电磁波传播测井地层介电常数测量应用分析

受地层水矿化度的影响,复杂油气储层电性特征复杂,采用电阻率测量方法难以对复杂储层流体进行准确评价与识别;但介电常数受地层水矿化度影响小,并且水的介电常数远大于油气介电常数,通过电磁波传播测井仪测量地层介电常数可有效准确区分油气储层与水层,且其地层响应转换图版的精准性对复杂储层流体的准确评价至关重要。本文基于等效磁偶极子模型推导了层状介质中1 GHz电磁波传播计算公式,提出了将测量探头几何工程参数融入有限元的精确仿真方法,采用COMSOL Multiphysics建立1∶1有限元仿真模型,分析了探头几何工程参数对地层转换图版的影响。搭建实验系统验证了理论仿真的准确性,测量结果显示基于精确仿真方法得到介电常数与真实值的相对误差约为1%。研制出电磁波传播测井仪,并在某油田开展了非常规页岩油气测井应用,为油田复杂油气储层的评价提供了一种有效的测量方法。

随钻电磁波传播电阻率测井的快速反演新方法

电磁波电阻率测井是随钻测量的重要方法。提出了一种旨在提高电磁波电阻率测井纵向分辨率的快速反演方法。该方法首先根据实际测井曲线提出划分地层界面的边界条件 ,要求正演模拟曲线在地层子区间的信息熵极值点处与实测曲线吻合。数值模拟和实际应用的结果证明该方法可以快速、有效地提高电磁波传播测井的纵向分辨率 。

三维圆柱坐标系下FDTD法对电磁波传播测井的数值模拟

电磁波传播测井EPT(Eletromaganetic Propagation Logging Tool)是一种高频电磁波测井方法,它可以测量地层的介电常数,在区分油水层方面有时较电阻率测井效果明显。运用时域有限差分法FDTD(Finite Difference Time Domain Method)法在三维圆柱坐标系下对电磁波传播测井进行了数值模拟,在圆柱体模型的不同边界处综合运用了Mur一阶和Mur二阶吸收边界条件并且在中心轴上对电磁场的计算运用了特殊的处理方法。在此基础上模拟分析了电磁波传播测井在油水层中的测井响应特征,得到了良好的效果。

电磁传播电阻率测井的响应函数及其探测特性分析

利用电磁传播电阻率测井 (EPRL)仪器的响应函数系统地考察了其相位差Δ和幅度比S随不同地层电导率和仪器参数的变化规律。通过分析EPRL的探测特性 ,发现Δ能在较大范围的电导率和源频率内保持良好的探测灵敏度和分辨能力 ,而S的探测灵敏度和分辨率随电导率和源频率减小而迅速下降 ,极大地限制了它的应用范围。

新型随钻电磁波阵列补偿传播电阻率测井仪器性能仿真

针对随钻电磁波阵列补偿传播电阻率仪结构,开发了三维矢量有限元素法正演仿真软件,并通过第三方软件的仿真结果对比验证了算法的正确性。在此基础上考察了ACPR仪器的探测特性以及各种环境因素的影响,包括仪器探测深度、纵向分层能力以及井眼环境影响、地层各向异性影响等,为后续测井资料解释奠定了理论基础。通过搭建实验平台构造地层模型,仪器测量数据与软件仿真结果相对误差小于5.0%,说明ACPR仪器电路设计合理。现场测试数据对比表明,ACPR仪器相位差电阻率和双侧向电阻率在高电阻率层段仍然具备高度一致性,显示该仪器的可靠性和适用性。

电磁波传播测井地层参数的反演方法

本文详细介绍了电磁波传播测井地层参数反演的理论基础、方法选择。对于薄泥饼情况,本文给出了直接反演软件。该软件具有精度高,易于操作等优点。该软件与泥饼校正图版软件构成了电磁波传播测井地层参数反演的完备软件。

电磁波测井计算介电常数算法比较研究

介绍了用平面波模型、球面波模型和混合波模型由电磁波传播测井幅度比和相位差计算介电常数的算法,并对实测资料进行了计算比较,结果表明经几何发散校正的平面波模型算法和混合波模型算法比较稳定且效果一致,可以同时用于计算200 MHz和47 MHz不同频率的介电常数。

随钻电磁波传播电阻率测量工具探测深度研究

在随钻电阻率测井中 ,基于相位的电阻率测量曲线和基于衰减的电阻率曲线在地层中经常出现彼此分离的现象 ,对电磁波电阻率测井的探测深度进行了详细的研究 ,研究表明这种分离与电阻率换算方法有关。同时指出基于IRPGF定义的探测深度有一定的局限性 ,只能用于定性分析。而且 ,IRPGF探测深度越大并不说明其测量结果越接近地层真电阻率。最后对导致电阻率曲线分离的因素进行了归纳 。

多频电磁波测井用宽频带有源接收天线

对负阻抗变换电路与小圆锥螺旋天线相结合，构成的宽频带有源接收天线进行了理论分析，给出了该有源天线稳定工作的条件。结果表明，用该方法设计的有源接收天线具有较宽的频带、较高的灵敏度和较小的尺寸，是多频电磁波测井较理想的接收天线。

基于hp-FEM的随钻电磁波测井仪器响应正演分析

为研究复杂井周条件下随钻电磁波测井的响应规律,优化仪器参数,开展了基于hp-FEM算法的随钻电磁波测井仪器响应正演研究。根据时谐电磁场理论建立数学模型,考虑边界条件建立了变分方程,采用hp-FEM算法对仪器在二维旋转对称性地层模型中的响应进行模拟。数值模拟结果表明,均匀地层hp-FEM数值解与解析解相对误差仅0.046 3%,验证了正演程序的精确性。在其他参数不变的条件下,发射线圈频率越大,相位差曲线变化幅度越大,且极化角所处位置越靠近真实模型的分界面;仪器的源距越小,极化角越明显,纵向分辨能力越强。相对于低阻层,仪器进入高阻层时,相位差曲线上出现的极化角较大。研究结果表明,提高频率和缩短源距可以更加精确地反映地层界面位置,为地质导向决策提供测井资料支持。

用测井资料预测储层的润湿性

岩心电性及润湿性实验测量结果表明 ,润湿性对阿尔奇饱和度指数n有很大影响。通过引入相对润湿指数 ,发现阿尔奇饱和度指数n的对数与相对润湿指数之间存在很好的线性关系 ,为利用饱和度指数预测储层的润湿性提供了依据。同时使用电磁波传播测井和微球形聚焦电阻率测井求出饱和度指数随地层深度的变化曲线 ,预测储层的润湿性。现场井资料处理结果表明 。

相对介电常数对电磁波电阻率测量值的影响及校正方法

在精度要求较高和频率较高的随钻电磁波电阻率测量值的计算中,相对介电常数的影响通常不能被忽略。介绍了相对介电常数求取的常用方法——特殊值法、近似计算法和均值法,并对各方法的特点进行了对比分析。比较了贝克休斯、哈里伯顿等国际五大油田技术服务公司的相对介电常数取值方法,进行了相对介电常数的选择。实例分析表明,相对介电常数的选取和测量仪器有密切关系,应根据实际的仪器参数进行计算获得相对介电常数的估计值,并在实验室建立相对介电常数校正图版,以供现场校正需要。

DPSD技术在随钻电阻率测井中的应用

钻进时产生的强烈电磁干扰使传统的模拟相敏检波(APSD)方法无法准确获取随钻测井的电磁波信号。数字相敏检波(DPSD)利用高速浮点数字信号处理(DSP)和高速现场可编程门阵列(FPGA)芯片,分别处理所采集的测井信息的实部和虚部,改变了传统的计算方法,提高了运算速度和计算精度。采用可编程逻辑技术充分利用了测井信息,简化了控制逻辑,提高了时序控制精度和测量精度。讨论了新设计的数字相敏检波的原理、特点、电路实现以及实验数据分析。实验证明,该检波方法能有效利用测井信息,优化随钻测井系统。

电法测井的新进展

电法测井是地球物理测井学科的重要领域，是勘探、开发油气田和其它矿产的重要方法之一。本文将对近10年来电法测井的发展进行评述，讨论了阵列感应测井、定向电阻率测井、薄层电阻率测井、电磁波传播测井等方法的新进展，也论述了随钻测井的电磁测井，套管井电阻率测井及全井眼微电阻率成像测井等。

随钻电磁波传播测井传感器参数优化设计

随钻电磁波传播测井是随钻测井系列中最重要的一种测井方法,它通过记录电磁波信号的幅度比和相位差来反映地层介质信息。不同的频率、源距的测井仪器参数会产生不同的测井响应特性,选择适当的传感器参数能够提高其探测效率。应用有限元法对非均质地层进行正演模拟,得到随钻电磁波传播测井方法的纵向分辨率与径向探测深度。采用神经网络的方法辅助传感器参数优化设计,计算不同地层电阻率、频率、源距的纵向与径向函数。通过计算值分析得到优化后的传感器参数,并计算新传感器参数的视电阻率正演响应。计算结果虽然与正演计算数值有一定误差,但误差很小,并且在可以接受的范围内。随着正演模拟样本的增加,神经网络的方法能够有效辅助参数优化设计,降低计算次数。设计的新型传感器够有效反映地层电阻率。

多频电磁波传播测井信号测量系统

大量岩石物理实验研究证实地层的复电阻率频谱信息在储层评价方面具有广阔的应用前景,开展多频电阻率测井相关技术研究有利于相应岩石物理研究成果的落地推广.本文基于电磁波传播测井原理对多频电阻率测井的信号测量技术进行了研究.信号测量系统的核心单元为数字信号处理芯片DSP,配合高频VGA(可变增益放大器)芯片和数模转换器实现了高宽频带信号的可编程增益放大.为简化系统结构并降低硬件成本,利用直接频率合成器DDS、乘法器和低通滤波单元对测量信号在不损失信号幅度和相位信息的条件下进行了降频处理,降频后的信号频率固定为50 kHz,与测量信号无关.利用高精度模数转换芯片和FIFO缓存芯片,配合的DFT算法实现了两路高频信号相位和幅度的高速采集计算.由于检波信号频率固定且与测量信号频率无关,DFT算法得以简化以提升幅相分析效率.设计了幅度比和相位差已知的刻度电路对信号测量系统在250 kHz~8 MHz频带内的测量性能进行了测试,在测试频带内的相位差测量绝对误差低于0.3°,幅度比测量绝对误差小于0.6 dB.设计的多频电磁波传播测井信号测量系统具有稳定的测量精度,研究成果对于多频电磁波传播测井的工业化研发具有推动作用.