基于多分量感应测井的地层水平电阻率快速提取方法及应用

获取地层水平电阻率R h和识别低电阻率对比度薄互层对裂缝性油气藏、页岩油气藏勘探开发至关重要,本文基于层状各向异性介质多分量感应测井响应解析解,研究了不同井斜条件下的磁场交叉分量H_(xz)、H_(zx)响应特征,通过组合交叉分量,定义了一种能指示地层层理方向电阻率大小的函数P_(ha),再建立P_(ha)与地层R_(h)的对应刻度图版,用于快速提取水平电阻率和识别低电阻率对比度薄互层,并通过测井实例对此进行验证.计算结果表明:本方法所得水平视电阻率曲线R_(ha)对地层界面提取准确,地层较厚时R_(ha)和R_(h)非常接近.在大斜度井/水平井中,对于高电阻率对比度薄互层(薄互层邻层间电阻率对比度高),R_(ha)曲线识别能力强,倾角越大其水平电阻率提取越准确;对于低电阻率对比度薄互层(薄互层邻层间电阻率对比度低),R_(ha)曲线在井斜较小时可反映其宏观水平电阻率,而在大斜度井、水平井中对地层界面及各层水平电阻率提取准确.

水平井电阻率校正方法在XX地区的应用

吉林油田XX地区的水平井多集中在X油层,该油层属于特低孔、超低渗的薄层或薄互层油藏。储层泥质夹层发育,各向异性明显,水平井视电阻率低于直井电阻率。由于水平井投产均为全井压裂,油水层电阻率下限较难确定。现有测井仪器主要针对直井设计,以各向同性的均质性地层为主要研究对象。在直井中,电阻率仪器电流的环路与薄互层平行,电流沿着层理方向流动。因此,电阻率仪器测量的是水平方向的电阻率。在水平井或大斜度井中,电流环路将穿过薄互层,一部分电流垂直层理方向沿着薄互层流动,另一部分电流沿着层理方向流动,仪器测量的电阻率是垂直和水平电阻率的综合反映。经研究表明,当井眼与储层平行或较大角度交叉时,仪器测量的电阻率值同时受宏观各向异性(围岩)和储层各向异性(储层内纵向和水平上表现出的电性特征差异)影响。通过对测量的视电阻率进行宏观和微观各向异性校正可以消除围岩和储层各向异性的影响,得到两条电阻率曲线,即水平电阻率和垂直电阻率,其中水平电阻率曲线主要受低值泥岩电阻率影响,电阻率较低;垂直电阻率受砂岩影响,电阻率较高。接近于地层的真电阻率。

水平井地层电阻率各向异性储层参数描述及计算

水平井测井解释不同于垂直井,测井响应差异的主要原因是很多测井仪器是专为探测垂直井地层而设计的。在水平井中,需要考虑井眼附近地层的几何形状、测量方位、重力引起的仪器偏心、井眼底部聚集的岩屑、异常侵入剖面以及地层各向异性等的影响,而地层电性各向异性可分为宏观各向异性和微观各向异性,微观各向异性是因为构成地层的微观颗粒的结构、分选、胶结的不同,宏观各向异性主要是因为层状砂泥岩地层中组成地层的单个小层的厚度小于仪器的分辨率,使得地层表现为宏观各向异性,以及裂缝引起地层的各向异性。在实际生产中,常规测井仪器尺寸较大(如侧向测井和感应测井等),不能或很难直接反映微观各向异性,同时由于裂缝地层多为碳酸岩,不适合用交流电测井仪器。因此,目前交流电测井仪器分辨率不足以正确识别单个的地层现象时,均表现为宏观各向异性。

水平井电阻率测井各向异性分析

当穿过水平层钻直井时,仪器测量的是水平电阻率。仪器电流的环路与薄互层平行,电流沿着层理方向流动。因此,在垂直井中,常规测井一般是以各向同性的非均质性地层为主要研究对象。但是在钻水平井时,仪器测量的电阻率是垂直和水平电阻率的综合反映。在水平井特殊的测量环境中,若在薄互层砂泥岩剖面,仪器分辨率大于层厚,使得电阻率受到宏观各向异性的影响;若在厚层中,由于构成地层的微观颗粒的结构、分选、胶结的不同,而使得电阻率受到微观各向异性的影响。文章分析了水平井电阻率测井宏观各向异性和微观各向异性产生的原因,对电阻率各向异性的校正方法做了深入的研究,对水平井电阻率与直井电阻率的差别进行了计算。与实际资料吻合较好。

地层电性各向异性对电阻率测井的影响

测井解释中的各种公式和理论大多建立在地层各向同性的基础上,过去的井眼都是以直井为主,这些公式、理论几乎能够满足生产的需要。随着定向井在生产中的地位逐渐提升,地层电性各向异性的影响也逐渐凸现出来。通过各种模型的正演模拟,可以看出地层电性各向异性对定向井,特别是大斜度井和水平井的测井响应影响较大,并且各向异性地层的电阻率值随着井斜角或各向异性地层中交错层理倾角的增大而增大,但总是介于hσ和(σhσV)1/2之间的。同时根据测井曲线上的一些组合响应,可以判断出井下各向异性地层的存在与否。电性各向异性的存在使以往经典的Ar-chie公式从标量形式拓展到张量形式,但同时也增加了求解的复杂性。

三维非对称介质电阻率各向异性反演及应用

针对海上水平井和大斜度井电阻率测井因受泥浆侵入、地层各向异性等因素影响,视电阻率会偏离真实地层电阻率的现象,提出了三维电阻率反演方法,旨在获取准确的地层电阻率剖面和井眼地层位置关系。利用哈里伯顿公司ADR方位电阻率测井数据,在正演仿真基础上采用基于Marquardt方法的迭代反演方法计算测井时刻的泥浆侵入半径和侵入带电阻率(有侵入地层)以及原状地层水平电阻率、垂直电阻率、层边界距离(水平井)等参数。数值模拟结果显示,反演方法精度较高,反演结果准确可靠。

电阻率各向异性模拟井设计

国内外领先的测井技术研发机构均致力于多分量电磁波测井仪的研发。测井仪器的研发和生产都离不开试验,而可靠的试验环境对仪器的研发和生产均是至关重要的。由于缺少已知电阻率各向异性参数的测试环境,设计一个电阻率各向异性模拟井对于多分量电磁波测井仪的研发显得尤其重要。文章探讨了电阻率各向异性模拟井设计方法,给出了一种新颖、实用的设计方案,在确保整套系统的精确可靠和易操作的前提下,最大限度降低研制和运行成本,提高试验效率。最后,通过数值仿真和实测效果对比验证了模拟井的设计和功能。

各向异性地层的纯地层电阻率计算

本文建立了水平电阻率，垂直电阻率模型，通过对模型分析，可知水平电阻率一般小于垂直电阻率，并进一步研究了用感应型仪器要求各向异性地层水平电阻率，垂直电阻率及纯地层电阻率的方法，该成果已投入生产，效果较好。

测量磁场水平分量H y的电性源广域电磁测深法

基于层状大地表面水平电偶极源电磁场公式系统,提出了比值法获取H y分量全区视电阻率计算公式。计算了层状地电模型多个收发距的电磁场各场分量E x、H y、H z,并用这三个场分量计算了全区视电阻率,以及E x/H y卡尼亚电阻率,并与模型的MT卡尼亚电阻率频谱曲线进行对比。发现H y全区视电阻率在赤道装置和轴向装置的广大区域对地电模型均有较好的响应,可进行单分量广域电磁测深。轴向装置H y全区视电阻率与赤道装置垂直磁场H z全区视电阻率相似,在低频段与层状模型大地电磁测深卡尼亚电阻率有相似的频率响应特征,在较小收发距条件下对大埋深基底就能有较好的响应。赤道装置和轴向装置测量的水平电场E x分量全区视电阻率在低频区均会进入“饱和”区。对于各电阻率定义方法,合适的收发距是较好地反映出地电特征深度变化的前提,多收发距测量有利于揭示深部电性特征。

层状各向异性地层的识别与评价

在垂直井眼的层状各向异性地层中,水平电阻率、垂直电阻率和各向异性指数(垂直电阻率与水平电阻率的比值)是其主要描述参数。常规测井评价只注重于水平电阻率信息而忽略了垂直电阻率和各向异性指数信息,这样对各向异性储层的含油饱和度评价就会产生误差。提出了在常规测井条件下在低阻层根据深浅侧向测井曲线出现差异而深中感应测井曲线重合来识别各向异性地层的方法,给出了根据双感应和双侧向测井曲线计算地层水平电阻率、垂直电阻率和各向异性指数的相关公式,这些方法可望能改善各向异性储层的含油饱和度评价。

垂直井多分量感应测井大型三维有限差分模拟

电性各向异性低电阻率储层的含水饱和度评价经常出现偏差,其原因在于对这种储层的评价没有综合考虑测井仪器的测量特性和地层电阻率方向上的差异。对垂直井,表征各向异性地层的参数主要有水平电阻率和垂直电阻率,但常规电法测井只提供地层水平方向的电阻率信息,不能直接测量地层垂直方向的电阻率。多分量感应测井直接用来测量电性各向异性地层的水平电阻率和垂直电阻率,从而可对各向异性储层进行较为客观的评价。简单介绍了多分量感应测井原理,推导了垂直井中进行三维有限差分模拟的计算公式。计算结果表明,该算法能较好地模拟三维地层模型。它对更深入研究多分量感应测井方法以及进行仪器研制打下了较好的基础。

三维感应成像测井仪设计与实现

砂泥岩薄互层电阻率准确测量是提高泥质砂岩储层计算的一项重要工作。为了解决薄互层电阻率准确测量问题,该文提出一种三维感应成像测井仪的设计与实现方法。首先,基于感应电磁测量方法,设计由1个三轴发射器、4个单轴接收阵列和3个三轴的接收阵列组成的三维探测器。在此基础上,通过三维线圈系参数与结构创新设计、多频循环发射、高精度多道同步采集、高性能发射接收一体化集成等技术实现,在每一个深度点可获取78个电导率测量值。最后,利用数据校正与处理技术来消除各种环境影响,经过理论模型和实际资料的处理结果均证实,该仪器处理得到5条不同径向探测深度的水平电阻率与垂向电阻率、地层倾角等曲线,实现了对薄互层电阻率的准确测量。

曲流河废弃河道走向判定与单砂体构型表征——以渤海湾盆地埕宁隆起石臼坨凸起西部新近系明化镇组下段为例

基于测井响应特征,结合沉积模式与砂体厚度,对渤海湾盆地埕宁隆起石臼坨凸起西部新近系明化镇组下段明三油层组第2小层古曲流河沉积砂体分布特征开展研究。针对目前废弃河道形态存在多解性的问题,探索出一种利用水平井电阻率曲线计算砂泥岩界面产状的方法,该方法利用随钻探测半径、界面倾角、曲线变化段长度之间的三角函数关系对砂泥岩界面产状进行定性定量计算,以确定废弃河道的真实走向,是对现有曲流河砂体构型解剖技术的补充与完善。利用经验公式、水平井等方法对研究区点坝内部侧积层倾角与侧积体规模进行定量研究,确定点坝内部侧积层的空间分布。利用界面搭建相关构型要素,采用非均匀粗化对侧积层、侧积体分别施加不同的网格密度,对研究区多点坝复合曲流河砂体进行精细三维构建,实现构型级别数值模拟的工业化应用。研究结果对油田剩余油分布预测和挖潜以及油田优化注水具有指导意义。

随钻方位电磁波测井反演方法研究及在水平井中的应用

针对随钻方位电磁波测井仪器测井响应特征进行考察,提出了水平井和大斜度井多层界面三维电阻率反演方法,获取准确的水平井/大斜度井地层电阻率剖面和井眼地层位置关系,为储层评价提供可靠依据.以哈里伯顿ADR方位电阻率测井数据为例,利用基于Marquardt方法的三维电阻率反演方法计算地层电阻率和多层边界距离等参数,数值模拟及实际处理井结果显示,反演方法精度较高,反演结果准确可靠.多层界面三维电阻率反演对储层精确评价和储量复算具有重要意义,在实时地质导向中具有广阔应用前景.

非导电泥浆中的井眼成像：精度、探测深度和各向异性影响

EARTH成像仪能在非导电泥浆中进行微电阻率成像。该成像工具以电容耦合技术为基础，已经成功地用于许多油田。本文的目标是介绍该测井仪的三个主要特点：(1)分辨率，(2)探测深度，(3)亚分辨率各向异性(subresolution anisotropy)对仪器的影响。研究表明，EARTH成像测井仪能够检测厚度为0．1英寸(2．5毫米)的薄层；能同时精确地识别0．7英寸(18毫米)地层厚度及其电阻率，或更厚地层(沿着井眼轴线方向测量)；它有解析薄层的能力但不能确定实际电阻率；在10：1的电阻率对比度下，可识别0．3英寸(7．6毫米)厚薄层。成像测井仪的探测深度依赖于地层厚度，大约是层厚的平方根的一半。对厚度5英寸(13厘米)以上的地层，探测深度远大于1英寸(25毫米)。测井仪的平均电直径(electrical diameter)比井径大大约0．2英寸(5毫米)。最大的电直径比井径大0．4英寸(10毫米)。对各种可能的倾斜地层，有平均电直径时，倾角修正值小于1度。数值模拟和墨西哥湾数据集表明，EARTH成像测井仪由于亚分辨率薄层(sub-resolution lantinate)而不能解析地层非均质性。该测井仪主要辨认平行于细纹理状地层的水平电阻率，并且层的相对倾角小。相反，长源距多分量感应仪器测量体积地层非均质性，包括精细分辨率和亚分辨率两种各向异性。因此对薄储集层，多分量感应测量比油基泥浆电阻率成像仪器可提供关于各向异性的更完整的资料。

三轴阵列感应测井仪器帮助W.I特立尼达北岸海相区块开发

MCMA地区位于特立尼达北部多巴哥西南西多巴哥盆地内的Patao—KK隆起带。这个盆地包含若干高质量含天然气砂岩储层，它们是在下上新纪时期在海洋环境下沉积的。 初期阶段，认识到在这些高质量的储集砂岩内可能遇到一些薄层壮地层。况且一般公认，在土直井常规电缆式感应测井仪测量水平电阻率分量，因此对电阻率各项异性没有灵敏度。最近几年三轴向感应仪器已经确立，它为多分量测量创造了条件，给岩石物理学家使用水平电阻率和垂向电阻率两种测量处理低电阻率产层提供可能。 本文我们就新的三轴向感应测井使用问题进行报告，在一空使用油基泥渠钻井的井中通过应用这种测井测量体各向异性来改进落地层定量评价。本文突出应用这种技术的潜在利益。