减的电阻率曲线在地层中经常出现彼此分离的现象，对电磁波电阻率测井的探测深度进行了详细的研究，研究表明这种分离与电阻率换算方法有关。同时指出基于IRPGF定义的探测深度有一定的局限性，只能用于定性分析，而且，IRPGF探测深度越大并不说明其测量结果越接近地层真电阻率，最后对导致电阻率曲线分离的因素进行了归纳，并指出利用随钻电阻率测量数据进行地层侵入评价是更为可靠的方法。     

随钻电阻率测井仪器探测特性分析

随钻电阻率测井具有预测井周围和钻头前方各种地质情况的能力，能为科学化钻井提供有利的依据。在对随钻电阻率测井原理分析的基础上，给出了电磁场量与地层电阻率之间的转换关系，计算得到了随钻电阻率测井仪器的探测特性，包括探测深度和纵向分辨率。分析结果表明：衰减电阻率比相移电阻率的探测深度要大；而相移电阻率比衰减电阻率的纵向分辨率要高。这些结论可以用来判断地层侵入和围岩情况，以及在随钻电阻率测井资料解释时参考。     

随钻方位电磁波电阻率仪器性能指标检测方法

为提高油藏采收率,大斜度井、水平井被广泛采用,对井眼轨迹提出了更高要求。地质导向技术能根据实时测量数据调整井眼轨迹,被越来越多地应用于水平井钻井过程。随钻方位电磁波电阻率仪器作为目前地质导向的核心仪器,电阻率测量范围、精度及边界探测距离是其最重要的性能指标,目前没有标准刻度井验证或测试仪器性能。从电阻率测量和边界探测原理出发,利用数值模拟分析测量电路信号与电阻率以及界面距离指标的关系。通过实验室测量电路指标确定出方位电阻率仪器的相位差精度为±0.02°,界面探测信号有效动态为70 dB,以此代替标准环境下实体测试试验,方便和简化了仪器指标测试流程,为随钻方位电磁波电阻率仪器准确进行地层评价和地质导向提供了保障。     

随钻方位电磁波电阻率测井技术与地质导向应用

随钻方位电磁波电阻率测井可在地层中预测电阻率界面,指导钻井轨迹实时调整以钻遇储层甜点,在大斜度井和水平井油藏勘探开发中的应用日益广泛.介绍了新型随钻方位电磁波电阻率测井仪器(DWPR)的研制和应用情况.基于电磁全分量测量设计理念,该仪器采用倾斜发射-倾斜接收的双斜正交线圈系测量结构进行地层边界探测和地层评价.DWPR仪器在典型地层模型下的响应表明,该测量方式下的方位电阻率、地质信号及成像信息,可有效反映地层电阻率、方位及各向异性等特征.针对DWPR仪器特有的电阻率信号、方位信号,基于阻尼最小二乘原理,开发了实时边界反演地质导向软件.新型随钻方位电磁波电阻率测井技术在中国近海进行了50余口井的地质导向应用,实时地层边界反演结果均符合油藏地质认识,有效指导水平井钻进过程,大幅度提高了储层钻遇率.     

随钻方位电磁波成像快速反演算法研究及应用

传统电磁波仪器只能测量地层电阻率,为弥补传统电磁波仪器方位探测能力的不足,研制了随钻方位电磁波成像测井仪。随钻方位电磁波成像测井仪能够探测距离井眼10m以内的储层边界,为了快速高效地测出边界位置以及计算仪器与边界之间的探边距离,研发了一种在主动地质导向中进行地层边界预测的快速反演算法。快速反演算法的计算速度参考地面数据采集软件所需的最快速度,反演参数的地质约束也内置于反演过程中,采取4个方面的措施来实现计算效率。现场应用表明,快速反演算法可获取轨迹上方和下方的地层电阻率剖面,以及储层的岩性和流体类型信息。快速反演算法能够通过正确映射井筒周围的储层边界,根据倒置的窗帘图和其他测量结果优化钻井轨迹,实现主动的地质导向,满足测井需求。     

超深电阻率随钻测井仪

斯仑贝谢公司推出的超深电阻率随钻测井仪的探测深度为．6．6—32．8英尺(常规随钻测井仪器的探测深度还不到3．3英尺)，还具有更大的径向响应，能够探测到距井眼数英尺以外的岩性特征和流体接触面。该仪器为模块化设计，有两个发射器和一个接收器(间距分别为33英尺(10米)和66英尺(20米))，能以三种频率工作，提供6个独立的电阻率测量结果。     

用新的反演方法提高随钻电阻率测井的分辨率

电磁波传播电阻率是随钻测井的主要测量方法，与感应测井和其它电阻率测井相比，随钻测井的分辨率较差，围岩影响也大。本文提出了改进电磁波传播电阻率测井分辨率的新方法，对测井曲线进行围岩校正，使其纵向响应相当于高分辨感应测井。通常，随钻电磁波测井仪是测量穿过一对接收器之间波的幅度衰减和相位变化，有一种源距和多种源距，再把相应移和幅度比转换成视电阻率。测得的视电阻率不仅与两接收器间的地层电阻率有关，而且还与发射器与接收器之间的地层有关，同时位于仪器上下的地层也有影响。围岩影响随着地层电阻率的差别及实际电阻率而变化。与相位电阻率相比，衰减电阻率受圈岩影响大，纵向分辨率较差。文中所介绍的方法是根据实际测井曲线划出明确的地层界面，反演时重复调整地层模型的电阻率，直到模拟测井曲线与实际测井曲相一致时为止。另外，用这种方法能提高衰减电阻率的纵向分辨率，并与相位电阻率的分辨率相一致，最终得出一组具有相同纵向响应和不同探测深度的测井曲线。在倾斜地层和斜井中也可用这种方法。用野外的实际测井曲线说明这种方法的应用。     

随钻高分辨率电阻率成像仪器探测特性研究

针对现有随钻电阻率成像仪器周向钮扣电极分布少的问题,设计了一种新的钮扣电极分布方案。该仪器周向排布8个圆形钮扣电极,纵向分为2排,且每排钮扣电极直径不同,既能在复合钻进时进行全井眼覆盖扫描成像,又能在滑动钻进时获得8个扇区固定方位的井眼图像;建立了复杂的水平层状地层、含周向异常体地层和水平井地层等3种地层模型,利用有限元方法分析了仪器在不同地层模型中的测井响应特征。分析结果表明:该仪器具有较好的纵向分辨率,钮扣电极的纵向分辨率与其直径相当,可以准确识别方位性高阻地层;水平井地层界面对仪器不同方位测量的影响不同,侧向测量模式在地层界面处的响应与电缆侧向测井类似。该仪器在复杂地层中具有较好的适用性,研究结果对随钻电阻率成像仪器的研发和数据解释具有指导作用。      

随钻方位电磁波仪器界面预测影响因素分析

随钻方位电磁波仪器的探测深度决定仪器的界面预测能力,了解随钻电磁波仪器在不同地层环境下的探测特性,对准确进行界面预测和判断有重要意义。模拟了仪器的界面响应特征以及边界走向与仪器工具面角的关系,介绍了随钻电磁波仪器探测深度的定义,通过模拟随钻方位电磁波电阻率的探测特性,分析了不同地层及仪器参数对随钻方位电磁波仪器探测深度以及界面距离反演结果的影响。结果表明,在地质导向过程中,相邻地层的电导率的差决定了随钻方位电磁波仪器的信号幅度,而相邻地层的电阻率对比度和电导率的差同时影响仪器的探测深度,同时仪器对交叉耦合分量电动势(Vzx)的分辨能力也决定了仪器的探测深度;界面距离反演地层模型中,低电阻率地层电阻率的精确度比高电阻率地层电阻率精确度对反演距离的正确性和准确度影响更大。     

螺绕环激励式随钻侧向测井仪测量强度影响因素及响应特性

与传统的随钻电极型电阻率测井仪相比,螺绕环激励式随钻侧向测井仪具有不易磨损,工艺难度小的优点,但国内对于该仪器的理论研究很少。基于三维有限元法,研究了螺绕环激励式随钻侧向测井仪的测井响应特征,分析了仪器结构参数对测量信号强度的影响。模拟结果表明:测量信号强度与接收线圈距呈正相关关系,仪器源距和钻头短节越长,仪器测量信号的强度越弱。根据模拟结果优选了模拟参数,研究了不同地层电阻率对比度下仪器的探测特性,分析了仪器在不同井斜角和围岩环境下斜井中的测井响应特征。螺绕环激励式随钻侧向测井仪探测深度较电缆式侧向测井仪浅,但可以满足随钻测井需求。研究结果对螺绕环激励式随钻侧向测井仪结构参数设计及测井解释方法研究均具有一定的指导意义。      

基于拟牛顿法的随钻方位电磁波电阻率仪器响应实时反演与现场试验

为了利用随钻方位电磁波电阻率仪器的测量数据确定地层界面方位和距离,给地质导向提供决策依据,须采用准确可靠的反演方法。针对随钻方位电磁波电阻率仪器,建立了地质导向应用模型并模拟了其响应特征,研究了拟牛顿反演算法和流程,反演过程中只需要较小的计算量就可以得到Jacobian矩阵,大大提高了反演速度;并利用单界面和双界面地层的反演理论模型,验证了该算法的正确性和准确度。在胜利油田草XX井的现场试验结果表明,实时反演结果与方位电磁波电阻率成像显示及后期完井录井结果一致。该反演方法能满足利用方位电磁波电阻率进行地质导向的要求,为方位电磁波电阻率实时地质导向提供了一种高效、准确的计算方法。      

方位深探测随钻测井仪在北海油田复杂地质导向钻井优化中的应用

InSite ADR 方位电阻率测井仪是哈里伯顿Sperry 钻井服务公司最近推出的新型随钻测井仪器.由于它的特殊传感器设计和多深度探测能力(最深这18 ft),为大斜度井和水平井,特别是复杂储层中钻井地质导向和地层评价提供了新的解决办法,它允许钻井工程师及地质专家在复杂井中优化井位和储层产能.文章介绍了相关内容,并给出了北海油田井位控制实例.     

数字相敏检波在随钻电阻率测井仪中的应用

本文设计了一种基于高性能DSP和FPGA控制的数字相敏检波系统。系统讨论了传统模拟相敏检波和新型数字相敏检波的原理特点、电路实现及实验数据分析。实验证明,该检波方法能有效利用测井信息,优化系统,为我国随钻测井仪器的研究提供新的方法和途径。