井中瞬变电磁法理论研究

文章对井中瞬变电磁法的基础理论进行了研究，对井中瞬变电磁场的分布特征、视电阻率计算方法、时间一深度换算方法进行了论述，并介绍了井中施工的装置形式，为井中瞬变电磁探测技术的进一步研究提供了理论依据。     

Terra TEM仪器在煤矿含水采空区探查中的应用

煤矿开采导致大量的采空区存在,给煤矿安全及周边环境造成一定的破坏。为了对山西省中部某煤矿采空区进行探测,以便对煤矿安全生产设计提供重要的参考依据,使用澳大利亚产Terra—TEM瞬变电肱仪器,采用大回线源瞬变电磁法进行探测,圈定低电阻率区域,给出含水区域。解释结果得到钻孔验证,取得较好的地质效果,勘探成果给煤矿管理部门提供了极为有用的地质信息。同时证明了瞬变电磁法探测含水采空区的有效性。     

用孔隙度标定岩石电阻率参数的一种方法

测量岩石电阻率参数的常用方法有实验室测定、地表小四极测量和电阻率反演，每种方法都有局限性。在没有钻井，不能用井旁电测深资料反演地层电阻率的情况下，可用地表小四极法测定岩石电阻率。但其测定值与井旁电测深资料反演的电阻率值之间存在一个系统差，不能用于大地电磁测深等资料的反演解释。为此，探讨了岩石电阻率和孔隙度之间的关系，提出了一种将地表小四极法观测的岩石电阻率值用孔隙度来标定的方法。结果表明，用此方法标定后的电阻率值与井旁电测深资料反演的电阻率值十分接近。     

多通道瞬变电磁法油气藏动态检测

油藏动态检测通过对油藏开采过程进行监测,建立动态油藏模型,从而优化开发方案,提高油气采收率。现有的油藏监测手段主要为地震方法,成本较高。试图从电磁法角度,探讨利用多通道瞬变电磁法对油气动态监测的优势。首先介绍了多通道瞬变电磁法的原理,即主要利用电偶极子源向地下发射伪随机序列,并在发射与接收端分别测量电流与电压变化,通过反褶积提取大地脉冲响应;其次分析了利用多通道瞬变电磁法油气藏探测的优势。研究表明多通道瞬变电磁法集合了电性源瞬变电磁法的特点,可以取得对高阻体的最佳探测效果,较适用于油气藏动态检测;最后以一个背斜油藏模型为例进行了数值模拟,研究结果表明多通道瞬变电磁法在合适偏移距下可以很好地圈定油气藏的边界,并揭示油气藏的变化。     

多个三维薄板瞬变电磁响应的比较

基于张量格林函数的体积分方程法对三维异常体进行瞬变电磁响应的正演模拟,首先在频率域内计算电磁场分量的频率域响应,然后利用快速数字滤波技术将计算结果转换到时间域。通过对水平电偶极子源激发下5层地层模型中同一深度上2个第3个远源的水平导电薄板的瞬变电磁场响应的计算,发现在长偏移距瞬变电磁测深中,近源异常体总是比远源异常体系表现出更大的异常,因此远源异常体在勘探中容易被忽略或漏掉,这是一个在资料采集和解释中需要注意的问题。     

救援井电磁探测定位方法及工具研究

为了提高靶点精度,连通救援井与事故井,需要利用探测定位工具确定事故井的井眼位置,而国内目前缺乏相关的成熟技术.针对这一问题,提出了一种基于对称激励的瞬变电磁救援井探测定位方法,根据麦克斯韦方程建立了探测距离和方位的计算模型,研制了救援井探测定位工具样机,进行了救援井电磁探测定位工具井下试验.试验结果显示,电磁探测定位工...     

瞬变电磁测井原理研究V:径向几何因子

对于瞬变电磁测井,Doll几何因子是一阶近似结论,没有考虑单元环之间的相互作用,更没有考虑井壁对瞬变电磁场的各种反射和折射特征。通过对比Doll几何因子与精确解的响应波形发现,在地层电导率很高或者源距比较长时,两者差异比较大。用实轴积分方法计算了不同井眼半径的裸眼井响应,用半径增加以后的响应减去标准井眼半径的响应获得一个响应差。该响应差主要刻画井半径增加部分地层对响应的贡献。将该部分归一化获得了瞬变电磁测井响应的径向积分几何因子,进一步计算径向积分几何因子对半径的导数获得了径向微分几何因子。该几何因子较Doll几何因子精度高,因为它考虑了集肤效应和井眼的影响。从该径向几何因子发现,瞬变电磁测井不同源距的阵列接收波形的径向探测深度差别大,近源距的径向探测深度浅,远源距的探测深度深。该几何因子为设计探测不同径向深度地层电阻率的瞬变电磁阵列测井仪提供了具体手段,对瞬变电磁测井资料的处理和评价具有重要意义。     

瞬变电磁测井原理研究Ⅴ:径向几何因子

对于瞬变电磁测井,Doll几何因子是一阶近似结论,没有考虑单元环之间的相互作用,更没有考虑井壁对瞬变电磁场的各种反射和折射特征.通过对比Doll几何因子与精确解的响应波形发现,在地层电导率很高或者源距比较长时,两者差异比较大.用实轴积分方法计算了不同井眼半径的裸眼井响应,用半径增加以后的响应减去标准井眼半径的响应获得一个响应差.该响应差主要刻画井半径增加部分地层对响应的贡献.将该部分归一化获得了瞬变电磁测井响应的径向积分几何因子,进一步计算径向积分几何因子对半径的导数获得了径向微分几何因子.该几何因子较Doll几何因子精度高,因为它考虑了集肤效应和井眼的影响.从该径向几何因子发现,瞬变电磁测井不同源距的阵列接收波形的径向探测深度差别大,近源距的径向探测深度浅,远源距的探测深度深.该几何因子为设计探测不同径向深度地层电阻率的瞬变电磁阵列测井仪提供了具体手段,对瞬变电磁测井资料的处理和评价具有重要意义.     

电性源瞬变电磁法油气藏动态监测模拟分析

油气藏开采过程中,储层剩余油气被流体驱替前、后声阻抗变化较小,会造成时移地震监测失效,但驱替前、后储层电阻率变化较大,因而时移电磁法在油气藏动态监测中具有物性方面的优势。通过三维数值模拟,分析了电性源瞬变电磁法对剩余油气藏动态监测的能力。为提高数值模拟精度,基于非结构化网格矢量有限元法,采用二阶后退欧拉法(BDF2)变步长差分格式,实现了电性源瞬变电磁三维正演。对比均匀半空间电磁场解析解及三维复杂模型的数值结果,验证了该方法满足正演精度要求。基于此模拟方法,计算并分析了复杂地质背景油气藏模型的电场相对异常动态监测响应特征。基于涪陵页岩气实际地质资料进行建模,对比压裂前、后电场相对异常。研究结果表明,电性源瞬变电磁法对油气藏动态监测响应效果明显,能满足复杂三维油气藏动态监测的地质要求,应用前景广阔。     

瞬变电磁法对薄层的探测能力

 为了正确认识瞬变电磁法对薄层的分辨能力，文中设计了不同的地电模型，进行了瞬变电磁法响应正演计算，对有无薄层存在时相应视电阻率曲线进行了对比，并计算两者之间的相对误差，根据误差大小分析瞬变电磁法对薄层结构体的分辨能力，得出有实际指导意义的结论。对于同样的薄层地电模型，进行了瞬变电磁法与可控源音频大地电磁法探测能力的比较，认为瞬变电磁法对薄层的分辨能力强于可控源音频大地电磁法。     

应用速度场技术预测深水钻井中的浅层地质灾害

随着深水油气勘探开发的逐渐深入和不断发展,浅层地质灾害成为深水钻井作业中面临的一大难题。深水井海底淤泥强度低、欠压实,地层不稳定,地层破裂压力梯度与地层空隙压力梯度之间窗口窄,当量循环密度控制困难,存在浅层气、天然气水合物及浅水流等浅层地质灾害风险。浅层地质灾害源体积小,难以预测;层位浅,灾害常突然出现;压力高,易发生井喷等事故,造成巨大的损失,所以对浅层地质灾害的预测就显得尤为重要。分析发现,地震波速度对浅层灾害的预测起着非常关键的作用,速度场技术结合了横向分辨率较高的地震资料和纵向分辨率较高的井资料,为速度的准确求取奠定了基础,也为浅层地质灾害的预测提供了科学的依据。为此,阐述了深水浅层地质灾害与地震波速度之间的关系,重点分析了速度场建立的方法及步骤,并对荔湾深水气田LW3-1-1井区所建立的速度场进行分析,预测了井区浅层地质灾害存在的可能性,这对后续钻井作业服务具有参考作用。     

缝洞储层的地震检测和预测

探讨了与缝洞储层检测和预测有关的若干问题。只要储层中的缝洞系统有足够大的密度，则缝洞储层的地震检测和预测是有可能成功的。通过缝洞储层的物理模型实验和数值模拟分析可以看出，地震波动力学参数（振幅、相位，衰减等）对缝洞系统的响应较运动学参数（速度，走时等）更敏感，因此利用动力学参数进行缝洞检测更有效。要得到缝洞储层的可靠预测，使用地质、地震、测井、钻井和开发等多种信息是很必要的。     

塔里木盆地山前复杂带钻井地层压力预测

地层压力的准确预测是钻井井身结构、泥浆性能和钻井参数设计的直接依据,其对优质高效安全钻井,减少井下复杂情况,保护油气层、固井、完井等意义重大。由于地质、地震资料及认识的局限性,难以对塔里木盆地山前探井准确预测钻前地层压力,从而影响钻井工程顺利实施。首先在地震资料钻前压力预测的基础上,及时利用中途测井资料,修正压力预测模型,调整模型参数,然后重新标定过井地震资料,建立地震与测井信息之间的非线性映射关系,预测未钻地层岩石物理信息,进而预测得到地层孔隙压力、坍塌压力、破裂压力等,为下步钻进参数优化调整提供参考依据。     

辽河油田燕南潜山带钻井提速技术研究与应用

辽河油田燕南潜山带位于辽河滩海东部,古生界、元古界和太古界为油气勘探目的层。该区块地层古老,地质条件复杂,钻井施工中存在古潜山地层易发生井漏、中生界地层易发生井壁失稳、地层倾角大使井眼轨迹难于控制、地层硬度大机械钻速慢等难题。为了实现该区块的优快钻井,针对以上难点,开展了钻井提速技术研究,通过井身结构优化、钻井液体系优选、井眼轨迹控制技术研究及钻井提速工具的优选,形成了适合该区块的钻井提速配套技术。现场应用表明,此文形成的提速技术能够大幅提高燕南潜山带区块的机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。     

空气钻井在喀斯特地区的探索与实践——以安页1井为例

古喀斯特潜山是良好的储油气构造,但其独特的地质特征,使钻井工程面临巨大挑战。介绍了喀斯特的形成原理,分析了在喀斯特地区进行石油、天然气钻井的主要施工难点和风险,针对性地提出了应对典型地下喀斯特地貌-溶洞或地下河的措施:空气钻井优点之一是能有效应对恶性溶洞性井漏,实现安全快速钻井。位于典型喀斯特地区的安页1井探索使用空气钻井技术,成功解除了钻遇大型溶洞的困境,同时获得了较高机械钻速,有效缩短了钻井周期。现场应用表明,空气钻井技术是解决恶性溶洞性漏失及提速提效的有效途径,在喀斯特地区钻井中具有重要推广意义。     

塔里木盆地麦盖提斜坡奥陶系储层成因与分布

岩心、薄片、钻井及成像测井资料综合研究表明,塔里木盆地麦盖提斜坡奥陶系储集空间以裂缝、孔洞为主,不同区带储层发育程度差异大,玉北地区东部储层最好,发育2套优质储层。按成因将储层类型划分为3种：潜山缝洞型、不整合面岩溶型、顺层深潜流岩溶型。鹰山组缝洞型储层受古地貌与裂缝控制,蓬莱坝组具备发育顺层深潜流带岩溶条件,建立了不同类型储层发育的地质模式。以此为指导,结合地震储层预测成果,预测了麦盖提斜坡不同类型储层分布,指出玉北地区东部断褶翼部及断洼区、中西部岩溶残丘带为有利储层勘探区。     

钻井液密度窗口随钻预测理论及其工程应用

将岩石力学方法与地震勘探理论相结合,通过考察地震记录、岩石物理参数与孔隙压力之间的定量关系,建立了利用地震数据直接反演孔隙压力的模型。根据岩石力学参数地质统计特性,实钻过程中充分利用录井、钻井等实时信息,通过随机反演方法随钻预测钻头前方待钻地层的孔隙压力。依据孔隙压力反演结果进一步求取地应力、岩石强度、坍塌压力与破裂压力,通过对预测参数的综合分析,最终实现对待钻井段的安全钻井液密度窗口进行随钻预测。该方法在川东北HB探区的2口深探井进行了工程应用,现场应用情况表明该方法预测精度较高、实时操作简捷、计算过程稳定,具备良好的随钻适用性。     

利用地震信息定量预测烃源岩热成熟度——以琼东南盆地乐东—陵水凹陷为例

琼东南盆地深水区钻测井数量少、钻遇层位浅和难以获取高精度地层速度,不利于有机质成熟度的预测。为此,本文从烃源岩镜质体反射率—孔隙度(Ro-Φ)预测模型建立和地层速度提取两个关键环节入手,形成了一套适用于琼东南盆地乐东—陵水凹陷的烃源岩成熟度地震定量预测方法:①采用研究区及邻区烃源岩Ro与Φ的乘方关系,建立了烃源岩Ro-Φ预测模型;②利用有色反演方法确定了相对速度分量与低频速度分量,再将相对速度分量与低频速度分量合成为频带适中的地震绝对速度。对比Ro-TTI方法与本文采用的Ro-Φ方法的烃源岩成熟度预测效果可知:前者预测有机质成熟度精度更高,适用于勘探程度较高的地区;后者主要基于地震、钻井和地质资料,可以从宏观上了解烃源岩的空间展布及生烃潜力,适用于勘探程度较低的地区。古近系烃源岩成熟度的地震定量预测结果表明,古近系烃源岩在凹陷中心部位成熟度较高,向四周逐步降低,表现为:古近系上部渐新统(陵水组、崖城组)烃源岩达到成熟—高成熟阶段,局部地区甚至达到过成熟阶段,现今及成藏期对本区供烃具有重要贡献,其中崖城组烃源岩生烃最为有利;下部始新统烃源岩在全区几乎处于过成熟阶段。     

基于厚度约束的匹配追踪算法识别石灰岩顶界地层

塔里木盆地塔中地区奥陶纪石灰岩地层与泥岩地层界面有两种特殊的地质现象:1泥岩沉积期局部发育石灰岩,与下伏石灰岩沉积形成假连续沉积;2石灰岩顶不整合面发育岩溶储层,储层波阻抗与上覆泥岩地层相近。因此在地震记录上可能会出现"穿时"的地震响应特征而掩盖真实的储层信息和地层信息。为此,提出了基于厚度约束的匹配追踪算法,以挖掘出更多、更准确的地震信息去表征所要关注的地质体。首先将原始地震数据分解成不同频率的多个原子;然后以地质目标体厚度所对应的频率作为约束阈值,剔除分辨率低于地质目标体的低频原子,从剩余原子中筛选出最能体现地质目标体的原子来做地震重构;最后利用重构地震数据完成储层预测和石灰岩地层分布预测。该方法在R井区的实际应用中,重构的地震剖面还原了"串珠"顶部的真实位置,结合地震反演后成功识别出泥岩底部局部沉积的石灰岩地层,为地震解释方案的制定和探井深度设计提供了参考依据。     

模型正演技术在塔河油田于奇地区的应用

塔河油田于奇地区三叠系是重要的产油层,其中、上三叠统与下三叠统呈2个相反的"楔状体",沉积体系的空间配置关系复杂.加之该区储层类型多样,纵横向非均质性强,储层预测难度较大.综合利用地质、地震、测井、钻井等资料,建立符合实际地质条件的地震地质模型.参照实际的采集参数和观测系统设计,采用非均匀介质条件下导出的二维声波波动方...