基于径向剖分的井地三维有限元电阻率与极化率模拟

采用径向剖分的有限元法对井地三维电阻率法进行数值模拟,以适应不同观测装置对数值模拟的要求。以井口为中心,将区域在环钻孔方向以45°夹角均匀剖分为八等分,再在直径方向上等距离剖分。径向剖分形成的单元呈环形分布,更符合井中电场的分布规律。与这种剖分相对应,设计了以井口为中心布置4条放射状测线("米"字形)的井地观测装置,解决了井旁地质体位置未知的情况下难以确定观测方向的问题。通过对典型的地质模型进行有限元正演模拟计算,结果表明径向剖分数值模拟方法是可行的、准确的;以这种井地观测方式探测位置未知的地质体是行之有效的。

横波速度径向层析成像方法及应用研究

近来三维声波成像技术的一个重要进展是利用偶极子弯曲波反演地层径向横波速度剖面。确定地层径向横波速度变化对评价井壁稳定性、估算地应力和优化油藏生产等有着重要的意义。偶极横波测井激发的弯曲波低频探测较深,高频探测较浅,本文根据偶极弯曲波的频散特征,采用约束反演的方法求取地层径向横波速度变化。在实际测井中,经常会遇到偶极子弯曲波的频散曲线在高频时缺失或者不准确的情况,这会使约束反演方法产生误差。针对这一现象,本文提出利用理论频散数据进行高频约束,并通过数值模拟验证了改进后约束反演方法的正确性。本文给出了一个致密气层的横波速度径向剖面综合应用实例,发现地层径向横波速度变化程度与岩石脆性有很好的对应关系,最终的压裂效果由压前、压后正交偶极横波各向异性的变化得到了印证,压裂后油气产量提高。

利用阵列感应测井资料反演地层径向电导率

采用阵列感应测井仪测得的具有不同径向探测深度的5条电导率曲线完成了井中径向电导率分布反演。径向侵入剖面模型由冲洗带、原状地层和从冲洗带到原状地层的过渡带3部分组成。该侵入剖面模型较传统的仅由冲洗带和原状地层构成的台阶状侵入剖面模型更加接近地层径向侵入剖面的真实情况。与台阶状侵入剖面模型相对应的参数模型包括冲洗带电导率、原状地层电导率和侵入半径3个参数。而与含有过渡带的新侵入剖面模型相对应的参数模型除包括冲洗带电导率、原状地层电导率和过渡带中点半径外,还有一个反映过渡带电导率变化的指数N。根据反演得到的过渡带中点半径和指数N可以求出过渡带起点半径和过渡带终点半径。而且根据反演过程中采用的正演响应函数可以计算出任意径向深度处过渡带的电导率值。数值试验结果说明了该方法的正确性,实际资料处理结果说明了该方法的有效性。

利用阵列声波测井技术监测压裂裂缝参数的方法与应用

水力压裂是高效开发低渗储层的关键技术手段,监测地下压裂裂缝参数对于评价压裂改造效果、优化后续设计具有重要意义。然而由于海上作业环境的特殊性及成本限制,常规裂缝监测技术在海上应用效果不佳。通过前期开展的大量阵列声波测井测试资料,基于阵列声波测井技术建立了一套评价压裂裂缝参数的方法,利用横波波幅、声波各向异性以及径向速度剖面监测裂缝高度,利用声波远探测技术监测裂缝延伸距离,并进行了现场综合应用。结果表明:应用该方法能较为精准地监测缝高,同时能定性评价裂缝延伸距离,为渤海油田低渗储层压裂效果评价提供了一套有效的思路和方法。

阵列声波测井海上油气田水力压裂效果评价技术

近年来,海上压裂作业逐渐增多,深入了解和认识压裂裂缝的延伸情况、发育程度等信息,对于油气勘探开发至关重要。由于海上环境的特殊性,常规的压裂效果评价技术(井温法、放射性测量法、微地震监测、正交偶极各向异性反演)难以满足海上压裂效果评价需求,而海上压裂井中测井测试资料较为齐全,尤其是在压裂前、后的压裂井中测量了大量阵列声波数据。因此,基于阵列声波测井资料开展了水力压裂效果评价技术研究,主要在压裂前、后进行阵列声波测井,综合应用声波时差、横波幅度、声波各向异性、纵波走时层析成像、声波远探测等技术,对储层压裂缝高度进行定性评价,形成了一套针对海上油气田的水力压裂效果综合评价技术。该技术在渤海油田开发井中的成功应用,表明其能够满足海上油气田作业的要求,对于海上油气勘探开发具有重要意义。

拉东投影法三维叠前深度偏移

对地下地质构造进行正确成像是地震勘探的最终目的 ,由于三维地震资料采集不可能都沿垂直构造走向的方向进行 ,为地震资料的三维处理带来了许多困难 .本文将三维叠后拉东投影偏移思想应用于三维叠前处理中 ,提出了三维叠前投影偏移算法 .利用拉东投影变换的原理 ,将整个三维叠前数据体投影到一系列各方向的径向线上 ,各方位角的构造都包含在其中某条或多条径向剖面上 .投影完成后 ,形成一系列的独立的二维叠前测线 ,可采用二维叠前深度偏移成像方法来实现各径向线的叠前偏移 ,当各径向剖面偏移完成后 ,在时间切片上进行反投影 ,从而最终形成三维叠前深度偏移结果 .实际应用表明 ,用本方法进行三维叠前深度偏移时 ,深度偏移剖面对横向分辨率有所提高 ,对陡地层和小断层的成像效果有所改善 .

搅拌器内湍流场的CFD模拟研究

采用CFD技术研究了DT和PTU型桨叶搅拌器内的湍流场,结果表明:对于PTU和DT桨叶,理论预测速度场分布规律与LDA测试结果吻合较好,理论预测漩涡的空间位置坐标与实测值完全一致。预测速度值与实测值在桨叶叶尖附近相对误差比较大,在离旋转中心轴线2R/3处竖直线上, 对于DT桨叶搅拌器,CFD预测的速度值和LDA测试值吻合比较好,最大相对误差在11%左右。而对于PTU桨叶,在同样的空间位置上,CFD预测值与测试结果的变化趋势相吻合,速度峰值附近的误差较大,相对误差高达30%左右。

拉东投影法三维叠前时间偏移

对地下地质构造正确成像是地震勘探的最终目的,由于三维地震资料采集不可能都沿垂直构造走向的方向进行,这就给地震资料的三维处理带来了许多困难。本文将三维叠后拉东投影偏移思想应用于三维叠前处理,提出了三维叠前投影时间偏移算法。利用拉东投影变换的原理,将整个三维叠前数据体投影到各方向的径向线上,使各方位角的构造都包含在其中某条或多条径向剖面上。投影完成后,形成一系列独立的二维叠前径向线,然后采用各种标准的二维叠前时间偏移成像方法来实现各径向线的叠前时间偏移。当各径向剖面偏移完成后,在时间切片上进行反投影,从而最终形成三维叠前时间偏移结果。实际应用表明,用本方法进行三维叠前时间偏移,可明显提高剖面的信噪比,边界反射很弱,并且资料的中深层成像效果较好。

超软地层的声波特征研究

在声波测井中,通常把地层横波速度小于井内流体波速的地层称为软地层。为测量软地层的横波速度,发展了偶极子声波测井仪器。该仪器提供了一系列丰富的有关软地层声学参数,如地层的各向异性和非均质性等。本文利用频散处理技术分析了超软地层的单极纵波和偶极横波的波形特征,并利用该技术可进一步实现地层纵、横波慢度径向变化的定量测量。

多极子阵列声波测井三维信息处理方法研究

地层横波慢度信息可用于评价井眼稳定性、监测泥浆滤液侵入情况、射孔位置选择、估算地应力等。现有的反演偶极横波径向慢度剖面采用的频散分析方法(如加权频散相干法)的精度和分辨率不能确保反演结果的精度。引入一种高性能的频散分析方法——幅度与相位估计法,该方法对模拟和实际数据都有较好的处理效果,将其与高频约束反演法结合反演偶极横波慢度径向剖面,能够获得高精度的反演结果,并有效降低反演结果的非唯一性。处理结果验证了该方法的有效性。

三维叠后投影时间偏移——兼与牟永光商榷偏移孔径问题

地震偏移成像是地震资料处理的重要组成部分。笔者和同事从 1994年开始一直致力于投影偏移成像的研究。应用层析成像理论研究了包括三维和二维叠后及叠前投影偏移 (时间域和深度域 )等八种方法。本文主要介绍三维叠后投影偏移的原理及其实现方法。以傅里叶投影定理为基础 ,对三维数据体沿时间轴做水平时间切片 ,并在其上做 Radon投影 ,形成一系列径向线二维剖面 ,尔后进行 Radon插值和反投影 ,完成三维偏移。此法与一步法偏移相比 ,剖面整体的信噪比有所提高 ,局部地段的同相轴连续性和成像清晰度有较为明显的改善。在本文中还讨论了偏移孔径问题。基于层析原理对三维数体做完全观测角投影的偏移方法和基于双平方根算子炮点—偏移距域的叠前偏移等方法都不存在选择偏移孔径的问题。那种认为“一切偏移方法都必需考虑偏移孔径的影响”的观点是不正确的 。

纵波走时层析成像技术在非常规储层压裂评价中的应用

应用声波各向异性评价储层压裂效果的传统方法存在很多局限性,为了满足储层压裂效果评价的需求,引入了纵波走时层析成像技术。受钻井、工程压裂等影响,井壁附近的地层弹性波速度与远离井壁处的原状地层的速度相比有较大的变化,应用纵波走时可以对井壁附近的径向速度变化进行层析成像,获取井壁附近地层的径向速度剖面,用来确定钻井及工程压裂在地层中造成的破损范围的大小进而预测岩石脆性以及评价压裂效果。速度剖面在评价压裂效果方面与传统的各向异性方法对比体现了独有优势,当传统的各向异性方法评价压裂效果失效时,应用速度剖面可以很好地评价储层的压裂效果;压裂效果的好坏与压前的脆性指示有较好的一致性。

测压信息确定油藏非均质性方法研究

在Oliver等人研究工作基础上,引入瞬时渗透率,建立了平面非均质油藏模型,利用扰动理论和拉普拉斯变换,推导了不稳定井底压力及压力导数的近似解析解,在此基础上建立了地层径向渗透率剖面的递归算法。方法中定义的瞬时渗透率是随时间变化的,是测试时间对应的探测区域内渗透率的调和平均。以此瞬时渗透率为基础的渗流模型及递归算法,突破了Oliver等人油藏渗透率随径向距离不能变化太大的限制,能更好地分析油藏的渗透率非均质性,拓展了试井资料应用范围。

2020年“4·12”上海强对流过程形成机制分析

2020年4月12日傍晚,一次强对流天气在上海发生,造成了较严重的风灾,对于此次过程,各数值模式均无较好地预测。该文通过高低空温度场配置分析,指出冷空气影响后显著的上冷下暖层结结构是造成此次上海强对流的热力原因;通过高空涡度平流分析,指出较强的高空正涡度平流为降水云团到达上海后进一步发展提供了动力条件;上游及本地的多站点GPS风场演变,很好地反映了上海地区边界层辐合加强的趋势,该资料是判断未来本地对流是否发生、发展的有效工具;雷达回波径向剖面是判断雷暴大风的重要依据,自中层插向弓状回波前沿地面的强下沉气流速度与实况地面极大风速基本一致,这为雷雨大风风速的定量预报提供了参考。

三步法三维叠前拉东投影偏移

对地下地质构造正确成像是地震勘探的最终目的,由于三维地震资料采集不可能都沿垂直构造走向的方向进行,这就为地震资料的三维处理带来了许多困难.本文将三维叠后拉东投影偏移思想应用于三维叠前处理,提出了三维叠前投影偏移算法.利用拉东投影变换的原理,将整个三维叠前数据体投影到一系列各方向的径向线上,各方位角的构造都包含在其中某条或多条径向剖面上.投影完成后,形成一系列的独立的二维叠前测线,于是可采用二维叠前偏移成像方法来实现各径向线的叠前偏移,当各径向剖面偏移完成后,在切片上进行反投影,从而最终形成三维叠前偏移结果.实际应用表明,用该方法进行三维叠前深度偏移时,深度偏移剖面对横向分辨率有所提高,对陡地层和小断层的成像效果有所改善.

分支参数对煤层气羽状水平井产能的影响规律

根据煤储层中三维气-水两相流动特性,考虑主井眼与分支井眼井眼内变质量管流,建立了煤层气羽状水平井产能预测模型,利用C++计算机语言编制相应计算软件,并通过与现场监测值进行对比验证本文模型计算结果的正确性。分析了分支对称性、分支点位置、分支与主井眼夹角、分支长度与数量等参数对煤层气羽状水平井单位长度产能分布的影响规律。计算结果表明:笔者建立的计算模型具有较高精度,可以满足现场实际工程需要。主井眼单位长度产能整体呈现两端高、中间低的特征;在主支与分支交汇点处,主井眼单位长度产能出现局部下降。分支井单位长度产能沿程分布呈现跟端低、指端高,中间逐渐增大的特点。分支沿主井眼对称分布时,分支位置处主井眼单位长度产能与非对称分布时相比下降的更快;分支节点由主支跟端向指端移动,主井眼单位长度产能峰值点从指端向跟端发生转变;分支与主支夹角对主井眼单位长度产能影响较小;主井眼单位长度产能随着分支长度与数量的增加而降低。分支节点距离主井眼跟端越远,分支井单位长度产能越大;分支井单位长度产能随着分支与主井眼夹角角度、分支长度的增加而增加,随着分支数量的增加而逐渐降低。

利用阵列声波测井技术精细评价压裂缝高度的方法及应用

压裂改造技术是中低孔渗储层增产的有效手段,而压裂效果评价是其中重要环节之一,它对于后续油气勘探开发起着决定性作用。由于海上作业环境的特殊性,传统方法与声波测井中应用地层各向异性评价压裂效果的方法都存在一定的局限性。对此,提出了一种利用声波横波幅度与纵波走时层析成像技术综合评价压裂缝高度的方法,将压裂前后的横波幅度比值与纵波速度变化计算的脆裂指数结合起来,建立了压裂缝高度评价图版,对压裂缝高度进行精细评价,并获得了压裂高度划分的定量评价标准。建立的压裂缝高度评价图版及方法在实际压裂效果评价中获得了良好的应用效果。

加利福尼亚Cymric油田超软地层的声波特征研究

在声波测井中,通常把地层横波速度小于井内流体波速的地层称为软地层。为测量软地层的横波速度,发展了偶极子声波测井仪器。问世十几年来,偶极子声波测井仪器提供了一系列丰富的有关软地层的声学参数,如地层的各向异性和非均质性等。随着偶极子声波仪器的发展,目前可以实现地层纵、横波慢度径向变化的定量测量。 本文主要讲述由前述方法所分析的蛋白石A硅藻岩地层的声波特征。

断块油田断层附近水平井产能

针对断块油田断层附近水平井产能预测难度较大的问题,采用离散化处理方法建立了断层附近油藏渗流和水平井井筒管流耦合模型,通过实例计算证明了模型的准确性。改变断层与井筒相对位置发现,井筒与断层平行时径向入流剖面呈"U"型分布;井筒距离断层越近产能越低,且产能降低幅度逐渐增大,当井筒紧贴断层时,产能降低为无断层时的一半。井筒与断层垂直时,远离断层端径向流量高于靠近断层端,且距离断层越近,跟趾端差异越明显、产能越低、产能降低幅度越大。断层附近水平井跟端靶点固定时,建议井眼轨迹垂直且远离断层,该情况下单井产能最高。整体上,井筒到断层距离对产能影响较大,井筒与断层夹角对径向入流剖面影响较大,这对断层附近水平井井眼轨迹设计具有一定指导意义。

利用声波测井进行储层压裂效果评价的方法及应用

压裂效果评价是油气田勘探开发工作中的重要环节之一,由于海上作业环境的特殊性,难以应用传统方法对压裂效果进行有效评价。声波测井中应用地层各向异性评价压裂效果的方法也存在一定的局限性,近年来,为了满足储层压裂效果评价的需求,我们综合应用正交偶极阵列声波测井所提供的声波时差、声波幅度资料及纵波走时层析成像技术,对储层压裂缝高度及压裂程度进行准确地定量化评价,形成一套针对海上油气田压裂效果评价最为有效的技术组合。该技术组合在渤海油田某开发井中的成功应用,表明上述技术能够满足海上油气田作业要求,对于海上油气勘探开发具有重要意义。