水平井随钻电磁波测井实时正反演方法

基于层状地层随钻电磁波测井伪解析公式,提出边界最优匹配技术,来实现对钻遇地层结构的自适应截断;同时提出散射场一次反射/透射波高阶渐近与扣除方法,极大地提高了索末菲积分的收敛速度,克服了传统数字滤波积分方法精度低、适用性弱等问题,实现了对随钻电磁波测井正演的加速。利用邻井或导眼井等先验信息,通过对地层模型进行交互式调整,为地层界面的预测提供最优反演初值。结合梯度寻优算法形成水平井随钻电磁波测井实时交互式反演方法。实际资料处理结果表明,随钻电磁波测井实时交互式反演方法很好地解决了井周地层边界位置确定的难题,为水平井钻井轨迹最优化和油藏解释提供了依据。图10表1参18     

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.     

多尺度随钻方位电磁波测井系统响应特征研究

为了及时发现地层构造变化,规避钻井风险的同时准确评价地层,要求随钻测井仪器具备尽可能大的探测深度和较高的分辨率,而单一尺度的测量结果难以同时满足上述要求。为此,模拟研究了超深随钻方位电磁波和随钻方位电磁波测井系统的探测特性,分析了该测井系统的探边能力和分辨率,并探索了其对钻前地层界面的探测效果;然后,采用拟牛顿法,进行了多尺度随钻方位电磁波测井资料的精确快速反演。研究结果表明,通过增大源距、降低频率的方式,超深随钻方位电磁波测井的探边能力达到数十米;与小尺度随钻方位电磁波测井联合使用,通过反演可以实时获取油藏电阻率剖面信息,从而实现近远井不同范围内的地质预测、地质导向和油藏描述。      

随钻电磁波测井中极化角的形成机理及其影响因素模拟分析

在大斜度井和水平井环境中,由于井斜、地层产状以及测量模式等因素的影响,随钻电磁波测井资料在地层界面上容易出现极化角.极化角有助于储层界面的判断,但对电阻率的定量评价带来困难.通过分析指出极化角是由于穿过地层界面的电场不连续造成的.极化角的产生及其幅度受井斜、地层电阻率、泥浆滤液侵入及仪器精度等冈素影响.考虑井斜、泥浆滤液侵入等因素的影响,据此建立随钻电磁波测井响应数学模型.井斜角越大、地层电阻率对比度越高,越容易出现极化角;同样电阻率对比度地层,低电阻率地层极化角更明显;低电阻率泥浆滤液侵入对极化角有弱化作用.该研究有助于正确认识复杂环境中随钻电磁波测井响应特征.     

大斜度井和水平井随钻测井曲线形态异常分析及在地层划分中的应用

随钻测井在渤海海域大斜度井和水平井中得到了广泛应用,但由于井斜、地层产状以及测井仪器探测范围的影响,所测得的曲线常常在形态上出现一定程度的异常,使得利用随钻测井资料进行地层划分存在许多困难.分析了渤海海域大斜度井和水平井随钻测井曲线的形态异常现象及其影响因素,从仪器探测范围、曲线特征标志以及综合地质录井资料(钻时、岩屑、气体等)等方面就如何利用随钻测井曲线进行地层划分作了探讨,提出了3种地层划分方法,有效解决了随钻测井曲线形态异常带来的地层划分难的问题.     

LWD随钻测井系统机械结构设计探讨

LWD随钻测井系统能够实时提供地层和井眼信息,对地层做出快速评价,优化井眼轨迹和地质目标,指导钻进,在大位移井、水平井及其他疑难井中得到了广泛的应用。对中国石油集团钻井工程技术研究院自主研发的DRLWD随钻测井系统中的电磁波电阻率随钻测量系统、中子孔隙度随钻测量系统及数据传输系统的机械结构进行分析,主要对设计中的技术难点和解决方案进行了阐述。总结出井下随钻测井系统机械设计的一些经验和方法。     

倾斜层理地层随钻电磁波测井响应特征

为实时反演、快速重构地层真电阻率,消除常规随钻电磁波测井正演基于含垂直对称轴的横向各向同性(VTI)地层模型仅考虑水平和垂直方向电阻率的局限性,基于并矢格林函数给出一套含倾斜对称轴的横向各向同性(TTI)地层的随钻电磁波测井正演计算方法。采用各向异性角和各向异性方位来表征TTI地层的各向异性特性,通过数值算例验证了算法的正确性,分析了不同介质情况下的半空间电磁波反射和透射特征,指出使用新算法的必要性。数值模拟结果还表明,TTI地层中,存在临界井斜角和临界各向异性角,在这两个临界角的两侧,随钻电磁波测井响应随井斜角与各向异性角的变化规律相反;此外,在界面处的"犄角"不仅与井斜、电阻率对比度等因素有关,还与各向异性角和各向异性方位有关。图13表3参15     

基于随钻测井的地质导向解释系统研究与应用

通过理论分析和方法研究,实现了地层岩性定性判别和流体性质识别;随钻测井资料预处理和标准化后,可以利用两条随钻测井曲线实时识别地层岩性;经过垂深校正,可以直接与直井测井曲线进行对比分析,并采用直井参数解释方法对所钻遇地层进行随钻地层参数解释,通过邻井对比再结合地质、钻井等资料进行随钻地层评价;提出了从测井曲线中提取小层对比信息和极值方差聚类自动分层方法,实现了所钻地层的层位和岩性对比;研发了水平井地质导向测量参数随钻解释系统。实践表明,水平井地质导向测量参数随钻解释系统能够较好地指导油气藏评价和水平井地质导向钻井施工,随钻解释成果与电缆测井解释成果相比具有很高的可比性。实施地质导向钻井技术的前提是将随钻测井数据与储层地质特征进行实时对比和评价,从而有效控制井眼轨迹的走向。建立实时解释平台是实现地质导向钻井的基础工作,而研发基于地质导向钻井的测量参数随钻解释系统可以为地质导向钻井井眼轨迹控制提供决策依据。     

基于随钻测井的地层界面识别方法

随钻测井资料特别是随钻方位性测井资料在地质导向钻井中起着至关重要的作用,可以预测和判断地层界面、地层方位特征以及各向异性地层走向。通过介绍随钻电磁波电阻率仪器、方位深探测电磁波电阻率仪器和方位伽马仪器的基本结构及测量原理,结合实际应用环境,分析测量仪器在穿越地层界面时的影响因素和边界效应,进而提出利用电磁波电阻率和方位伽马曲线响应特征实现地层界面识别的方法,最后举例说明了随钻电磁波电阻率和伽马成像仪器在地层界面识别中的应用。现场应用表明,研究开发的具有边界探测能力的地质导向技术和装备,优化了井眼轨迹在储层中的位置,降低了打穿油层的风险,提高了储层钻遇率。     

随钻前视电磁波电阻率测井方法前期理论研究

随钻前视电磁波电阻率测井能及时提供前方较远地层界面信息和界面距离,是实现地质导向,提高复杂油藏采收率的关键技术。通过对随钻前视电磁波电阻率测井响应的正演数值模拟,分析仪器参数和环境因素对测井响应的影响规律,为随钻前视电磁波电阻率仪器的设计、地质导向和实时地质评价奠定了理论基础。     

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。      

三维非对称介质电阻率各向异性反演及应用

针对海上水平井和大斜度井电阻率测井因受泥浆侵入、地层各向异性等因素影响,视电阻率会偏离真实地层电阻率的现象,提出了三维电阻率反演方法,旨在获取准确的地层电阻率剖面和井眼地层位置关系。利用哈里伯顿公司ADR方位电阻率测井数据,在正演仿真基础上采用基于Marquardt方法的迭代反演方法计算测井时刻的泥浆侵入半径和侵入带电阻率(有侵入地层)以及原状地层水平电阻率、垂直电阻率、层边界距离(水平井)等参数。数值模拟结果显示,反演方法精度较高,反演结果准确可靠。     

高产井地层特征的热流耦合温度反演新方法

高探1井试油时,井底流体温度随着产量增大而升高,而现有测试资料分析方法无法解释该现象。为此,根据质量和能量守恒方程,考虑高温流体在地层中的渗流规律和在井筒内的流动规律、渗流和流动时的传热,建立了储层和井筒的热流耦合模型,利用该模型分析了温度瞬态数据,反演了高产井地层温度。高探1井的生产压力和温度数据反演结果表明,反演得到的温度曲线与实测温度曲线吻合良好,可以解释井底流体温度随产量升高的现象。研究表明,高产井地层特征温度反演方法能够定量分析地层热力学和渗流参数、确定高产井流体的产出位置,为生产管柱安全评价、现场生产决策、油藏认识和储量计算提供了理论依据。      

随钻电磁波电阻率测井联合反演方法及其应用

针对海上油气田高正压差井筒条件下随钻测井电阻率受钻井液低侵影响的问题,提出了随钻电磁波电阻率测井联合反演方法,设计了一种基于视电阻率曲线分离程度的反演初始值选取方案,通过反演可以获得原始地层电阻率和钻井液侵入深度。数值模拟结果显示,初始值选取精度满足工程应用需求,地层真电阻率和钻井液侵入深度参数反演相对误差小于0.5%。时间推移测井资料分别反演所得地层真电阻率一致,表明该方法稳定可靠。对中国南海西部东方区块随钻测井资料开展电阻率反演应用研究,结合反演成果开展了钻井液侵入规律统计,得到了钻井液侵入深度与地层孔隙度、渗透率、钻井液柱压力、钻井液浸泡时间及地层电性变化等参数的统计关系,其对钻井液侵入预测与评价具有参考价值。该电阻率联合反演方法可推广应用于其他海域随钻电磁波电阻率测井,对储层评价与储量计算具有重要意义。     

水平井中随钻电阻率测量仪定位和预测地层界面的方法

研究了倾斜分层非均匀介质条件下随钻电磁波电阻率测井的电磁响应,分析了测量工具在穿越地层界面时的特征,进而提出了水平井条件下利用电阻率曲线准确划分地层界面和进行地质前向预测的方法.数值模拟和应用实践证明该方法是有效的.     

蒸汽吞吐水平井产液过程井筒传热与传质研究

国内水平井蒸汽吞吐注汽过程井筒的数学模型已经较完善,但对稠油产出过程的井筒温度分布研究涉及不多。应用离散化井筒模型,建立了水平井单轮次蒸汽吞吐单井模型。利用质量守恒、动量定理和能量守恒原理建立了水平井稠油开采过程中井筒压力、温度变化分布以及水平井产液量预测模型,用数值方法对模型进行了求解,编制了相应的计算程序并应用胜利油田现场井例数据验证了该模型的可靠性。该模型为水平井蒸汽吞吐产能预测、生产系统优化设计提供理论依据。     

深层油气井井筒完整性检测方法

为解决深层油气井井筒“完整性失效部位不唯一、失效形式多样化”、定位识别难度大的问题,基于现有检测方法,集成优化相关设备和工艺,形成了以“声波+电磁”特征为核心的深层油气井井筒完整性检测方法,能够准确定位并识别油管泄漏、丝扣渗漏、套管泄漏、套后水泥环窜流、液面下泄漏和多重泄漏。采用该方法检测了试验井的井筒完整性,成功确定了生产管柱两泄漏点的位置和泄漏类型。研究和现场试验结果表明,研究形成的检测方法可准确识别深油气井井筒完整性失效类型和确定失效位置,可为深层油气井建井、修井和井筒完整性管理提供技术支撑。      

带地形频率域可控源电磁法三维反演研究

单一的地震勘探不能满足所有地质地形条件下的油气勘探开发需求,试验证明与非地震勘探方法尤其是电磁法的联合应用可以有效提高钻井成功率,而对带地形三维可控源电磁法的正反演研究可以有效克服地形对勘探结果的影响,进一步提高勘探精度。采用基于二次电场的有限差分方法进行三维正演,与前人有限元大地电磁计算的经典地质模型在远区卡尼吉亚视电阻率正演方法相比,结果基本一致,证明该正演算法的可靠性和准确性;应用非线性共轭梯度（NLCG）方法进行三维反演,提出并使用初值优化方法,能减少每次反演迭代所需时间,从而提高反演效率。带地形的地质模型反演结果表明：反演的地下电阻率模型能够较好地还原异常体的形态和位置;初值优化方法能够明显缩短反演时间,为三维反演的实用化带来可能。     

用实钻资料研究方位漂移规律

收集了大港油田１９６个井段的井史资料和１１口井的６５０００点井径数据。通过对这些资料进行分析研究，总结了下部钻具组合、区域地质条件、井斜角、井径扩大等因素对方位漂移的影响。