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。     

随钻电磁波电阻率和电缆电阻率测井联合反演及应用

针对海上油气田电阻率测井受泥浆侵入影响严重的现象,提出随钻电缆电阻率测井联合反演方法,以获取可靠地层电阻率和泥浆侵入深度。对于ARC675和HRLA这2种仪器,利用Marquardt方法,采取联合反演方式计算不同测井时刻的泥浆侵入半径和侵入带电阻率以及原状地层电阻率等参数。数值模拟结果显示,各参数联合反演相对误差小于0.5%。根据南海东部随钻测井与电缆测井资料开展的联合反演应用研究显示,联合反演结果符合泥浆动态侵入特征,与试油结果吻合,表明随钻电缆电阻率测井联合反演技术具有实用价值。     

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。     

随钻电磁波电阻率测井仪器的研制

应用带电阻率的LWD仪器进行地质导向钻井,实现薄油层水平井开发是油田增产增效的有效手段。电磁波电阻率测井仪器具有探测深度深、测量精度高等特点,是随钻测井的必测项目,但该项技术被国外石油公司垄断。经对该技术原理的研究,通过对天线壳体的结构优化和高集成度、低功耗电路的设计,研制了四发双收对称式电磁波电阻率测井仪器。现场应用结果表明,该系统在井下复杂工况下,工作正常,测量数据准确,性能可靠,确保了仪器在油层中穿行。     

随钻电阻率测井仪器的实现

介绍最新研制的随钻电阻率测井仪器的测量原理，实现方法，并具体分析电路硬，软件的设计以及元器件选择中应注意的问题，多次模拟运行试验表明，该仪器达到了设计指标，性能良好，稳定可靠。     

钻井液侵入情况下随钻电磁波电阻率测井的响应

钻井液侵入地层使得井周介质电阻率分布发生变化,从而影响了随钻电磁波电阻率测井的响应。文中基于渗流理论、对流扩散理论及电磁场理论,利用有限元数值模拟技术,定量分析了侵入时间、储层孔隙度等变化对钻井液侵入下随钻电磁波电阻率测井响应的影响。结果表明:钻井液侵入10 min后,随钻电磁波电阻率测井的响应明显受到钻井液侵入的影响;储层孔隙度大于15%时,相位差响应增长超过5%;储层含水饱和度小于60%时,相位差响应增长超过4%;钻井液与地层水的矿化度比值大于0.244时,相位差响应增长超过10%;储层渗透率和压差变化在钻井液侵入情况下对随钻电磁波电阻率测井相位差响应的影响基本固定。研究结果为随钻电磁波电阻率测井解释消除钻井液侵入的影响提供了一定理论基础,对探测深度的综合判断有助于相关仪器的研发和改进。     

随钻电磁波电阻率测井之电阻率转化方法与研究

根据幅度衰减(EATT)和相位差(ΔΦ )转换得到电阻率是随钻电磁波电阻率测井信号处理的必然环节.根据电磁场理论,给出均匀介质中EATT和ΔΦ的磁偶极子解(将线圈近似为磁偶极子)和严格解的理论结果.介绍了根据EATT和ΔΦ转化得到电阻率的方法.根据电阻率的转化结果发现,将ΔΦ转换为相位差电阻率的误差很小,可以将线圈近似为磁偶极子,还可以达到简化计算和保证转化的电阻率与真实电阻率一致的目的.但是,在将EATT转换为衰减电阻率时,在高电阻率地层条件下,磁偶极子解的表达式存在明显的电阻率转换误差,因此,建议采用严格解的EATT表达式进行衰减电阻率的转换,以提高信号质量.     

随钻电磁波测井宽带信号设计和测井响应分析

提出利用步进频信号作为宽带测井信号,讨论步进频信号在随钻电磁波测井中的应用。用数值模式匹配算法(NMM)和快速傅里叶变换(FFT),建立步进频信号在地层中的测井数值模型。利用FFT和NMM对步进频信号的每个窄带脉冲进行计算,得到各个接收线圈的接收信号,再利用相敏检波的方法得出各个频点下的幅度和相位信息。用IFFT进行接收信号的合成处理,完成脉冲综合,提高峰值信噪比(PSNR),峰值点处的幅度和相位作为测井响应。电磁波传播测井中,2个接收线圈的幅度比和相位差作为测井响应。数值仿真结果显示,利用步进频信号作为测井信号的测井方法,较单频信号的测井方法能够有效提高信噪比和纵向分辨率,比线性调频连续波在硬件上更容易实现宽带,有效抑制相关噪声。     

基于LSTM神经网络的随钻方位电磁波测井数据反演

随钻方位电磁波测井仪器在地质导向和储层评价等方面具有重要作用,但其测量响应不具有直观性,需要用反演方法获得地层信息,高斯–牛顿法、随机反演算法等传统反演方法计算速度较慢,难以满足实时反演的要求。为此,提出了一种基于长短期记忆人工神经网络（LSTM）的新反演方法,用于求取地层电阻率。首先,基于广义反射系数法建立正演算法,完成样本集的制作;然后,搭建LSTM神经网络模型,基于样本集进行训练和测试,通过遍历的方法优选出合适的网络参数;最后,在测试集上完成电阻率的反演,将反演电阻率与正演电阻率进行对比,对比反演所需时间和相对误差,并在测试集中加入白噪声验证了模型的抗噪能力。研究结果表明,模型能够准确快速地反演地层电阻率信息,能够满足对含有噪声数据的反演需要,具有较好的鲁棒性。此反演方法为测井资料处理提供了新的思路和方向。     

随钻电磁波电阻率温度修正方法研究

随钻电磁波电阻率测量是实时获取地层电阻率并进行地质导向钻井的主流技术。为了分析温度对随钻电磁波电阻率测量精度的影响,针对自主研发的MRC随钻电磁波电阻率测井仪器,采用吊零刻度与温度标定相结合的方法,通过无磁高温测试装置对仪器刻度标定,对不同温度下的测量结果进行了分段拟合修正。研究结果表明:随钻电磁波电阻率测井仪器测量误差通常包括零点漂移误差和温度漂移误差,修正之后的MRC随钻电磁波电阻率测井仪器在7.5~110.0℃温度范围内,相位差测量误差不超过0.005°,幅度比测量误差不超过0.01 dB,能够有效分辨薄层,准确测量大动态范围的电阻率变化。所得结果可为随钻电磁波电阻率测量方法的优化提供参考。     

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。     

随钻电阻率测井的各向异性影响及校正方法研究

随钻测井(LWD)是在钻井过程中实时测量井眼穿过地层的各种岩石物理参数,其电阻率测井的影响因素包括井眼、仪器偏心、井轴与地层的相对倾角、地层电性各向异性、围岩、电介质和泥浆侵入等,若不对这些原始数据进行必要的校正处理,就可能失去随钻测井的地层评价意义。在诸多的影响因素中,地层电性各向异性和相对倾角对大斜度井和水平井的随钻电阻率测井影响最大。目前,对随钻测井曲线进行环境影响校正的方法主要有图版法和计算机自动校正法。校正图版是根据理论计算或实验结果做出的,不适合于逐点对所有井段的地层进行较全面的环境影响校正。自动校正法主要是根据理论研究或对解释图版曲线采用拟合校正公式,而实现自动校正。本文分析了随钻电阻率与各向异性和相对倾角的关系,对校正图版曲线采用最优拟合得到校正公式,来实现随钻电阻率测井的各向异性的自动校正,效果良好,值得推广应用。     

随钻电阻率成像测井在北部湾碳酸盐岩储层中的综合应用

涠洲6-1油田是位于南海北部湾海域的石炭系灰岩潜山油田.利用随钻电阻率成像测井(ADN和GVR)资料对该区2口水平开发井进行了综合解释评价.根据构造分析,确定了井旁构造为-走向北东-南西向断背斜.结合裂缝走向统计结果与区域构造,分析了裂缝发育史.应用双侧向定量计算出裂缝孔隙度.运用GVR的方向性电阻率数据,结合Vm(孔洞影响因数)研究了井眼周围孔隙分布,并用孔隙频谱分析原理对原生孔隙和次生溶孔进行了评价.通过GVR电阻率图像与随钻密度测井、中子测井资料相结合,提出了测井综合解决方案,更好地确定了该区的地层岩性、地质构造、岩石物理属性及岩石力学特征.     

普通电阻率测井的多参数快速迭代反演

基于数值模式匹配快速正演方法，采用一种新的快速迭代反演方法由多条普通电阻率测井曲线同时反演侵入半径ri、侵入带电阻率Rxo及原状地层电阻率Rt多个参数，人工合成数据和现场实际资料的检验表明了此方法的有效性。     

过套管测地层电阻率的原理及应用

以电磁场理论为基础 ,给出了套管井地层电阻率测井问题的理论公式 ,并分别对高、中、低及超低频 4种频率的磁力线模型进行了数值模拟。结果表明 :用超低频电磁波过套管测地层电阻率的测井方法是可行的。该理论可为套管井地层电阻率测井仪器的研制及测井解释提供重要的理论依据     

电磁传播电阻率测井阵列仪探测特性的对比分析

MPR和VIKIZ是目前西方和俄罗斯应用最广泛的电磁传播电阻率测井阵列仪器.利用响应函数、信息丰度矩阵以及视电阻率曲线对MPR和VIKIZ的探测特性做了对比考察分析,发现VIKIZ的仪器参数选择比MPR的合理,应用效果更好.VIKIZ的各探头具有不同的探测深度,分布合理,其探头具有极高分辨率,它的测井曲线数虽然比MPR少了3条,但其探测性能和视值解释效果却明显优于MPR;VIKIZ只测相位差Δφ,不测幅度比S;VIKIZ的仪器参数是根据等参数条件选取的,其14 MHz的高频率对地层介电常数的影响一般不能忽略.分析的结果可为阵列仪器的改进及其资料处理方法研究提供依据.