随钻电阻率成像测井仪定量评价地层界面探究

随钻电阻率成像测井仪不仅可以通过井壁电成像直观显示微小的地质体特征,还具有识别地层界面的能力。为了探索随钻电阻率成像测井仪在界面处的测井响应特征,利用三维有限元方法,研究了其具有方位性时的地层界面测井响应规律,并根据模拟结果建立了地层界面参数定量计算模型。结果表明,该仪器在水平井中不同方位钮扣电极的电阻率测量差值和仪器与地层界面的距离呈较好的幂指数关系;该仪器在斜井中与地层界面的夹角和不同方位钮扣电极电阻率曲线犄角间的最大距离呈幂指数关系,且基本不受地层界面上下地层电阻率对比度的影响。建立的地层界面参数解释模型表明:仪器与地层界面的距离小于1.00 m,可以识别出地层界面;仪器与地层界面夹角小于20°时,可定量计算出二者夹角。研究结果为随钻电阻率成像测井的地质工程应用提供了理论依据。      

方位电磁波仪器PeriScope水平井煤岩边界探测特性研究

在煤矿生产中,预先、精准识别煤岩界面能够提高采出率、降低开采风险,是实现煤炭智能化开采的卡脖子技术之一。方位电磁波测井仪器具有较大探测深度和方位分辨能力,其在煤岩界面测井方法中具有一定优势,为了研究油田方位电磁波仪器PeriScope在煤田测井中的适用性,建立了煤矿测井水平分层地层模型,使用广义反射系数法和有限元数值模拟方法,以方位电磁波仪器PeriScope为例,考察了其对煤层边界的探测特性。应用PeriScope仪器的发射频率和源距组合,设置其仪器半径为煤矿钻杆的常用半径,模拟结果显示,地质信号在界面处的响应符合典型特征,地质信号随仪器旋转角变化具有周期性响应规律,频率和探边距离非简单正相关关系,源距和探边距离具有正相关关系,地质信号幅值随煤层层厚的增加而增加,但层厚增加到一定值后地质信号不再随层厚变化,偏心距较大时地质信号受偏心距影响,方位电磁波测量响应能够反映采空区的电阻率变化。结果表明,地质信号对煤岩边界的探测能力受频率、源距、电阻率对比度、层厚等多种因素影响,方位电磁波仪器PeriScope的地质信号具有方位分辨能力,能够用于探测模型设置的煤岩分界面和识别采空区,但对于围岩...     

随钻高分辨率电阻率成像仪器探测特性研究

针对现有随钻电阻率成像仪器周向钮扣电极分布少的问题,设计了一种新的钮扣电极分布方案。该仪器周向排布8个圆形钮扣电极,纵向分为2排,且每排钮扣电极直径不同,既能在复合钻进时进行全井眼覆盖扫描成像,又能在滑动钻进时获得8个扇区固定方位的井眼图像;建立了复杂的水平层状地层、含周向异常体地层和水平井地层等3种地层模型,利用有限元方法分析了仪器在不同地层模型中的测井响应特征。分析结果表明:该仪器具有较好的纵向分辨率,钮扣电极的纵向分辨率与其直径相当,可以准确识别方位性高阻地层;水平井地层界面对仪器不同方位测量的影响不同,侧向测量模式在地层界面处的响应与电缆侧向测井类似。该仪器在复杂地层中具有较好的适用性,研究结果对随钻电阻率成像仪器的研发和数据解释具有指导作用。      

岩心介电特性及饱和度模型研究

对人造砂岩岩心相对介电常数进行测量,在20～1 000 MHz频率段研究了相对介电常数与饱和度、孔隙度、矿化度之间的关系,结果表明,岩心相对介电常数与饱和度、孔隙度有良好的线性关系,矿化度对低频时的相对介电常数影响较大。在实验数据分析的基础上,结合现有的介电饱和度模型,基于Maxwell-Garnett理论,给出了适用于砂岩的多频介电混合解释模型,实验数据与模型符合良好。     

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。     

螺绕环激励式随钻侧向测井仪测量强度影响因素及响应特性

与传统的随钻电极型电阻率测井仪相比,螺绕环激励式随钻侧向测井仪具有不易磨损,工艺难度小的优点,但国内对于该仪器的理论研究很少。基于三维有限元法,研究了螺绕环激励式随钻侧向测井仪的测井响应特征,分析了仪器结构参数对测量信号强度的影响。模拟结果表明:测量信号强度与接收线圈距呈正相关关系,仪器源距和钻头短节越长,仪器测量信号的强度越弱。根据模拟结果优选了模拟参数,研究了不同地层电阻率对比度下仪器的探测特性,分析了仪器在不同井斜角和围岩环境下斜井中的测井响应特征。螺绕环激励式随钻侧向测井仪探测深度较电缆式侧向测井仪浅,但可以满足随钻测井需求。研究结果对螺绕环激励式随钻侧向测井仪结构参数设计及测井解释方法研究均具有一定的指导意义。