页岩油储层水平井随钻电磁波电阻率测井资料校正方法

页岩油储层具有非均质强、各向异性显著等特征,造成水平井随钻电磁波电阻率测井响应复杂,资料定性解释和定量评价极为困难。为此,本文研发了一种适用于页岩油储层水平井随钻电磁波电阻率测井资料的校正方法。首先,考虑储层电性特征和泥浆类型,构建页岩油储层水平井电测井解释模型;研究相位差和幅度比曲线随井眼尺寸的变化,进而建立复杂仪器响应到均匀介质点源响应的映射关系,以消除钻铤及井眼等影响;在此基础上,针对页岩油储层,建立了基于解析算法的随钻电磁波电阻率测井资料逐点实时各向异性校正方法;最后,借助成像资料提供的界面和倾角信息,采用一维层状介质模型和梯度反演算法,逐层提取地层水平和垂向电阻率。结果表明:经井眼校正,随钻电磁波电阻率测井资料的处理可简化至一维,为资料快速处理奠定了基础;水平井随钻电磁波电阻率测井各向异性校正方法,可准确提取页岩油储层的水平和垂向电阻率信息,为该类油藏测井解释和定量评价提供准确的电性参数。

随钻方位电磁波电阻率测井数据精度分析及实时反演成像

随钻方位电磁波电阻率测井数据包含地层电阻率、地层边界方位及距离等信息,其中地层边界的方位和距离作为大斜度井/水平井开发过程中的重要参数,是地质导向正确决策的关键.通过反演和成像技术能够将随钻方位电磁波电阻率测井数据转换为可视化的地层参数信息.由于测井过程中上传数据有限,本文分析了不同数据的测量精度,为上传数据选取提供参考.基于传播矩阵算法和Levenberg-Marquardt算法开展了一维快速反演研究.通过实时监测模型参数质量,避免反演陷入局部极小值,保证模型参数的全局收敛性.最后,通过实测数据处理,验证了反演算法的可靠性.

电磁波电阻率(EWR)在井眼轨迹控制中的应用

简要介绍了电磁波电阻率(EWR)的结构和工作原理,分析了电磁波电阻率探测深度的影响因素,以两口井为例,介绍了EWR在水平井井眼轨迹控制中的应用情况。利用EWR的实时电阻率曲线可以较好地控制井眼轨迹沿油层最佳位置钻进,从而提高油层采收率和单井产量,而且它可以实现地层的实时评价,避免由于地层情况不明、设计出现误差而找不到油层、填井报废等事故的发生。

基于物理信息神经网络的随钻电磁波电阻率测井响应模拟

为实现复杂介质中随钻电磁波电阻率测井响应的快速模拟,加速随钻电磁波电阻率测井数据反演,基于物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Network,PINN)模拟了随钻电磁波电阻率测井响应。PINN将控制方程纳入损失函数,将偏微分方程求解问题转化为最优化问题,实现偏微分方程的求解。在数值算例中通过PINN方法得到了电场散射场,研究了采样方式、激活函数、网络结构对PINN结果精度的影响。在高电阻率地层和侵入地层模型中,使用PINN方法计算了随钻电磁波电阻率测井响应。数值算例结果表明,基于PINN模拟的随钻电磁波测井响应与有限元方法结果一致,利用该方法可以实现随钻电磁波电阻率测井响应的精确求解。

随钻电磁波电阻率测井仪在渤海某油田的应用

随钻测井是近十年来迅速崛起的一项先进的测井技术。与常规测井方法相比,随钻测井数据更真实、更及时、精度更高,可更客观地反映地层的实际地质特征,满足当代石油天然气工业对测井技术的特殊需要。文章介绍随钻电磁波电阻率测井仪的基本结构和原理,以及其在渤海油田某井中的成功应用。

电磁波电阻率测井的二维全参数反演

电磁波电阻率(EWR)测井仪可给出4条相位差和4条幅度比测井曲线,但它们的视电阻率值与相应的地层真值相差较大,要得到好的解释效果,还必须对它们做二维反演。在一组具有不同层厚、不同电阻率的23层数值模拟地层模型中正演计算了EWR的测井响应并分析了它们的性能,从它的8条曲线中挑选出了探测深度分布比较合理的5条。利用其中分辨率最高的P2曲线的一阶导数特征点提取的地层纵向边界数值的基础上,先对它们做纵向一维反演;利用一维反演结果作为二维反演模型的初值,采用适合于对地层几何参数和电参数同时进行反演的改进的阻尼型高斯-牛顿正则化算法,实现了EWR资料的二维全参数反演。该方法较好地重建了包括低电阻率环带在内的地层模型参数,开发了它的直观识别低电阻率环带的能力,提高了EWR的资料解释水平。

利用高频电磁波测井反演地层介电常数和电阻率

高频电磁波测井响应对地层纵向边界相当敏感 ,在其资料反演中必须重视地层纵向边界位置的提取和反演精度 .首先应用特征识别技术由测井曲线提取地层参数 ,在此基础上建立反演初始地层模型 ,通过分别构造反演地层电参数和纵向边界位置的目标函数 ,采用改进的阻尼型高斯 -牛顿算法 ,实现了对地层电参数和纵向边界位置的交替循环反演 .对含1 7个水平分层的典型地层模型的模拟测井资料进行反演计算 ,测井响应的反演精度达到2 .0 % (平均相对误差 ) ,电参数的误差为 4.4% .

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 。

随钻方位电磁波电阻率测量系统发展进展

随钻电磁波电阻率测量系统采用多线圈、多角度及多补偿的线圈系结构,实现不同径向深度及方位地层电阻率的测量,其在地质导向钻井和油田地层评价中占据着至关重要的地位。在常规随钻电磁波电阻率测量系统的基础上,斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿及长城钻探分别研制和推出了具有方位特性的随钻电磁波电阻率测量系统并广泛地应用于水平井和大斜度井的开发与探测。介绍了随钻电磁波电阻率测量系统的结构组成及电磁波信号的处理方法,并通过对比和分析国内外主流随钻电磁波电阻率测量系统的优缺点,对其发展趋势进行了展望,为中国随钻电磁波电阻率测量系统的进一步发展提供借鉴经验。

用并矢Green函数的矢量本征函数展开式评价偏心对随钻电磁波电阻率测井响应的影响

采用圆柱坐标系下径向成层介质中磁流源并矢Green函数的矢量本征函数展开式计算电磁波电阻率的测井响应,考察井眼内仪器偏心对测井响应的影响。计算时采用径向成层圆柱形地层模型并假设在每一圆柱层内地层是均匀各向同性的,这样每层介质内的电磁波是对称的柱面波和各阶非对称波的叠加。计算结果表明:仪器偏心的影响随频率的升高而增加;对于电阻性(电导性)钻井液,地层电阻率越低(越高)越需要对仪器偏心的影响进行校正。

倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器基本原理及其在地质导向中的应用

采用各向异性水平层状介质的磁偶极源并矢Green函数计算倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器的响应,分析井眼相对倾角和接收线圈倾斜角对接收信号幅度比和相位差的影响,以及传统仪器和新型仪器响应曲线角峰的性质。计算实例结果表明,与传统仪器相比,含有倾斜线圈的随钻电磁波电阻率测量仪器在定向钻井中能够更早地指示出地层边界的存在,从而可以更容易地调整钻井仪器使井眼保持在期望的地层内,因而具有更好的地质导向能力。

随钻电磁波电阻率测井仪器响应影响因素数值模拟

介绍了随钻电磁波电阻率测井仪器的响应原理及计算模型。通过数值模拟不同地层模型仪器响应,分析了随钻电阻率测井中仪器精度、井眼、井斜与层厚、各向异性、介电常数以及泥浆侵入等因素对电阻率的影响。对于目前数据处理和解释中地层模型不够准确、应用软件都无法同时处理各种影响因素、同时考虑到各种环境因素进行资料的反演几乎不可能、对地层反演结果的不确定性等问题提出建议。为正确利用随钻电磁波测井资料提供理论依据。

利用积分方程的加速迭代算法计算随钻电磁波电阻率测量仪器的响应

采用改进型逐次逼近解法(MSAM)和Aitken加速技术相结合的迭代算法计算二维积分方程.该算法将纵向成层原状地层作为背景地层,将计算区域限制在井眼和侵入带内,具有未知量数目少、收敛速度快、计算精度高的优点.利用该算法对随钻电磁波电阻率测量仪器在轴对称二维地层中的响应进行数值模拟.模拟结果显示,幅度衰减曲线和相位移曲线受井眼、侵入和围岩的影响程度不同,二者径向探测深度和垂向分辨率也有差异,利用补偿后的幅度衰减电阻率曲线和相位移电阻率曲线交叉点的坐标可精确确定地层层界面位置.

随钻电磁波电阻率测井实时井眼影响校正

在井眼半径较大和钻井液电阻率较低的情况下,随钻电磁波电阻率受井眼和电阻率影响较大,为了得到更准确的电阻率转换结果,在目前常用的电阻率转换模型基础上,引入井眼半径和钻井液电阻率两个参数,建立考虑井眼影响的三维转换模型,提出了电阻率实时井眼影响校正方法。实际应用中可以针对特定仪器计算得到电阻率转换数据库,通过三维插值查找技术实时校正得到地层电阻率信息。数值模拟及模型验证结果表明:提出的电阻率实时井眼影响校正方法得到的电阻率转换结果与图版校正值吻合,可以在很大程度上消除井眼的影响;该方法还可以降低正反演模拟的计算维度,提高大斜度井、水平井测井资料反演效率。

径向成层介质的Green函数及其在随钻电磁波电阻率测量中的应用

采用递推矩阵方法计算径向成层介质的Green函数,根据圆柱形层界面处电场和磁场的连续性条件得到确定待定系数的矩阵方程组,并通过递推方法快速求解。采用将变型Bessel函数的指数项单独列出的方式有效地解决了Green函数计算中的上溢问题。用得到的Green函数对随钻电磁波电阻率测量仪器进行数值模拟,分析钻铤的影响规律、井眼校正方法和仪器的径向探测深度。结果表明,只须改变方程组中源项元素的位置,可以方便地得到源点和场点在任意层时的Green函数,形式简洁,易于编程。在仪器测量范围内金属钻铤对随钻电磁波电阻率测量仪器的影响可近似视为恒定,在井眼直径较小且钻井液电导率较低的情况下无须对随钻电磁波电阻率测量仪器进行井眼校正,仪器的径向探测深度并非只取决于仪器参数,也与侵入带电导率、地层电导率以及井眼因素有关。所得到的结论可为随钻电磁波电阻率测量仪器的研制和使用提供理论指导。

倾斜线圈随钻电磁波电阻率测量仪器的响应模拟及应用

采用各向异性水平层状介质磁偶极子源并矢格林函数计算接收线圈倾斜的随钻电磁波电阻率仪器的响应,利用新的方式定义出定向相位差及幅度比信号。分析视电阻率以及定向信号的探测特性,总结出地层边界、地层对比度、相对倾角、各向异性、线圈倾斜角度对仪器响应的影响规律。结果表明,倾斜线圈仪器不但可以利用视电阻率进行地层评价,还可以利用新的定向信号探测出地层上下界面,相比传统的电磁波电阻率仪器具有更好的地层评价和地质导向功能,是一种应用前景广阔的仪器。

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。

电磁波电阻率仪器的基本理论及其在随钻测量中的应用

采用递推矩阵方法计算径向成层介质的Green函数并将其作为电磁波电阻率仪器的基本理论.根据圆柱形层界面处电场和磁场的连续性条件得到确定待定系数的矩阵方程组并通过递推方法快速求解.只需改变方程组中源项元素的位置,就可以方便地得到当源点和场点在任意层时的Green函数,形式简洁、易于编程.采用将变型Bessel函数的指数项单独列出的方式有效地解决了Green函数计算中的上溢问题.用上述Green函数对随钻电磁波电阻率测量仪器进行数值模拟,分析了钻铤的影响规律、井眼校正方法、仪器的径向探测特性和垂向分辨率.所得到的结论可为随钻电磁波电阻率测量仪器的研制和使用提供理论指导.

随钻电磁波电阻率测井之电阻率转化方法与研究

根据幅度衰减(EATT)和相位差(ΔΦ)转换得到电阻率是随钻电磁波电阻率测井信号处理的必然环节。根据电磁场理论,给出均匀介质中EATT和ΔΦ的磁偶极子解(将线圈近似为磁偶极子)和严格解的理论结果。介绍了根据EATT和ΔΦ转化得到电阻率的方法。根据电阻率的转化结果发现,将ΔΦ转换为相位差电阻率的误差很小,可以将线圈近似为磁偶极子,还可以达到简化计算和保证转化的电阻率与真实电阻率一致的目的。但是,在将EATT转换为衰减电阻率时,在高电阻率地层条件下,磁偶极子解的表达式存在明显的电阻率转换误差,因此,建议采用严格解的EATT表达式进行衰减电阻率的转换,以提高信号质量。