井间电磁成像测井技术

最近，由美国能源部资助的井间电磁成像测井技术成功地完成了现场测试。这种新技术可以“透视”上千米的岩石，寻找被注入水绕过的油气层；以时间延迟方式对水和蒸汽驱进行成像测量；建立井间对比关系；绘制井间构造。

井间电磁（EM）成像测井技术的应用研究

用于油藏研究的重要技术手段一井间电磁(EM)成像测井技术，是当代地球物理应用技术发展的重要前沿，是一项极具挑战性的研究课题，其主要的技术目标是实现井间电阻率的直接测量，提供反映井间构造、储层和油、气、水分布的二维乃至三维的电导率图象。因此，它不仅是传统测井技术的重大发展，而且也将引发油藏研究的革命性变化。胜利油田在与美国EMI公司合作，分别在胜利油区的孤岛、埕东油田的三对井中，成功地进行了10个井次的EM大型工业性试验．不仅证明仪器性能的稳定和可靠，而且首次在世界范围内，取得井间距达433．6m(裸眼井—裸眼井)和147．19m(裸眼井—金属套管井)重复性好、精度高的完整井间电磁测量数据．反演得到的井间电阻率成像图，在分析井间油气分布、砂体展布等方面也见到较好的地质重要进展。

基于自动正则化的井间电磁成像方法

通过井间电磁技术能够获得井间的高分辨率电阻率成像,对于监测井间流体的变化和提高油气采收率意义重大。采用基于乘积性代价函数的自动正则化高斯牛顿法,实现了严格意义上的2.5维井间电阻率成像。对于层状地层和有电阻率异常体的地层,电阻率成像测试能够实现精确的井间电阻率成像。将正则化参数与每次迭代的数据代价函数联系起来,保证正则化参数自动随迭代次数减小且在噪声水平自动停止,避免了过拟合问题。将井间电阻率成像算法用于西南某区块测量的井间电磁测试数据的正反演,成像结果与两口井的电阻率曲线符合良好,验证了该仪器及其井间电阻率成像算法的有效性。

井间电磁成像测井仪收发同步技术研究

井间电磁成像测井仪中接收信号与发射信号的相位差与地层电导率密切相关,研究接收与发射信号的精确同步技术能为准确测量其相位差、准确解算地层电导率以及精确分析地层剩余油储量提供支持。提出一种基于GPS的收发同步方法。在地面系统和井下系统实现4个实时时钟,以GPS接收机提供的基准时间对地面系统进行精确授时;精确测量地面系统和井下仪器的传输时延,地面控制系统根据传输时延对井下系统精确授时,实现井下系统时钟与GPS提供的基准时间同步,达到了接收机与发射机的时间同步。初步实验结果表明,使用RS-485总线进行通讯其同步时间误差小于400ns(信号频率为1kHz时,相位误差为0.144°)。

井间电磁成像测井的应用研究与现场试验

井间电磁成像测井是实现井间电阻率信息的直接测量 ,以提供反映井间构造、储层和油、气、水分布的二维乃至三维的电阻率图像。它不仅是传统测井技术的重大发展 ,而且也将引发油藏研究工作的革命性变化。自 1 997年起 ,胜利油田与美国 EMI公司开展此项技术应用方法的合作研究 ,主要是在 EMI公司多年研究形成的软、硬件技术的基础上 ,以油田地质应用为研究目的 ,进行现场工业性试验。其内容 :在大井间距条件下 ,进一步验证仪器性能 ;分析应用于油藏研究的可行性和适用性 ;以系统、完整的现场实测数据为依据 ,加快处理、解释方法和软件的开发 ;开展穿透金属套管的系统试验 ,探讨金属套管条件下的电阻率成像方法 ,促进井间电磁成像测井技术走向实用化。为此 ,利用 EMI公司提供的XBH2 0 0 0型仪器 ,分别在孤岛、埕东油田的 3对井中 ,成功地进行了 1 0个井次井间电磁成像工业性试验。试验是选择在对于井间电磁技术难度大的条件下进行的 :一是地层为典型的低电阻率剖面 ,地层背景电阻率仅为 1 .5～ 2Ω· m,地层对电磁能量的衰减作用很大 ;二是进行穿透一层和二层金属套管的系统试验。 3次试验达到了预期目的 ,不仅证明仪器性能的稳定和可靠 ,并首次在世界范围内取得井间距达 434m(裸眼井—裸眼井 )和 1 5 0 m(

井间电磁波数值模拟及成像技术

系统地介绍了井间电磁波数值模拟与成像方法的研究现状。正演方面主要讨论了有限差分、有限元和积分方程法,分析了各种方法的优缺点、适用范围,并指出了未来发展趋势;反演方面主要讨论了线性反演和非线性反演,根据井间电磁波成像的性质,对时间域和频率域线性反演方法分别做了详细论述,并给出了未来发展趋势。

井筒套管对井间电磁成像测井信号传输的影响

通过模拟柱状三层介质中电磁波传播特性,得到了井筒套管对井间传输的电磁信号的影响。将发射天线看作位于无限长圆柱形井筒套管中央的垂直磁偶极子,井筒套管内外是分布均匀的柱状三层介质,把电磁场用磁赫兹矢量位表示,推导了各个区域的电磁场积分表达式,利用数值积分计算了不同情况下的电磁场分布,分析了井筒套管电导率(材料)、厚度及测井工作频率对井间电磁成像测井信号的影响。

油田开发中后期井间电磁成像技术研究

根据分层介质中波的传播规律,由均匀介质中的三维张量格林函数得到频率域中柱状分层介质的张量格林函数表达式,经过傅立叶变换,可以得到空间域的格林函数,它是一个关于波数的奇异积分。通过改造积分路径,利用广义函数束方法对频率域格林函数进行采样,用复指数项将积分核近似,实现了积分的快速准确求取。通过积分方程方法,对水井和油井间在径向上有4个分层的模型进行了计算,反演结果和原模型结果吻合很好。将水平层状介质和柱状分层介质进行耦合,有效地实现了正韵律性地层的二维井间电磁成像。

XBH2000井间电磁成像测井系统

井间电磁成像从根本上改变了测井技术横向探测能力不足的弱点。文章重点介绍了井间电磁成像系统的测量原理 ,主要技术指标及系统结构。通过在胜利油田三次井间试验 ,证明该系统技术可行 ,在油田勘探开发中具有良好的应用前景。

估计辐射参数的井间电磁波层析成像技术

为了避免使用不合理初始辐射场强和方向性因子带来的误差,研究了估计辐射参数的井间电磁波层析成像技术.通过时域有限差分法模拟表明,天线长度与波长的比值、钻孔充填情况、钻孔周围介质的物性均会影响偶极天线的初始辐射场强或方向性因子;为此结合已知的分层资料,将它们设为未知参数,并设定初始辐射场强与发射点位置相关,方向性因子随射线角度而变化;采用正则化反演方法,由钻孔资料建立了模型方差目标函数,使得反演结果与钻遇的地质特征保持一致.通过理论模型试验和实例应用分析表明,相对于传统射线层析成像方法,估计辐射参数的正则化层析成像技术有助于提高反演的准确性.

井间电磁成像测井数值模式匹配算法

介绍井间电磁成像系统应用的关键技术,研究将数值模式匹配算法(NMM)引入该系统中进行正演计算的可行性。分析了NMM的基本原理,结合井间电磁成像系统的工作流程,简化了NMM法的计算步骤,采用并行计算,编写了相应的程序。在均匀地层与水平成层一维地层模型下,将该方法与解析解进行对比,验证了其正确性;在轴对称二维地层模型下,将该方法与积分方程法、有限元法进行对比,证明该方法在大井间距中正演计算的可行性,且显著提高了计算速度。该方法对基函数的节点选择要求很高。证明了将NMM应用于井间电磁成像进行快速正演计算有很大的发展潜力与应用前景。

井间电磁成像测井系统分析与研究

以电磁场理论为基础,研究井间电磁感应幅度与相位的正反演模型与算法。分析EMI公司XBH-2000井间电磁成像测井系统与斯伦贝谢公司Deeplook-EM井间电磁成像测井系统的优缺点,针对井间电磁测井中发射天线、接收天线与微弱电磁感应信号采集处理展开研究。提出发射部分采用低压储能、磁偶极子定向谐振发射以及幻相电缆平衡供电等技术,接收部分采用GPS综合同步相位检测、锁相放大、自适应取样积分、共模抑制、温度补偿校正与天线刻度等信号检测与处理技术。该研究有效提升了电磁波发射效能,提高了信噪比,为仪器研制奠定了理论基础。

井间电磁波层析成像技术应用进展

层析成像技术是一种常用成像技术,井间电磁波层析成像技术是其中一种。它以电磁波在两井间介质中的传播规律为其理论基础,利用软件处理实测数据,如电磁波旅行时,振幅等等,得到井间地下空间介质的成像参数分布图件,从而解释目标层的地质构造。目前,井间电磁波层析成像技术在油气开发工程,储层监测以及路基勘测,核废料处理等领域都有广泛应用。本文详细讨论了井间层析成像技术的应用前景和国内外井间CT技术的现状,探讨了井间层析成像技术的缺陷和发展方向。

井间电磁成像系统应用研究

井间电磁 (EM)成像系统的技术目标是实现井间电学特性的直接测量 ,并提供井间电阻率的二维及三维图像 .从 1 997年开始 ,胜利油田与美国EMI公司合作 ,开展了EM技术的应用与研究 ,主要是通过大型、系统的现场试验 ,在大井间距的条件下 ,进一步验证仪器的性能 ,进行油藏研究的适用性和可行性分析 ;以系统的现场实测数据为依据 ,加快成像处理方法和软件的开发 ;开展穿透金属套管井的EM试验 ,探讨金属套管条件下的电阻率成像方法。两年来 ,利用EMI提供的XBH2 0 0 0型测量系统 ,对胜利油田典型的低电阻率砂泥岩剖面 ,成功地进行了 3对井、1 0个井次的试验。试验证明了仪器性能的可靠 ,取得了测量重复性好、系统完整的井间EM数据 .并反演得到电阻率成像 ,在分析井间油气分布和油层开采动态方面 。

井间电磁成像的迭代反演算法

提出一种基于逐次逼近解法的选代反演算法，对并间地层电导率的构造进行成像．该方法用一阶Ｂｏｒｎ近似将积分方程线性化，得到对电导率分布的初始估计，在选代反演中用高阶Ｂｏｒｎ近似对井间地层电导率构造进行更精确的估计．应用该方法还可以对井间电子率分布进行二次成像，从而使成像分辨率更为准确．数值计算结果表明，这种迭代反演算法与基于Ｂｏｒｎ近似、二阶Ｂｏｒｎ近似和扩展Ｂｏｒｎ近似的反演算法相比提高了成像分辨率，且计算效率相当．

井间电磁波CT技术及其在岩溶勘察中的应用

井间电磁波层析成像技术是将医学CT应用于地球物理学中的一项新技术,它主要依据电磁波在不同介质中传播时的吸收差异,重建井间介质吸收系数的分布图像,形象及直观地展现研究区域的地质结构。本文详细地研究了井间电磁波层析成像技术的基本原理,对具有高低吸收电磁异常体的理论模型,根据一定的观测系统对电磁波的场强进行了数值模拟,并采用SIRT反演技术对吸收异常体的图像进行了重建;同时将该方法应用于广西某地拟建桥址的岩溶勘查之中,取得了良好的应用效果。

美国《E＆P》杂志评出2010年世界10项石油工程技术创新特别奖——威德福公司Renaissance TM受损控制管线安全关闭装置、PGS公司的PGS Hyperbeam平台、斯伦贝谢公司的井间电磁成像与监测仪……

编者按：由油田工程技术服务公司和作业公司提交，经石油公司和咨询公司的专家组成的评委会评审，美国《E＆P》杂志评选出2010年度10项石油工程技术创新特别奖。获奖的新产品和新技术包括了理念、设计和应用等方面的技术创新。它们大多是单项的新技术，但却解决了有关专业的一些关键问题，在降低油气勘探、钻井和生产成本，提高作业效率和收益方面发挥了重要作用。

井间电磁成像方法的最新进展

系统地介绍了国内外井间电磁成像技术的研究现状 ,包括成像系统的灵敏度分析和适用范围 ,成像方法的分辨率 ,野外现场研究和仪器装备研究 ,金属套管的影响。重点介绍了现有的井间电磁成像正反演方法及其优缺点。指出井间电磁成像的研究方向将围绕仪器研制、金属套管的影响及成像方法等方面进行 ,最终将采用多分量井间电磁系统探测井间地层的各项异性特征 。

层状介质二维井间电磁成像

根据分层介质中波的传播规律,利用均匀介质中的三维张量格林函数推导出二维情况下分层介质的张量格林函数,它是一个对kx的一维Sommerfeld积分。准确求取这一积分后,可以方便地利用迭代等方法反演出井间的电导率。给出了利用上行波和下行波方式表达的界面反射和折射张量函数及其各分量。通过积分方程方法对埋置于有8个分层的两个垂直方向电导率异常体模型进行了计算,反演结果与原模型基本吻合,有效地实现了层状介质中二维井间电磁成像。

井间Hz—Hz方式电磁波层析成像方法研究

从无限大均匀介质空间中磁偶极子激发的磁场解析表达式出发，本文导出了一种新的井间Hz-Hz方式电磁波层析成像公式，并设计了一种稳定的迭代算法求解电磁波波数积分α和电磁波瞬变参数积分x，根据电磁波波数积分α和波数的线性积分关系，可对井间介质的电阻率和介电系数成像；根据电磁波瞬变参数积分α和电导率的线性积分关系，可对井间介质的电导率成像。该电磁波层析成像方法具有不受电磁波远区近似假设限制的特点。