基于微电阻率成像测井的深煤层顶板封盖性评价方法及应用

深煤层游离气含量高,资源量丰富,是天然气增储上产的重要潜力资源。顶板封盖条件是影响深煤层含气性,特别是游离气含量的重要因素。基于微电阻率成像测井技术,系统开展鄂尔多斯盆地东缘某煤层气开发区顶板岩性识别,建立了煤层顶板岩性和裂缝识别图版,分析了地应力方向,提出了有利的顶板组合类型。研究结果表明:①综合常规测井资料和电成像测井特征,可以基于静态电成像图有效区分砾岩、砂岩和泥岩等10类岩性,对应不同的伽马和声波时差测井结果,研究区煤层顶板以泥岩为主,砂岩次之;②煤层顶板裂缝主要发育有高导缝与诱导缝,高导缝显示为正弦曲线,包括张开缝和泥质充填缝,诱导缝呈现为羽状或雁行状排列,可以用于判断应力方向;③结合顶板岩性厚度、裂缝发育情况等,可划分出封盖性不同的3类煤层顶板组合,其中I类顶板电成像图像一般呈亮色且裂缝发育少,II类顶板发育较多裂隙,III类顶板图像显示裂隙切割且图像不清晰;④基于此划分了3类顶板组合条件的分布,研究区以I和II类为主,具备良好封盖性。研究明确了不同岩性在电成像测井上的显示特征,提出了基于微电阻率成像测井的深煤层顶板封盖性评价方法,可有效支撑深部煤层气甜点区带优选和井位部署。

伪三维电阻率成像技术在煤矿采空区勘探中的应用

传统的直流电阻率法二维成像方法在复杂地质结构勘探中存在局限性,无法准确恢复三维地下电性结构,同时当测区范围比较大时,真三维直流电阻率勘探要求一次性布极,受硬件、成本等因素限制,基本不具备实施条件。本文以襄樊到荆州铁路沙岗煤矿老窑采空区勘探为例,设计了二维多剖面交叉布线的伪三维勘探方案,使用常规高密度电法设备进行野外数据采集,通过基于八叉树网格剖分的三维电阻率成像算法获得了工区地层和小煤窑采空区的高精度三维电性结构,经与区域地质资料、钻探成果资料对比验证,工区内高电导率异常分布特征可以良好地反映工区地层界线和老窑采空区空间分布特征。上述应用研究表明,基于伪三维采集方式的三维电阻率勘探方法可以有效识别具有连通性特征的地质异常信息和勘探目标,具有良好的成像精度和实用性,对突破二维成像的局限性和三维电阻率勘探的推广应用具有现实意义,在近地表不良地质勘探领域具有广泛的应用前景。

基于微电阻率成像测井图像的琼东南盆地松涛隆起新近系沉积相研究

沉积相分析是恢复古地理环境、进行油气储层、烃源岩和盖层预测,为油气资源勘探开发服务的常用手段之一。基于微电阻率成像测井图像的精细解译,结合岩心、录井、常规测井与相关实验等资料,在岩心刻度微电阻率成像测井图像的基础上,以沉积学理论方法为指导,对琼东南盆地松涛隆起新近系的岩性、岩石序列组合和沉积构造等进行了识别,并以此为相标志进行了沉积相分析,建立了研究区新近系的沉积相模式。研究结果表明:(1)从琼东南盆地新近系高清微电阻率成像测井图像上共识别出泥岩、粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩等共5类岩性,岩性较为复杂,整体粒度较细,粒径跨度很大,垂向上岩性呈现明显的旋回性。(2)根据琼东南盆地松涛隆起新近系高清微电阻率成像测井图像中不同形态线条的组合方式,结合倾角矢量模式,共识别出5类层理类型(水平层理、波状层理、板状交错层理、槽状交错层理和块状层理),此外还识别出了钙质结核和生物扰动构造。(3)琼东南盆地松涛隆起新近系沉积环境总体为滨-浅海相、半深海和深海相沉积,局部层段发育浊流沉积;沉积演化规律表现为在渐新世晚期陵水组沉积时期全区发生海进,接受了滨海三角洲为主的各类沉积作用;到中新世早期的三亚组和梅山组沉积时期,沉积环境逐步由滨岸沉积环境过渡到浅海和半深海沉积;至黄流组和莺歌海组沉积期海水进一步加深,出现了半深海和深海沉积;而到莺歌海组沉积末期,发生了缓慢的海退,逐步变为半深海沉积。

利用水下电阻率层析成像技术探测坝址岩溶溶洞

内河航运和水电开发工程在推进社会进步中发挥了重要作用,然而部分河底岩溶溶洞广泛发育,严重影响工程选址及建设。提出水下电阻率层析成像探测方案,并将该方法应用于广东东江下矶角航电枢纽工程,共布设6条700 m长横跨江面的测线,单个水底电缆排列包含40个电极,极距5 m,相邻排列重复观测长度为100 m。反演得到的三维电性结构刻画了高阻砾石层、低阻砂岩和高阻灰岩等关键地质单元,结合已有钻孔资料划分出多个隐伏溶洞靶区。水下电阻率层析成像施工难度大,正反演计算复杂,研究成果可为后续电阻率层析成像和水下灾害地质异常体探测提供参考。

地铁掘进前方孤石的电阻率层析成像特征及解释

对城市地铁掘进时地层中可能遇到的孤石的层析成像特征及解释进行研究。针对城市环境特点,归纳总结孤石类型及其发育特点、规律;通过构建不同地层参数条件下的孤石模型,开展基于高密度电阻率的层析成像正反演计算,分析研究孤石层析成像特征及识别方法,不断提高孤石的解释精确度。初步建立了一套有效的针对地铁掘进前方孤石的高密度电阻率探测方法,较好地解决了地铁掘进过程中孤石的有效探测问题,能够为孤石的安全评价及后期的处治提供更为可靠的依据和参考,并有效指导城市地铁的安全施工。

微电阻率扫描成像测井仪在伊拉克米桑油田地层评价中的应用

为了更好地发挥中海油田服务股份有限公司自主研发的微电阻率扫描成像测井仪(ERMI)在勘探开发和地质评价中的作用,提高其在伊拉克米桑(Missan)油田等复杂地层的应用效果,本文通过介绍ERMI电成像测井仪器的工作原理,分析伊拉克米桑油田的地质情况和构造特点,根据前期在米桑油田的实际作业情况,从ERMI电成像测井作业前的准备工作、仪器参数优化组合、测井资料质量控制、现场操作注意事项等方面总结出了一套适合该地区地层特性的操作技巧,并在数据处理和综合解释方面取得了丰富的应用成果。

二维电阻率成像法在沙颍河流域工程地质结构测绘中的应用

沙颍河流域地质结构比较复杂,研究区域的岩性包括冲积层、火山灰和花岗岩等。在研究区域发现的地质接触、断层和断裂带可以表明这个区域发生过的地质演变过程。为了研究这些重要的地质特征,二维电阻率成像方法得到进一步拓展和研究。该方法可以描绘出地质结构的地下图像。文章的研究包括对三条不同长度的独立调查线路的勘测。使用偶极子阵列和10m的电极间距进行调查。本研究的目的是确定地下地质接触情况,并确定接触带处是否存在断层或者断裂带。二维电阻率成像方法反演剖面的结果成功地表征了断层、接触面和裂缝等地质构造的类型。结果表明二维电阻率成像方法的结果可以用于绘制沙颍河流域的地质线形。

基于FPGA的微电阻率扫描成像测井仪极板检测装置设计

针对微电阻率扫描成像测井仪极板的出厂检测效率低、现场维修人员占用率高等问题,设计基于FPGA的微电阻率扫描成像测井仪极板检测装置。该检测装置提供极板所需的±5 V电源、时钟信号、复位信号和24路正弦电流信号,使用16位模数转换器采集极板输出的电压信号,采用FFT算法分析信号包含的频率点及其对应的幅度,采用频率—幅度双参数评判法评判极板功能是否正常,并通过LED灯指示检测结果。测试表明:该检测装置能准确检测极板24路信号频率和幅度,准确评判极板功能正常与否,并直观指示检测结果,可应用于极板出厂时的高效检测以及仪器损坏时的现场检修。

井下油基泥浆电阻率和介电常数测量方法与测量探头设计

随着油气勘探的发展,油基泥浆应用越来越广泛,适用于油基泥浆环境的电成像仪器也获得了大量应用。油基泥浆电阻率与介电常数对电成像仪器的测量影响很大,需要利用探头附近油基泥浆电阻率和介电常数数据对成像测量结果进行补偿。介绍了一种实时测量井下油基泥浆电阻率与介电常数的方法及其探头的设计,利用发射电极、接收电极及充满在环形间隙的油基泥浆形成同轴圆柱电容器,建立油基泥浆电阻率与电容器等效电阻的定量关系及油基泥浆介电常数与电容的定量关系,从而确定油基泥浆电阻率与介电常数。该技术为补偿油基泥浆对电成像测量数据的影响提供了理论依据和技术支持。

西宁盆地黄土区草本植物边坡电阻率与土体物理力学性质关系研究

为研究高寒干旱-半干旱环境黄土区种植不同类型草本植物边坡土体电阻率与其物理力学性质之间的定量关系,探讨电阻率数值反映边坡土体物理力学性质及其变化特征,在西宁盆地长岭沟流域自建试验区选取未种植裸坡以及种植生长期为3年的垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum Linn.Gaertn.)、高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)的边坡共5种类型边坡为研究对象。通过开展边坡土体密度、含水率、含根系与不含根系土体直剪试验,对比不同草本植物根系对边坡土体物理力学性质的影响。在此基础上,利用二维电阻率层析成像方法建立不同边坡土体物理力学性质指标与土体电阻率间的定量关系。结果表明:(1)与未种植裸坡相比较,种植老芒麦边坡上层(0~10 cm)土体含水率增幅最大为26.53%;种植高羊茅边坡上层(0~10 cm)土体平均密度降幅最大为18.30%;种植垂穂披碱草边坡上层(0~10cm)土体黏聚力附加值最大,且为未种植裸坡的2.75倍。(2)5种类型边坡的电阻率受根系分布和边坡位置因素的共同影响,电阻率随着深度增加逐渐降低。4种草本边坡坡面以下0~20cm处土体电阻率均较裸坡大,该深度为根系分布大致范围。(3)5种边坡土体物理力学性质与电阻率数据之间存在拟合方程式(相关系数R2为0.48~0.77),且通过Pearson相关性分析得到边坡土体黏聚力c与电阻率间的相关性相对最高,相关系数R2为0.765。上述研究结果反映出可通过电阻率层析成像技术反映边坡土体物理力学性质,以及边坡土体中植物根系分布特征,可为研究区及其周边地区采用植物有效防治水土流失、浅层滑坡等灾害提供理论依据和实际指导意义。

电阻率测井成像图井壁裂缝智能识别与分割方法

目前测井图像裂缝识别、处理过程工作量巨大,人工识别主观性强、稳定性差,为此,提出将计算机视觉技术和深度学习框架引入测井成像图分析解读领域,构建新型裂缝形态智能识别网络模型,实现了电阻率测井成像图中井壁裂缝区域的智能识别与分割标注。首先,通过多尺度空洞卷积结合注意力机制提取电阻率测井井壁成像图中浅层和深层特征,并将深、浅层特征进行多尺度融合,形成更具表征能力的新特征。然后,根据该特征进行像素点二分类,完成每个像素点的前景、背景类型识别,若干个前景分类的像素点对应裂缝区域的轮廓。多尺度特征融合模型从微观角度充分保留了裂缝区域图像轮廓细节,裂缝区域关联像素点识别分类准确率接近80%。最后,进一步借鉴人眼视觉相似度评价体系,从宏观角度设计裂缝轮廓智能识别性能评价算法。评价结果表明,当视觉相似度感受评级为Ⅱ级时,训练集和测试集图像中与人工识别结果基本一致的裂缝区域分别达到81.3%和80.0%,说明所提方法可替代人工解释完成裂缝的识别和标注工作,能大幅减少图像分析工作量,细致勾勒出裂缝区域轮廓线。同时,有利于及时、迅速地判断井筒、井壁稳定性,为后续裂缝区域的智能定量评价、计算提供技术支撑。

抛石坝内部侵蚀的三维电阻率成像试验研究

内部侵蚀是抛石坝的重要隐患之一,严重时会造成坝体坍塌。为了有效精准地探测侵蚀通道在抛石坝内部的分布情况,制作了内含侵蚀隐患的抛石坝模型,应用三维电阻率层析成像探测系统对抛石坝进行探测,采用连续线性估计算法进行反演分析存在侵蚀隐患抛石坝的成像特点。结果表明:在抛石坝预设侵蚀隐患处的电阻率图像会出现高电阻率异常的情况;采用结合连续线性估计算法作为反演算法的三维电阻率层析成像技术对抛石坝内部侵蚀进行探测,可实现内部侵蚀尺寸识别精度小于20 cm,侵蚀位置识别精度小于10 cm。连续线性估计算法作为三维电阻率层析成像的反演算法具有可行性和可靠性,对于推动航道整治建筑物的病险诊断具有重要的现实意义。

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.

基于微电阻率成像测井的储集层物性及孔隙结构表征——孔隙度谱、渗透率谱及等效毛管压力曲线

基于毛管理论,在构建微电阻率成像测井等效毛管模型的基础上,建立反映储集层非均质性的孔隙度谱(φ_(i))、渗透率谱(K_(i))和等效毛管压力曲线(p_(ci))的理论模型;为扩展理论模型的实际应用,引入阿尔奇公式建立定量表征φ_(i)、K_(i)、p_(ci)的通用模型。对比现有模型表明:(1)现有孔隙度谱模型与φ_(i)的通用模型相同;(2)相较于普塞尔(Purcell)渗透率模型,K_(i)模型能计算得到渗透率谱;(3)相较于现有的毛管压力曲线构建经验模型,p_(ci)模型具有理论基础且克服了现有模型仅基于孔隙度谱分量构建的应用局限。四川盆地川中古隆起TSX井二叠系茅口组实例应用表明,基于孔隙度谱、渗透率谱及等效毛管压力曲线可有效区分储集层类型并计算得到储集层物性及孔隙结构参数,进而有效评价储集层的非均质性。

高密度电阻率法在杭州某工业污染区探测中的应用

杭州市钱塘江边曾从事化工品加工生产的某工业用地,表层土壤污染严重。经土壤修复后,地下水中氯化物质量浓度仍严重超标。为查明场地内污染物的空间分布,采用高密度电阻率法对工业用地进行勘查,取得较好的效果,为土壤后续修复治理提供科学依据。

基于微电阻率成像测井的地层各向异性表征方法

各向异性是地层固有的属性,在大斜度井、水平井中,可利用随钻电磁波测井曲线的差异信息进行各向异性系数计算;在井斜角较小的井中,各向异性对电阻率的影响较小,利用差异信息来计算地层各向异性系数的方法不再适用。为此,利用微电阻率成像测井的高分辨率特征和不同方位局部测量特性来划分图像灰度等级,并建立等效电阻率体积模型,进一步计算等效水平电阻率和垂直电阻率,从而获得储层的各向异性系数。与实钻井随钻电阻率计算的各向异性系数对比,一致性好,并且微电阻率成像计算的各向异性系数分辨率更高,能够很好地反映裂缝、孔洞、非均质井段的各向异性特征,为评价地层的各向异性提供新手段。

基于FCM聚类约束的直流电阻率法与地震走时成像法二维联合反演

通过引入模糊均值聚类(FCM)模型约束函数对电阻率与速度进行约束,开展二维直流电阻率法与地震初至波走时成像法联合反演研究.在地下浅层结构勘探中,通常低电阻率的地质体具有低速特征,较高电阻率的地质体表现为较高的地震波速度.直流电阻率法因为低电阻率区域吸引电流而对其敏感,地震走时成像法因为射线集中在高波速区而对高速体敏感,因此,两者联合成像能够大幅度提高反演效果.合成数据反演表明,直流电阻率法和地震初至波走时联合反演对于两类地质体的分辨能力均有提升,能够优势互补.尤其是引入FCM模型约束进行联合反演,根据已知物性进行监督学习,进一步提高了反演质量,改善了成像模型的分辨率.

基于电成像的高分辨率电阻率提取方法与应用

页岩油气具有厘米级的薄互层特征,现有电阻率测井受仪器分辨率、围岩等影响较大,不能客观反映地层真实电阻率值和准确识别薄层,导致有效厚度和含油饱和度等关键储量参数的计算精度较低。基于电成像资料高分辨率的优势,开展了页岩油气储层电成像的高分辨率电阻率提取方法研究。采用常规深电阻率曲线对电成像数据按深度逐点刻度,通过数理方法计算各个深度点电阻率分布的概率密度,采用高概率密度平均的方法构建高分辨率地层电阻率的计算模型。结果表明:基于电成像可以提取高分辨率电阻率曲线,其分辨率可以达到0.5 cm,形成了厘米级薄互层测井评价的关键技术。该方法应用于页岩油储层含油饱和度的计算,可以大幅度提高基于阿尔奇公式计算的含油饱和度精度,结果与岩心分析饱和度绝对误差小于3%,满足页岩油饱和度精度的要求。

微电阻率成像测井仪极板测试软件通信与处理模块设计

针对微电阻率成像测井仪极板的出厂测试与维修测试,设计了一套基于分布式架构的测试软件。该测试软件包含通信模块、处理模块、数据管理模块和显示模块。通信模块完成UDP通信功能,采用多线程技术提高运行效率,使用FIFO缓存数据,提高通信可靠性;处理模块完成FFT处理、增益计算、直流漂移计算和噪声计算。测试表明:通信模块运行稳定,处理模块计算准确,可应用于微电阻率成像测井仪极板的出厂测试与维修测试。

基于微电阻率成像测井的致密碳酸盐岩孔隙空间参数定量表征技术及其应用

孔隙空间参数测井定量表征是致密碳酸盐岩储层有效性评价的核心难点。基于致密碳酸盐岩地层特征,通过岩心分析孔隙度、分析渗透率,结合铸体薄片数据、压汞孔喉分布资料刻度电成像测井资料,探索建立一套致密碳酸盐岩孔径分布谱的转换方法,并基于此建立了微孔、细孔、中孔、粗孔、洞5种孔隙组分孔隙度及地层渗透率计算方法,实现了致密碳酸盐岩孔隙空间参数定量表征评价。该技术在鄂尔多斯盆地50多口气探井的致密碳酸盐岩储层中得到良好应用,有助于认识储层、判断储层的有效性,能够快速、精准优选试气射孔井段,可助力新领域、新层系勘探获得重大发现和突破。