多频电磁波测井数据的反演成像技术及应用

针对测井数据反演成像问题的不适应定性，采用了带不等式约束的正则化最小二乘迭代反演，模型响应的正演计算用有限元方法实现，模型响应对电阻率及介电常数的偏导数用格林函数和互换原理计算，对高低频电磁波测井数据的反演分两步进行，首先用低频数据得到电阻率的大致分布，再以此为初值，用高频电磁波数据同时反演电阻率和介电常数，通过对模型的数值模拟和某地热田1口井的实际资料的应用表明，电磁波测井数据的反演厉像能给出井周近旁介质的电性参数分布，而在离井较远的区域不能得到稳定可靠的解释结果，无论高频还是低频测井数据，要得到高质量的成像结果，工作频率的适当选择及接收器灵敏度的提高是至关重要的。     

泥质砂岩电导率模型的分析及对比

通过对Hanai-Bruggeman电导率模型(H-B模型)与Archie公式、Waxman-Smith模型(W-S模型)和双水模型的电导率响应的对比分析,明确了Archie公式、Waxman-Smith模型的适用条件,总结了H-B电导率模型在高、低矿化度条件下的电导率响应特征.导出了与电测井数据相关的泥质砂岩储层电导率-饱和度响应方程.通过对H-B电导率模型的近似分析知道,在高孔隙度高渗透率和高矿化度条件下,H-B电导率模型可以退化为Archie型关系.对H-B模型在一定条件下进行适当简化与近似,导出了含油气泥质砂岩储层的电导率响应关系和利用测井数据计算含水饱和度的实用公式.分析得到,若测得岩石的电阻率和孔隙流体的电导率,通过二元混合模型和H-B电导率模型可以估算骨架的电导率,这为泥质砂岩附加导电性研究提供了理论分析手段.     

用跨井电磁波资料重现地下介质的电阻率分布

本文提出了一种井间低频电磁波测量方法，用于重建地下介质电阻率分布。首先选择一个位于井轴上的垂直磁偶极子作为场源，并假设参与计算的介质相对于偶极子轴是轴向对称的，这样可将模型作为二维问题处理。文中每次进行迭代涉及的正演模拟把总场分为背景场和散射场两部分，背景场使用解析法计算。而散射场使用ＦＦＭ数值近似方法计算；在反演计算时使用正则化最小二乘拟合反演技术，从跨井电磁波测量资料中重现地下介质的电阻率剖面     

三维井间电磁响应的灵敏度分析和成像方法

三维井间电磁测量能给出井间储层的电阻率分布。由于三维井间电磁响应的复杂性，大多数研究都基于二维或2．5维模型，这些简化模型只能在某些特定条件下近似实际储集体，在实际生产应用中受到较大限制。利用灵敏度方程的方法，导出了三维介质中电场和磁场对电阻率的灵敏度计算公式．分析了磁场垂直分量和水平分量灵敏度的空间分布。给出了三维井间电磁数据的正则化最小二乘反演及反演参数约束的实现方法。由数值模拟结果知道，磁场垂直分量和水平分量纵横向上表现出不同的灵敏度分布，在靠近源和接收器的区域具有高灵敏度，而在两井的中间区域为低灵敏区，稳定的三维成像结果显示了三维反演成像方法的正确性和有效性。     

用垂直数值模式匹配方法计算多频电磁测井响应

利用垂直数值模式匹配方法计算了轴对称介质模型的电磁测井响应，该算法既可用于低频感应测井仪的响应模拟，也可用于高频电磁波传播测井仪的响应模拟。所用的垂直数值模式匹配（Vertical numeric mode matching,VNMM）方法将电性参数既有径向变化又有垂向变化的轴对称二维介质模型分成多个径向柱和环形区域，各个径向柱环形域的电性参数只有垂向层状变化。介质中的电场表示成垂向上的垂直特征模式与径向解析函数的乘积。垂直特征模式用一维有限元计算。利用介质中柱环形域的界面上电场与磁场切向分量的连续性条件导出了各个柱形界面的透射系数和反射系数。应用该方法对不同泥浆性能的测井环境进行了模拟。计算了电阻率差较小的水淹层、低电阻率储层的高频电磁测井响应，得到了有意义的结果。     

井间电磁油气储层监测技术的发展和应用

井间电磁探测方法（Cross-hole Electromagnetic Method,CHEM）是近20年发展起来的一项新的储层监测和评价技术,它可以提供井间储层电阻率分布信息,进而实现流体空间分布的描述。该技术可用于识别由于储层非均质性等造成的死油区、监测储层的宏观波及系数、优化设计加密井位和提升油藏数值模拟的有效性。通过对近年国际学术会议及相关学术期刊关于井间电磁探测技术文献的追踪分析,介绍了井间电磁探测技术的基本原理、响应数值模拟、采集设计与处理解释技术和目前在油气储层监测中的应用状况及存在的问题,指出了井间电磁探测技术未来的发展与研究方向,以供国内电磁勘探业界及相关研究人员参考。     

海洋油气勘探中可控源电磁探测法(CSEM)的发展与启示

 基于含油储层与其周围饱含水地层之间的巨大电阻率差异,为海洋CSEM方法直接探测油气储层,并取得良好效果提供了条件,此法采用船载可移动水平电偶极子源和置于海底的陈列电磁接收器接收来自海底地层的电磁信号,通过对接收到的电磁场信号进行处理、解释,得到地下地层的电阻率分布,借助电阻率与储层含油气饱和度的密切关系,直接探测地层的含油气性。本文通过对近年在国际学术会议及相关学术期刊关于可控源海洋电磁法文献的追踪分析,介绍了可控源海洋电磁探测方法(CSEM)的基本原理、发展历史、采集与处理解释技术,并对研究现状、应用中存在的挑战与问题进行了分析,指出了海洋CSEM未来的发展与研究方向,以供国内油气勘探业界及相关研究人员参考。     

二维海底地层可控源海洋电磁响应的数值模拟

利用等参有限元方法对不同类型的偶极子源在二维海底地层上方产生的电磁场响应进行了数值模拟。通过对构造走向进行Fourier变换,将全三维电磁问题转化为一系列二维电磁问题,并在波数域求解,极大地减小了计算量;导出了适用于二维海底地层中任意方向的电偶极子或磁偶极子响应的波数域电磁场方程,并在x-z平面内采用等参有限元方法求解,利用Fourier逆变换得到空间域海洋电磁响应;采用具有一定面积的伪δ函数表达源电流分布,提高了数值解的精度;利用层状含高阻油气储层和低阻水层模型的数值模拟结果,分析了不同方向的电偶极子源和磁偶极子源的敏感性。模拟结果表明,水平电偶极子激发测得的两个电场分量和一个水平磁场分量,均对海底高阻层响应灵敏,适合于油气储层直接探测;水平磁偶极子激发的两个磁场分量和一个水平电场分量,尽管响应幅度较低,但在高阻储层能产生一定的异常,可以为水平电偶极子激发油气探测提供补充信息。     

电磁响应的互换原理及其在响应灵敏度计算中的应用

：在众多地球物理参数中,电阻率是评价储层含油气性的重要参数之一,利用电磁测量数据求取地下介质的 电阻率分布,是电磁测量数据处理和解释的基本任务。然而,由于电磁数据反演处理中,要求多次计算电磁响应 对电磁参数的灵敏度,计算量巨大,使电磁数据反演在实际测量资料中的应用受到限制。实际上,电磁响应灵敏 度的有效计算决定了电磁测量数据反演的精度和速度。从基本的Ｍａｘｗｅｌｌ方程出发,证明了电磁响应的互换原 理,并导出了基于互换原理的灵敏度计算方法。同时,利用调和方程方法推导出了电场和磁场对电导率灵敏度 的计算公式,分析了两者的等价性。借助单元块模型,利用波数域单个犓狔计算结果的对比及空间域多个波数 的积分结果的对比,证实了电磁场互换原理的灵敏度计算公式及调和方程计算公式的有效性和等价性。     

低孔隙度低渗透率泥质砂岩储层中胶结指数m和饱和度指数n的计算和应用

低孔隙度低渗透率储层的孔隙结构复杂,连通性较差,孔隙中流体分布不均匀,Archie公式中系数m、n的确定存在较大误差.由传统统计分析方法求取的m和n参数会随孔隙度和含水饱和度的不同变化,使测井电阻率计算的含油气饱和度精度降低.从数学物理边界条件和低孔隙度低渗透率储层的地质特征出发,分析了低孔隙度低渗透率储层中胶结指数m和饱和度指数n的变化特征.从储层岩石的地质作用和岩石物理变化过程探讨低孔隙度低渗透率储层中地层胶结指数m随孔隙度变化的一般规律,并用渗滤门限理论(PPTT)解释这一变化过程,建立了地层胶结指数m和饱和度指数n的准确计算方法.应用新参数对应的饱和度关系对QL油田不同水淹程度的2口井进行了处理解释,获得了良好的效果.