非电阻率测井流体识别研究现状及展望

电阻率测井是目前流体识别的主要手段,但其在具有低孔隙度低渗透率、非均质性较强、特殊矿物发育等特点的储层中不易准确判别流体性质。为解决复杂储层流体识别问题,基于非电阻率测井技术衍生出了一系列方法,该文分别阐述其判别流体性质的原理、应用实例以及适应条件。针对非电阻率测井流体识别方法的发展方向提出:二维核磁共振可结合实验室刻度进行流体识别图版优化,并且在数据采集质量及处理效果提升的基础上发展三维核磁共振流体识别方法。利用斯通利波直接反演流体表征参数,并开展大量实验、模拟完善氯元素产额校正理论以形成稳定氯离子流体识别法,尝试基于岩性扫描测井仪器Litho Scanner等提取快中子截面进行流体识别;结合机器学习算法进行图谱流体信息提取及性质区分。开展多测井技术联合识别流体性质方法研究,并形成具有推广价值的工作流程。

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.

基于电阻率测井的冻土区水合物储层AMT响应特征研究

音频大地电磁测深(AMT)是以岩石的电性差异为基础来研究地层电性结构的有效探测方法。冻土区水合物具有显著的高阻特征,与围岩存在电性差异,AMT方法可用于冻土区水合物勘探评价。基于祁连山冻土区水合物储层的实际赋存地质特征,结合电阻率测井建立水合物储层的地电模型,采用有限单元法和非线性共轭梯度法数值模拟了AMT方法探测水合物储层的适用范围和最佳采集参数设置方案。当水合物储层孔隙度小于5%、水合物饱和度大于70%、赋存规模小于50 m、埋深超过500 m时,AMT方法难以识别与圈定水合物储层;在水合物可能赋存区域,效果最佳的采集参数为3倍区域宽度的测线长度、11个测点数、4个高频段(100~1000 Hz)的频点数。研究结果可为祁连山冻土区水合物电法勘探提供理论依据和技术支撑。

微分算子展开与耦合势三维有限体积法快速计算随钻超深前视电阻率测井响应非线性Born逼近

本文将非均质各向异性地层中电磁场耦合势Helmhotz方程分解为各向异性背景场方程与散射场方程,并应用算子展开技术推导出耦合势Born级数解,建立一套三维非均质各向异性地层中随钻超深前视电阻率测井响应各阶散射电磁场与非线性Born逼近的有效计算方法.首先,利用传输线法与二维插值技术确定背景电磁场空间分布,得到零阶Born逼近解,然后根据电磁场耦合势的Born级数解推导出各阶散射电磁场方程与递推关系,通过三维有限体积法实现各阶散射场耦合势方程的离散,在此基础上结合MKL PARDISO并行技术,通过递推方式逐步计算各阶散射电磁场,并根据Born级数部分和确定不同阶次的非线性Born逼近.最后利用数值模拟结果对正演算法加以检验,并深入研究分析各阶散射场的变化特征与Born级数的收敛性质.

过井眼洞穴型地层钻头电阻率测井响应特征分析

钻头/近钻头电阻率测量是实现复杂储层中实时高效测量和实时地质导向的重要技术手段。为分析钻头电阻率测井钻遇洞穴型储层时的响应特征,基于有限元法考察了钻头电阻率测井仪的径向探测深度、纵向分层能力和前视探边能力,通过数值模拟分析了洞穴尺寸、形态、填充物电阻率等因素对不同井底钻具长度的钻头电阻率测井的影响。研究结果表明:①随井底钻具长度增大,仪器的径向探测深度增加,纵向分层能力变差;固定井底钻具长度,目的层相对围岩低阻时,仪器的分层能力更强;地层厚度大于两倍井底钻具长度时,仪器响应受层厚/围岩影响相对较小;②井眼泥浆电阻率越大,仪器探测到层边界的灵敏度越高;层界面倾斜时,仪器更容易探测到地层边界,但穿过地层后恢复到下部地层真电阻率的速度变慢;③井底钻具长度越小,仪器响应对洞穴的敏感性越强,越容易判断洞穴的存在;④洞穴形态变化对钻头测量视电阻率曲线有不同影响,洞穴纵向延伸时,视电阻率明显降低,此曲线确定的地层视厚度增大;径向延伸时,视电阻率下降程度更大,仪器钻出洞穴时的视电阻率曲线极化角增大;洞穴填充物电阻率与基岩电阻率对比度小于1∶50,洞穴半径大于下部钻铤长度时,视电阻率会进一步下降,且测井曲线出现两个低谷;⑤洞穴边界位置可通过测井曲线变化率最大处、出现极化角的位置和井底钻具长度来判断。研究结果可为钻头电阻率测井钻遇洞穴时的定性判断提供一定参考。

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。

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。

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。

瞬变电磁过套管电阻率测井数据采集系统

为满足在生产井中进行套后测量从而获取套管外地层电阻率,进而求取剩余油饱和度的需求,研制了瞬变电磁过套管电阻率测井数据采集系统。系统中井下瞬变电磁过套管电阻率测井仪采用单发双收线圈系,记录4条地层电压时间谱曲线,实现对井周围介质电磁信息的精密采集,并通过CAN高速总线将数据实时传送到遥测仪器。遥测仪器采用曼彻斯特编码技术,实现与地面长距离、双向快速实时通信。电阻率反演基于人工智能机器学习算法完成记录电压值到电阻率的转换,转换后的电阻率曲线与裸眼井地层电阻率曲线形状具有一致性。现场测试表明,所研制的测井数据采集系统能够实时精确地采集地层电磁信号,在数据后处理过程中通过机器学习可以快速获取套后地层电阻率信息。

随钻聚焦电阻率测井仪响应特性分析与应用

随钻聚焦电阻率测井是随钻测井系列的重要组成部分,其仪器本体属于钻具的一部分。相比于传统电缆测井,随钻测井在大斜度井/水平井等复杂井眼工况时,能够在钻井过程中实时采集接近裸眼井原状地层的电性资料,具有低作业风险和高作业时效等显著优势。通过采用软硬件聚焦的形式,提出一种无硬电极电流型聚焦电阻率测井仪,能够提供深、浅电阻率曲线和井壁微电阻率成像,可用于随钻过程中实时泥浆侵入评价以及钻后地层电阻率和井壁附近地层电阻率成像评价。介绍了该仪器的电极系结构和测量原理,由数值模拟结果可知该仪器具有良好的径向探测深度、纵向分层能力和较小的井眼影响等探测特性。实验样机在现场实际测井中取得了良好的测井效果,满足了现场测井需求,为储层评价提供有力的支持。

随钻电阻率测井曲线与电缆电阻率测井曲线的对比分析

近年来，国外随钻测井技术发展迅猛，成功解决了许多超长距离的水平井和极特殊条件下的测井难题。由于随钻测井能够实时获得地层信息，随钻测井对于地层评价和地质导向具有重要意义。本文在介绍了随钻测井的特点之后，系统研究了随钻电阻率测井与电缆电阻率测井信息之间的关系，旨在提高对随钻测井资料定性和定量的认识水平。

随钻电阻率测井的环境影响校正主次因素分析

环境影响校正是随钻电阻率测井资料精细解释与应用中的重要问题。分析了随钻电阻率测井中井眼、围岩、地层倾角(或井斜角)、地层各向异性及泥浆侵入等环境因素对测井结果的影响及其校正方法。在大斜度井、水平井中采集随钻电阻率测井数据,当地层倾角或井斜角比较大时受地层各向异性影响最为明显;当目的层为薄油气层时需要考虑围岩影响;当钻速较低、测井仪器离钻头较远、岩层暴露时间较长时需要考虑泥浆侵入的影响。推导出地层视电阻率与垂直层界面方向的电阻率、平行层界面方向的电阻率的关系式,并给出了随钻电阻率测井环境影响主次因素判释流程图。依据校正公式和数值逼近迭代方法及所编制的主次因素分析与自动校正程序处理了某油田的多口井随钻电阻率测井资料,认为井斜角和各向异性导致实测的电阻率值增高,通过校正提高了随钻测井解释的精度和准确性。

非轴对称条件下用三维模式匹配法计算电阻率测井响应

采用模式匹配法研究了非轴对称条件下普通电阻率测井响应.根据非轴对称的地层模型,建立了新型的坐标系,确定在井轴与地层法线所形成的XOY平面上用数值方法,与此面垂直的方向上用解析方法.在XOY平面上的数值分析中,构建了广义特征值问题;在Z轴方向的解析部分中,人为地划分了一些介质层,并根据电磁场在层界面的连续性条件,推导出了各层之间场量的传递关系,从而摒弃了传统上二维模式匹配法中的复杂的反射阵和透射阵理论,完成了三维模式匹配理论.多种地层模型的数值结果对比表明,该方法在轴对称条件下的计算结果和二维模式匹配法的计算结果具有很好的一致性.此外,应用此算法还研究了倾斜地层等各种非轴对称的地层模型电阻率测井响应,系统地考察了井斜角对普通电阻率测井响应的影响.

实际井眼条件下过套管电阻率测井响应的传输线方程正演算法

过套管电阻率测井通过测量套管壁电势实现测量地层视电阻率,不同的地层模型对过套管电阻率测井会有不同的测井响应.在传输线方程系数中本文考虑了径向含多个界面地层的影响,对轴向(井轴方向)呈层状、径向阶跃变化地层模型,给出了电势分布递推公式,计算了过套管电阻率测井响应,绘出了测井响应曲线.算例表明,该方法有较强的轴向地层界面分辨能力;对径向均匀地层计算结果非常接近地层模型电导率,能较好地反映实际地层特征;对高电导地层,低电导水泥环有明显的测井响应;当径向存在多个地层界面时计算结果则为径向各层电导率的综合反映,不是某一径向层的电导率;算例显示该方法有较快(算例运行时间在1s内)的计算速度.

电极法复电阻率测井研究

电极法复电阻率测井技术是以岩石复电阻率频散特性为理论依据,从岩石物理性质的理论和实验研究的基础上发展起来的一种新型电测井方法,该方法能同时检测岩石电阻率、低频介电常数和频率响应特性。电极法复电阻率测井的实现是在双侧向仪器的基础上增加一个频率大约为10kHz的高频通道,并检测其复电阻率模值。其测井资料的解释用岩心实验建立的复电阻率频散模型作为正演模型,对测量到的低频实部电阻率和高频模值电阻率进行反演求出地层的含油气指示参数,从而评价地层的含油气特性。应用该方法进行了现场测井和资料处理,结果表明其方法具有可行性。

自适应hp-FEM在随钻电阻率测井仪器响应数值模拟中的应用

随钻电阻率测井仪器响应数值模拟在电法测井仪器研制和资料处理与解释中具有重要的意义.本文利用自适应hp有限元算法(hp-FEM)模拟和分析了地层各向异性以及相对倾斜对仪器接收信号幅值比和相位差的影响,并对仪器响应特性进行了评价;同时,利用HERMES有限元软件包与VC++开发平台相结合,可以对随钻电阻率测井仪器响应数值模拟过程中,仪器产生的感应电场在地层中和地层分界面处的分布进行显示,从而为钻井地质导向提供有效的信息.计算结果表明,自适应hp-FEM算法收敛速度快且计算精度高,非常适合于对随钻电阻率测井仪器响应进行数值模拟计算.

非均匀套管井中的过套管电阻率测井响应

套管井壁的电势分布包含了金属套管和地层模型的信息,套管电阻率的变化对过套管电阻率测井有重要影响,本文考虑了套管电阻率的变化对传输线方程系数的影响,给出了非均匀套管壁电势分布的计算方法.利用套管井壁电势分布实现了非均匀套管测井响应的计算,考察了套管电阻率变化对过套管电阻率测井响应的影响,模拟结果表明,套管的变薄或变厚对测井响应均有一定影响。当套管电阻突然变小(套管变厚)或突然变大(套管变薄)时过套管电阻率测井异常发生在套管电阻突变界面附近.模拟结果还显示电极距对测井结果有明显影响.

各向异性地层中电阻率测井的响应特征

应用模式匹配算法研究了斜井眼中普通电阻车测井的快速正演模拟方法，系统地考察了井眼倾角、地层厚度以及地层的各向异性等对普通电阻车测井的影响。数值模拟结果证明：①在斜井眼中，各向异性地层和各向同性地层在响应特征上存在着很大差异。对于厚度足够大的地层，井眼或地层倾角的变化对各向同性地层的视电阻率几乎没有影响（其影响是由地层视厚度的变化引起的），但对各向异性地层的视电阻车影响很大。②并眼或地层倾角的增加改变了地层的视厚度，对厚度小于测井仪器纵向分辨率的薄储层的视电阻率产生明显影响。③当薄交互层中各个地层的单层厚度大大小于测井仪器的纵向分辨率时，其上的响应与各向异性地层的响应完全相同。因此，利用各向异性地层上现电阻率随井眼倾角变化的特征，可以从斜井眼的视电阻率测井曲线中识别出各向异性地层。此外，文中还进一步研究了水平层状各向异性地层中倒向和微球型聚焦测井响应特征的差异，以及应用两者的差异识别和划分各向异性地层的方法。

复电阻率测井方法及其应用

复电阻率测井是以两频或多频测量地层电阻率的新方法 ,它可用来有效地识别油气层和确定水淹油层的水淹程度。简要介绍了复电阻率测井的测量原理、仪器设计。胜利油田