水平井感应测井响应仪器偏心影响研究

水平井技术已经成为油气勘探开发的有效手段,但也给测井等工程技术带来了新的难题。地层电阻率是影响油气评价的重要参数,感应测井是确定水平井中地层电阻率的比较常用的方法。文章基于三维数值模式匹配法,通过数值分析,研究了水平井仪器偏心时地层厚度、围岩对双感应测井响应的影响,并对仪器偏心时双感应层厚和围岩校正提出了简洁的校正思路。这些可为水平井解释工作中消除感应测井的仪器偏心影响提供一定的理论参考。     

水平井中感应测井资料的解释

本文介绍了一种水平井感应资料解释的新方法,这种新的反演算法不仅能获得分布在井壁附近精确的地层和侵入带电阻率,还能确定到远处地层的距离和及其电阻率。高分辨率感应测井仪（HDIL）使用多频可变的线圈距采集数据,并设计聚焦和反演算法确定直井和斜井的侵入剖面,测量原状地层的电阻率,提供良好的纵向分辨能力。水平井中的测量目标不同,除了分布在井眼附近的电阻率外,还希望能确定远处的盖层和含水层,由于横向上地层参数变化相对较少,纵向分辨能力（或者更精确地称之为沿井眼轨迹的分辨能力）已不再重要,重要的是探测深度,低频长线圈距使HDIL能提供位于仪器上方20ft地层的可靠信息。水平井中感应测井资料解释新的反演算法由三部分组成。（1）用中,浅探测结果确定邻近地层参数,这一阶段,快速二维反演能使计算结果不受远处地层的影响,从而得到入带和原状地层的参数。（2）用邻近地层解释的结果对中,深探测测量值进行井眼和侵入校正;（3）用一7维层状反演取得校正后的中,深探测值来评价远处地层的特性。用一个由井眼,侵入带和远处地层组成的模拟模型来证实这种新方法,结果所有的相关参数,如地层和侵入带电阻率（Rt和R xo),侵入深度（Lxo)和到远处地层的距离等,都取得了较高的精度＊误差小于10％）,本文还给出了一个北海水平井的研究实例,实例且口井的完井成功需要区分具有可动水的低电阻率水淹层和下伏低电阻率致密层,研究方法提供了对致密层和渗透性地层的距离,电阻率的定量评价,距致密层的距离与来自地震资料的信息有关。     

水平井中双侧向测井的偏心井眼校正

点电流源位于井内任意一点时，将在井眼，地层两个区域中求解泊松方程的边问题化为在半径小于源到井轴距离的圆柱、源到壁间的圆筒以及地层三个区域中求解拉普拉斯方程的边值问题，电流源的贡献则体现在源所在柱面的边界条件上，由此得到电位的偏心格林函数，水平井中偏心以侧向测井仪器在井内产生的电位可由偏心格林函数沿电极系积分得到，从而求得视电阻率响应。通过数值计算，绘制了深、浅侧向的偏心井眼校正图板。     

阵列感应测井在斜井和水平井中的响应特性

在完成基于COMSOL软件水平井阵列感应测井响应三维数值计算技术研究基础上,以三层地层为例,详细计算分析水平井和斜井中井位置、目的层厚、目的层电导率、围岩电导率以及目的层与围岩电导率对比度对阵列感应测井响应的影响。水平井的阵列感应测井响应特性取决于层厚、电导率对比度、子阵列间距、仪器距层界面距离等多种因素。当层厚大于仪器分层厚度时,水平井响应与直井响应接近;当层厚小于仪器分层厚度时,水平井响应与直井明显不同,在仪器进出界面时,响应出现明显尖峰;给定层厚,与直井比较,短阵列差别小,长阵列差别大。斜井中,当倾角小于30°时响应受倾角影响小;当倾角从30°~80°变化时,从短子阵列到长子阵列,倾角影响逐渐增大,主接收从高电阻率进入低电阻率,界面出现尖峰现象;当倾角在90°±10°范围内时,井进出界面时均出现尖峰现象。通过分析涡流和磁场虚部空间分布特性揭示了阵列感应在斜井和水平井中的响应机理。     

非平行界面地层对水平井双感应测井的影响

地层电阻率是影响油气评价的重要参数,感应测井是确定水平井中地层电阻率的常用方法。在实际测井环境中,地层上、下界面往往是不平行的,在测井解释过程中,这种非平行界面地层环境对水平井感应测井响应的影响是一个值得关注的问题。基于三维数值模式匹配法,通过正演数值分析,研究了地层界面倾斜时界面倾角、地层厚度、围岩电阻率、侵入带电阻率和侵入深度等对水平井双感应测井响应的影响。结果表明,在水平井中,地层界面倾斜对双感应测井响应具有一定的影响,其影响程度的大小与界面倾角有关。在非平行界面地层中,所得结论可为水平井双感应测井解释校正提供一定的理论参考。     

阵列感应偏心几何因子及其推迟效应研究

在推导阵列感应测井偏心几何因子及其数值计算的基础上，分析了Doll偏心几何因子的特性，讨论了线圈距和地层电导率变化对带推迟效应偏心几何因子的影响。偏心时几何因子与居中时几何因子有较大的差别，表明偏心将导致异常井眼响应。长线圈距和高的地层电导率增大了推迟效应，实部信号下降，虚部信号增大。此外还讨论了频率和偏心距对偏心几何因子的影响。这些结果可用于实现快速井眼校正和井眼影响解释。     

水平井与直井仪器偏心和泥浆侵入对双侧向测井的影响

在水平井中,由于重力的影响,往往会导致仪器偏心和泥浆侵入不对称。通过建立上、下各3层介质的水平井模型,采用三维有限元法研究了仪器偏心、泥浆侵入对水平井中双侧向测井响应的影响,并将这些影响因素与直井进行了对比,总结了水平井与直井中仪器偏心、泥浆侵入对双侧向测井影响的异同点。     

水平井中的感应电阻率测井响应特征及应用

水平井技术在给油气田开发带来巨大效益的同时,也给测井等工程技术带来了新的难题。水平井随钻测井和直井电缆测井具有较大差别,不同的测井响应特征对已比较成熟的电缆测井解释方法提出了挑战。在比较了水平井中随钻测井和电缆测井感应电阻率曲线之间的区别后,得出以下结论：两者在储层内部相差较小;在界面处及其附近的响应特征受地层界面表面电荷、钻井液侵入深度大小及井眼与地层夹角大小的影响较大。在测井解释中以电阻率资料为主时,应结合其他测井资料综合分析井眼轨迹与地层界面之间的关系和夹角大小,从而正确地划分储层界面。     

感应测井模拟方法应用于大斜度井和水平井测井解释

利用感应测井提取电阻率和侵入带剖面信息能40多年的历史了，然而，多数的测井仪器和处理方案（从图表到信号处理）都是为垂直井设计的，在大斜度井中，只有转换以后才能求出每层的电导率，在水平井中，特别是在进行有缆测井时，一些简化假设不再适用了，事实上，在水平井的 些情况下，仪器对邻层或侵入层中电阻率的灵敏度可能比对实测层电阻率的灵敏度还高，在这些情况下，正演迭代模拟通常是唯一用于确定仪器灵敏度和Rt值的方法。前期的工作表明，在3D地层中准确地模拟感应响应是可能的，最近在3D编码方面取得的进展，包括建立简单的接口和提高计算速度，在快速工作站上，每个测井点只需运行10－20s，利用ELMOD和相似的2D模型编码首先使用过的“失代解释”方法，可以使3D编码应用于大斜度井和水平井的实际测井分析中，作为实例研究，我们模拟了中东油田的水平井和近似水平井的多阵列感应响应，不踪之处是对感应响应的分析影响了快速完井决定，对厚地层来，地层中心的深度测量结果具有一定的可信度（侵入带可能仅仅影响浅层读数），邻近地层对最深层的读数几乎没有影响，然面，在薄层或具有复杂地质导致电阻率变化的地层中，邻层加上侵入的影响，给测井解释带来困难，在这种情况下，多阵列感应测量的顺序对于测量深度来说，没有岩石物性的意义，而被认为是一个在完井决定做出之前必须要仔细研究的测井异常。现行的做法是，利用ID正演模拟来显示邻层对最深层测量结构的影响，如果忽略侵入层的影响，这种用来确定Rt的简化方法通常会产生,,错误，3D实例研究包括在低角度情况下，模拟横穿对不同孔隙度和电阻率层有侵入影响的岩性和岩相的井眼轨迹，通过仔细研究地质信息，我们对模型进行了优化，并把混淆曲线序列分开，得到了单相中更精确的Rt值，另我，我们还得到了地层的几何结构参数和侵入带剖面之中。     

基于COMSOL仿真软件的阵列感应测井偏心响应计算方法

研究了基于有限元仿真软件COMSOL的阵列感应测井偏心响应数值计算方法。通过解决偏心模型的建立、地层大小的选取、网格剖分设计和求解器的选取等问题,高效准确地计算出阵列感应测井仪器MIT的偏心响应。均匀地层COMSOL仿真软件计算结果与解析解的相对误差最大为0.369 796%,能够较好地满足计算精度,计算数据可靠有效。应用COMSOL仿真软件对阵列感应测井仪器MIT建立偏心响应数据库,对偏心严重的响应绘制图版进行分析,可有效分析偏心对视电导率的影响。     

水平井扇区水泥胶结测井偏心校正技术

水平井固井质量评价资料为压裂等储层增产改造方案的制定提供支持,在水平井段,扇区水泥胶结测井仪器重力作用存在向下偏心现象,导致测井响应值偏低、解释偏差大。针对这一问题,研究偏心模型下井孔声场分布,明确了偏心距与套管波幅度间的关系;分析测井声系空间排布特点,利用八扇区到时、幅度反演仪器偏心程度;形成了适用于扇区水泥胶结测井的水平井固井质量评价偏心校正技术。该技术在南272-平××井等81口水平井中应用,测井解释结果的准确性得到提高。     

国外感应测井仪器的研究进展

文章详细介绍了８０年代后，国外在感应测井仪器和理论方面的研究进展，尤其在阵列感应测井仪器方面的研究成果。     

水平井不平整界面地层中感应测井模拟及影响分析

在水平井测井中,由于地层界面与井轴接近平行,因此测井仪器响应随地层电导率的变化规律与垂直井有着本质差别。基于三维数值模式匹配法,模拟了水平井中不平整界面地层双感应测井的响应特征;通过数值分析,研究了水平井中不平整界面地层的阶梯高度和阶梯长度对双感应测井响应的影响,为水平井测井解释工作中消除复杂地层界面对感应测井的影响提供了理论参考。     

感应测井仪器响应特性的考察分析

从分析视电阻率对地层参数的一阶相对偏导数曲线的角度，对高分辨率感应测井仪器的响应特性进行了系统的考察分析；采用轴对称二维测井模型可以同时顾及侵入和围岩对测井响应的影响，所得结果可为仪器设计和测井资料的处理提供理论依据。     

水平井中双侧向测井的侵入校正

由于重力作用，水平井的侵入带已不再是对称于井轴的圆柱体，将侵入带效为圆柱体，仪器位于偏心轴上来逼近实际模型。以偏心点电流泊的电位格林函数为基础，求解测井响应并绘制侵入校正图版，由此可求得原状地层电阻率和等效侵入半径。     

随钻感应电阻率测井仪器测量原理与应用

介绍了随钻感应电阻率测井仪器(TRIM)的测量方法和工作原理.通过现场应用,证明油田开发后期特别是薄油层残余油的开发中,该仪器与MWD、随钻自然伽马测井仪结合使用,可以满足定向轨迹测量和地质导向要求,有效控制井眼轨迹沿有效层钻进,在水平井、分支井等特殊工艺井中有广泛的应用前景.     

钻遇断层水平井地层模型的阵列感应测井响应特性数值模拟

建立钻遇断层水平井地质模型,利用COMSOL有限元软件实现HDIL阵列感应测井响应三维数值计算,研究在钻遇断层水平井中断层参数对HDIL阵列感应测井响应的影响特征。结果表明,钻遇断层时,阵列感应不同子阵列的数值和相互关系与水平井的位置、断距、储层和围岩电导率有关;断层倾角影响测井曲线开始变化的位置。长子阵列最先反应断层存在,7个子阵列响应相交情况可以确定断层位置;进入上盘时7个子阵列的数值和相互关系可以识别水平井进入上盘的位置。     

一种新型高分辨率阵列感应测井仪器

阵列感就测井仪器已经成为电缆感应测井标准，这些仪器依靠多个发射线圈－接收线圈系的测量结果，为了增加仪器测量的径向探测深度，有必要增大发射线圈－接收线圈之间的间距，采用不同间距可以探测地层电阻率的径向变化。但是，随着探测深度的增加，仪器垂直分辨率会逐渐变差，为了补偿的一缺陷，将浅探测测量结果与较深探测测量结果进行组合，可得到一个具有很高垂直分辨率深探测曲线，但问题是浅探测量不可避免地受眼不规则和井眼附近其它因素影响，产生的噪声常常会将人为因素引入经处理后的深探测测井曲线响应中。已经研制出一种新型高分辨率对称阵列感应测井仪器，可以提供从深到浅的电阻率测井曲线读值，其垂直分辨率很高，一致性好。与前几代仪器明显不同之处在于新型设计的仪器可以将垂直信号和径向信号分开进行处理，这种处理的结果是在做径向信号处理之前可以对每个发射－接收线圈测量结果进行滤波，而具有常规垂直分辨率。通常在井眼附近的影响是局部性的，且仅仅是浅探测测井曲线受影响；深探测测井曲线所受影响明显减弱，新型仪器的大量试验证明模拟预测的各种测量响应。新型感应测井仪器提供6种不同径向探测度的电阻率测井曲线（10，20，30，60，90和120英寸），垂直分辨率为1、2和4英尺，测井资料分辨率进行了匹配，又具有多种探测深度，这就可以与电阻率资料、核磁共振（NMR）资料及其它测井资料综合。本文阐述了新型仪器的设计原理并讨论了试验结果，同样还给出了几个油田实例，在一例子中通过与前一代高分辨率感应测井仪器的比较证明了仪器反映侵入带地层剖面的能力得到改善。另一实例显法虽然浅电阻率测量受井眼严重冲刷的影响，新型仪器仍可以提供具有极好垂直分辨的深电阻率测井曲线。