定向深探测电磁波随钻成像测井仪器

PeriScope15是石油工业第一个深探测、定向电磁波LWD成像测井仪器，用于使井眼在储层中精准定位，从而提高油气产量。因其在油气工业中的重要作用，该仪器获得了美国《Hart’s E＆P》杂志评选的2005年度石油工程技术创新特别奖。     

随钻超深电磁波仪器探测深度及响应特征模拟

研究不同天线组合的边界探测深度是研发随钻超深电磁波仪器的基础工作。采用数值模拟方法,研究了轴向天线、水平天线和倾斜天线3种接收天线的探测深度和响应特征,结果发现:随钻超深电磁波仪器的探测深度与线圈距、工作频率及地层电阻率对比度相关;不同电磁场分量对地层界面响应特征不同,超深探测轴向接收天线测电阻率比常规电磁波更容易受邻层影响;采用水平接收天线时,天线距越小,工作频率越大,定向电动势信号幅度越大;采用倾斜接收天线时,天线距越大,工作频率越大,相对定向信号幅度越大。对于随钻超深电磁波仪器,采用水平接收天线时天线距要小,采用倾斜接收天线时天线距要大;多个频率和天线距的组合可以增大随钻超深电磁波仪器的探测深度和对地层电阻率的适应性;通过降低工作频率、增大天线距,可使随钻超深电磁波仪器的探测深度达到20.00～30.00 m。研究认为,该探测深度能弥合地震和测井之间的差距,使随钻油藏描述成为可能。     

随钻前探测电磁波测井响应影响因素分析

随着油气勘探开发领域由构造油气藏向缝洞、薄层、断层等非常规复杂油气藏转移,随钻电磁波边界探测技术在主动地质导向与精细储层刻画方面发挥着重要作用,能够用于探边、避水、预警、前探盐丘、预判高压地层与枯竭层等。随钻前探测电磁波测井仪器采用正交或水平天线,与传统电磁波仪器相比,大大提高了前探距离。阐述了一种随钻前探测电磁波测井仪器的典型天线系统以及相应的前探测响应信号计算方法,应用三维几何因子、镜像源等效法分析了不同磁场分量的前探测敏感性。计算了不同地层电阻率下随钻前探测电磁波测井的响应特征,分析了随钻前探测的影响因素,针对界面两侧地层电阻率对比度、地层电阻率背景值等环境影响因素以及仪器频率及源距等参数进行了分析。数值模拟结果表明,正交或倾斜天线系统的前探距离受天线距离、工作频率、地层电阻率对比度等多种因素影响,通过优化发射-接收天线的排列方式、频率、天线距离等参数,能够获得较大的前探距离。     

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。     

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。     

随钻感应测井探测特性及应用研究

概述了国外随钻电测井,特别是随钻感应测井仪器的发展状况;介绍了Geolink公司随钻感应测井仪TRIM的特点;计算分析了该仪器的探测特性,并对该仪器在胜利油田的应用实例进行了分析.研究表明该仪器有一定的应用前景.     

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。      

随钻电磁波测井仪器线圈系参数设计方法研究

随钻电磁波测井仪器的关键结构是发射和接收线圈系,主要包含工作频率、线圈间距和源距等3个参数,且这3个参数相互制约.在分析随钻电磁波测井基本原理的基础上,通过数值仿真研究了仪器线圈系关键参数的设计方法.在满足待测地层电导率范围、钻井液电导率、探测深度和可分辨最薄水平地层厚度等探测要求的前提下,并考虑到接收线圈测量精度要求...     

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.     

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.     

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.     

随钻电磁波电阻率测井仪器响应影响因素数值模拟

介绍了随钻电磁波电阻率测井仪器的响应原理及计算模型.通过数值模拟不同地层模型仪器响应,分析了随钻电阻率测井中仪器精度、井眼、井斜与层厚、各向异性、介电常数以及泥浆侵入等因素对电阻率的影响.对于目前数据处理和解释中地层模型不够准确、应用软件都无法同时处理各种影响因素、同时考虑到各种环境因素进行资料的反演几乎不可能、对地层...     

随钻测量、随钻测井与录井工具

随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)和先进的录井工具是国际钻井高技术的重要组成部分,应用这些高技术产品可提高大位移井、高难度水平井的工程控制能力和地层评价能力,提高油层的钻遇率。详细介绍了MWD的测量原理、基本结构、传输通道、采集仪器(传感器)、井下电源、地面系统、应用方法;在此基础上,介绍了LWD的几种地质参数测量传感器和录井传感器的典型结构和功能。认识、了解和掌握MWD/LWD系统的功能、特性和典型结构,对使用好和研究开发此类高新技术工具具有重要意义。     

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。     

基于ANSYS软件的随钻电磁波测井正演模拟计算

介绍随钻电磁波测井仪器响应计算原理。基于ANSYS有限元软件,模拟了2种频率(400kHz和2 MHz)下,单发双收随钻电磁波测井仪在倾斜井眼及各向异性地层中的测井响应。主要考虑了钻铤、各向同性与各向异性、倾斜地层等因素的影响。模拟结果表明,钻铤的存在使2个接收线圈的相位差减小,视电阻率值变大;由相位差得到的各向异性地层的视电阻率值小于各向同性地层的视电阻率值;倾斜井眼下,倾斜角较小时测得的曲线与竖直井相差不大,但随着倾斜角变大,曲线也变化较大,界面处对应的视电阻率曲线不平滑并出现犄角。     

随钻测井技术

随钻测井是一种新型的测井技术,它能够在钻开地层的同时实时测量地层信息。本文介绍了斯伦贝谢公司最新的随钻测井技术,并通过对其新 技术的分析,提出了在重点探井文古2井进行随钻测井的建议及方法。     

利用随钻电磁波测井探测直井水力裂缝的正演模拟

为了解低渗透储层中油气资源的分布状况,更好地控制油气井产能,需要对水力压裂产生的裂缝进行系统研究。以电磁场理论为基础,建立了均质各向同性地层解析模型,再利用有限元软件建立了直井的地层与裂缝模型。在此基础上,对电磁波测井仪接收线圈之间感应电动势的振幅比和相位差进行了正演模拟。结果显示:裂缝位置处的信号振幅比与相位差曲线变化显著,相位差曲线分层明显;根据相位差曲线更容易分辨不同高度及含不同电导率支撑剂的裂缝;最敏感的影响因素是支撑剂电导率;当仪器源距为0.25 m、发射频率为400 kHz时,所获得的模拟响应结果更好。研究结果表明,利用随钻电磁波测井探测直井水力裂缝是可行的,这为直井水力裂缝探测和评价提供了一定的理论依据。