一种基于阵列电阻率数据多尺度反演的地层成像新方法

现代阵列电阻率测井资料的精确解释对钻井、地层评价和储层特性描述至关重要。为此，常用到以多维反演为基础的阵列资料解释方法。在整个解释过程中这些方法通常只采用单一的地层模型。本文提出了一个以反演为基础的成像方法，它使用了与测井分辨率相关的多尺度地层模型。这个方法的步骤是：第一步，估计浅的近井眼电阻率；第二步，转换分辨率最低的测井资料，在一个粗的空间网格上生成一个图像；第三步，使用多尺度地层模型和分辨率更高的测井资料，对图像进行迭代细化。每一步生成的模型都作为下一步的初始模型。本文给出了用人工合成的及现场的阵列侧向测井资料进行试验的结果。人工合成资料是由基准模型模拟而来的，这些基准模型存在微小的局部异常，并且包含了电阻率各异的薄层。现场资料是在一口位于地中海的海上油井内采集的。无论是用人工合成资料还是现场资料，都证实这个方法是一个有效的测井资料解释工具，可以对小的地层特点进行成像。

通过蒙特卡罗生成库将库最小二乘分析法用于碳氧比仪器

传统碳氧比（C／O）仪器的探测效率相对较低、分辨率较差、信噪比较小。这主要是因为仪器自身的外径必须小，从而限制了探测器直径的尺寸。为了解决这一难题，作者建议采用蒙特卡罗一库最小二乘方法（MCLLS）（Montecarlo—Library Least—Squares），其中涉及用蒙特卡罗模拟生成完整的元素库，来使用整个采集谱。 为此，已开发并应用了专用的蒙特卡罗代码CEARCO。首先通过蒙特卡罗代码CEARCO生成探测器上的元素库谱事件，从而获得在碳氧比C／O仪器内产生伽马射线的所有元素的元素库谱。然后再利用这些库谱和未知的混合碳氧比谱计算出碳、氧的量和用库最小二乘方法（LLS）表示的其它元素的数量。据估计，与只使用峰强度及可用数据的窗口法所得出的结果相比，这个方法所得结果的不确定性要小2～3倍。

据多频介电测量推导地层特性

仅用电阻率测井很难区分淡水和油，为了解决这一难题，20世纪70年代研发了介电测井。在外界条件下，水的介电常数比油或岩石骨架的介电常数至少高出一个数量级。因此，有效地层介电常数的测量对地层水的含量敏感。结合地层总孔隙度，它可以直接确定含水饱和度，从而避免与胶结指数和饱和度指数相关的难题，在阿尔奇公式和电阻率测量中必须用到这两个指数。 介电测井解释需要在岩石的介电特性和岩石组分之间建立某种关系。已经有人证明，经验性的复折射率模型在1GHz的频率下表现令人满意（Seleznev等，2004a）。在盐水饱和的无粘土岩石内，介电常数在频率较低的情况下会受到体积盐水含量和岩石质地的极大影响。这种相关性限制了简单的经验公式的适用范围，从而需要开发一种综合性的频散模型，可以准确地描述质地相差很大的岩石的介电频散和电导率频散现象，如碳酸盐岩。 世界上将近一半的石油产自灰岩和白云岩油藏（Dickey，1970），碳酸盐岩油藏蕴含了现有剩余储量的60％以上。以中东为首的大型碳酸盐岩油田预计会控制21世纪世界原油的产量。在质地参数（如阿尔奇胶结指数）变化大的碳酸盐岩地层中，质地频散模型易用于介电测井解释。 本文介绍了一个考虑岩石质地影响、在多种频率下与实验数据相匹配的模型，同时提出了可以提供冲洗带电阻率、含水饱和度和阿尔奇胶结指数的解释方法。

标准电缆声波测井仪测量三维地层（方位、径向、轴向）声波特性

井眼岩石的多种机械特征依赖声波时差的三维特性，即径向、方位、轴向的不同，出现这些岩石声波特性的不同是因为非均匀应力的分布，钻井过程对近井眼交替进行机械或化学处理及地层固有的各向异性。 通过使用所有的井眼模式（单极、偶极和斯通利波）对各种带宽波形进行综合测量以获取地层三维声波特性，这些井眼模式与所测量的数据积分反演相关。通过单极发射器在一个从很短到很长的大范围发射—接收空间进行测量，能够得到纵波时差的径向变化，这是该新技术的独到之处。通过在一个相当宽的频带范围内，以偶极弯曲和斯通利波模式的宽带弥散曲线的反演，横波时差径向变化能被定量测得。这就是新的声波测井仪器的特色。这个偶极声波源的独到设计使仪器既可以脉冲模式发射声波，也可以鸣叫模式发射声波。 由于增加了轴向和方位接收探头以及无声发射和可预知的结构，从来自中国、挪威、墨西哥、巴西和美国的裸眼井测井资料中可以证明，纵波和横波时差测量和它们的径向变化精度都有所提高。在数据可靠指示时差各向异性小于1～2％时，也能可靠地对横波各向异性进行评价。新仪器已经可以测量90～900μs／在横波时差。更好的单极和偶极模式的弥散曲线能清晰识别均质地层和非均质地层的各向异性和各向异性形成的各种机理。先进的反演算法通过宽频带弥散曲线信号对三维岩石特性做精确的评价。相关岩石特性的精度测定可及时地作出决定（如射孔、防砂、井位及增产措施）。