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。

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.

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.

过套管电阻率测井在京11断块水淹层评价中的应用

为指导水平井设计和钻井,同时为油田的二次开发提供依据,利用过套管电阻率测井方法在华北油田京11断块进行了20口井的套管井剩余油评价。利用过套管电阻率测井资料对地层水淹状况进行了分析和研究,进行了测井资料质量分析及重点井的措施层特征分析。分析表明,电阻率降低对应的均是强水淹层;电阻率升高对应的有中水淹层和强水淹层;电阻率基本不变时,地层受到注水影响越明显,水淹强度越高。编制了京11断块水淹层定性解释图版和解释标准。对18口井进行了重新处理解释,总解释符合率提高到89.5%,证明过套管电阻率测井技术是一种有效的剩余油监测方法。

过套管电阻率测井资料预处理方法

过套管电阻率测井原始资料为点测、多值、数据稀疏、深度不等间距的数据,且存在深度误差,需要对其进行必要的预处理之后形成单值、等深度间距和深度正确的数据才能进行后续处理,从而与其他测井资料配套应用。提出了一套预处理方法,采用Grubbs准则剔除可能的异常测量值;采用Lagrange插值形成等深度间隔、加密的数据;采用自动的相关分析进行测量数据的深度校正。对新疆油田10余口井过套管电阻率测井原始资料的预处理表明这套预处理方法有效可行。

过套管电阻率测井仪器刻度及井下测量数值模拟

为提高过套管电阻率测井的准确性,对刻度装置建模并数值模拟刻度过程,提出套管电流近似算法,数值模拟薄、厚两种地层模型的近似电流、地层视电阻率和二阶电位差。结果表明:仪器刻度数值模拟结果能够确定刻度装置参数,提供理论刻度曲线,辅助计算电极系系数;井下测量数值模拟所提出的电流近似算法具有较强的地层分层能力,且低阻薄地层的视电阻率逼近程度明显下降,高阻厚地层的二阶电位差值极小,对测井仪分辨率要求较高。

套管接箍对过套管电阻率测井的影响分析

过套管电阻率测井是一种新的测井方法,能在普通的金属套管井中测量地层的电阻率.但其测量结果受到来自套管、水泥环和围岩等诸多因素的影响,其中套管接箍是一个重要的影响因素.采用修正的传输线理论,通过数值模拟全面分析了套管接箍厚度、长度及单位长度电阻对过套管电阻率测井的影响.结论认为,套管接箍厚度对过套管电阻率测井的影响较小;过套管电阻率测井在以套管接箍为中心、上下各半个仪器电极距的深度范围内受套管接箍影响;套管接箍单位长度电阻与套管单位长度电阻差异越大影响越大.

过套管电阻率测井仪器的径向探测特性

为研究过套管电阻率测井仪器的径向探测特性,本文给出了反映地层径向介质变化的几何因子,利用过套管电阻率测井的传输线方程实现了电阻率测井几何因子的数值计算,针对Schlumberger公司的CHFR测井仪和俄罗斯的(?)KOC—31—7测井仪分别计算了几何因子响应曲线,通过曲线分析发现:两种测井仪对低侵剖面(有低阻流体侵入)均有较大的探测半径,但随侵入流体电阻的增大(高侵剖面)仪器的径向探测半径在减小,本文的研究为地层电阻率测井解释和仪器径向探测特性分析提供了理论依据。

测量电极接触电阻的过套管电阻率测井响应数值模拟与分析

为解决过套管电阻率测井中测量电极接触电阻的影响问题,以过套管电阻率测井的测量方式、仪器结构等为基础,提出了电极接触电阻测井响应数值模拟计算方法,给出了接触电阻、电表内阻与井壁电势测量值之间的关系。利用KAUFMAN传输线方法计算了金属套管壁的电势分布,利用该分布实现了电极接触电阻测井响应的定量计算。针对目前所使用的单极供电和双极供电2种过套管电阻率测井的测量方式,给出了电极接触电阻测井响应数值算例,结果表明:当任意一个测量电极存在接触电阻时都会引起测井曲线的较大变化,甚至还有可能会出现测井负异常,上、下电极所在的位置为测井曲线的奇异点,在电极附近有可能导致数倍或数十倍的测量误差;并且发现目前使用的2种测量方式的测井曲线存在较大差异,曲线奇异点的位置与测量方式有关。这些结果可用于过套管电阻率测井异常的考察、接触电阻的测井响应分析以及过套管电阻率测井解释等。

过套管电阻率测井微弱信号检测时域方法

过套管电阻率测井是一项重要的测井技术,该项目的一个难点为微弱信号的检测.采用了一种微弱正弦信号检测时域处理方法,并详细阐述了时域法微弱信号检测的测量原理,同时给出了过套管电阻率测井微弱信号检测的仿真试验结果.研究结果表明:在该领域,用时域方法处理信号在最低信噪比工作门限达到-20dB时,可以达到很高的检测精度.

过套管电阻率测井方法研究

过套管电阻率测井是在金属套管井中进行测井评价、监测油气藏动态和跟踪油藏流体饱和度变化的测井新方法。论述了过套管电阻率测井原理;首次提出应用修正传输线方程法(MTLEM),进行过套管电阻率测井响应模拟计算。基于模拟结果,分析了过套管电阻率测井的影响因素(地层电阻率、水泥环和套管等),给出了不同地层条件下测量信号的大小,为国内过套管电阻率测井的仪器研制和资料应用提供了定量依据。

过套管电阻率测井的地层电阻率快速反演算法

过套管电阻率测井是通过测量套管壁电势实现测量地层的视电阻率,基于传输线方程理论,针对层状地层,给出了套管壁电势、电流对地层横向电阻导数的微分方程(称Jacobi矩阵微分方程)及边界条件;利用Jacobi矩阵微分方程边值问题导出了过套管电阻率测井反演地层参数的Jacobi矩阵系数的解析表示,利用Marquardt方法实现了过套管测井的地层电阻率反演;通过计算对Jacobi矩阵的特性进行了探讨,并获得了较快的计算速度(因为Jacobi矩阵是用解析解表示的),反演结果与地层模型取得了较好的逼近.本文实现了过套管电阻率测井地层参数的Jacobi系数矩阵的快速计算及地层电阻率反演,为进一步开展电阻率测井数据处理提供了理论依据和快速反演算法.

过套管电阻率测井模型机模拟井实验研究

过套管电阻率测井有用信号非常微弱,只有纳伏数量级,微弱信号检测是过套管电阻率测井技术研究的关键技术难题。通过对大电流发射装置、超低噪声前置放大器、高精度信号采集与处理技术的研究,研制出过套管电阻率测井模型机,并建立了过套管电阻率测井室内模拟井实验装置,对模型机仪器的微弱信号测量不确定度、地层电阻率测量范围等技术参数进行了测试,为过套管电阻率测井模型机仪器的技术评价和过套管电阻率测井仪器的研制提供了实验依据。

套管非匀质性对过套管电阻率测井影响的数值模拟与分析

套管非匀质性对于过套管电阻率测井响应会产生显著影响.首次采用数值模式匹配法模拟过套管电阻率测井响应,在此基础上分析了各种套管局部变化对于测井响应的影响.模拟结果表明,套管异常区域及其附近的测井响应出现异常变化,异常变化程度与套管参数局部变化程度呈现正相关性;通过模拟不同类型电极系还发现,双注入电极系对套管非匀质性具有很好的补偿作用.文中首次模拟了井温梯度对过套管电阻率测井响应的影响.计算结果表明,该数值方法能够很好地解决包含套管非匀质性因素的过套管电阻率测井数值模拟问题.

基于自适应hp-FEM的过套管电阻率测井仪器响应数值模拟

过套管电阻率测井技术对于解决老井和套管井重新评价以及油藏动态监测和剩余油评价具有重要的意义,因此开展过套管电阻率测井理论及新方法研究将十分必要.本文依据自适应hp有限元算法模拟并分析了电极结构、地层倾角、泥浆侵入以及水泥环等影响因素对过套管电阻率测井仪器响应和测量结果的影响;同时,利用HERMES有限元软件包与VC++开发平台建立模型,可以对仪器发射电极产生的电场在套管及地层中的分布情况进行显示,进而可以为套管检测提供有用信息.数值实验表明,自适应hp有限元算法收敛速度快且计算精度高,适合于对过套管电阻率测井仪器响应进行数值模拟计算.

过套管电阻率测井信号频率对检测的影响分析

分析了金属套管的趋肤效应现象,提出过套管测井激励信号的源为超低频。过套管电阻率测井技术直接测量信号的量级为μV级,有用信号的量级为nV级。针对测井信号的特点提出利用数字相敏检波技术提高信号的检测精度。分析了信号频率对检测的影响因素,为准确检测信号,过套管电阻率测井要求激励信号的频率小于10Hz,激励信号的频率稳定度直接影响信号检测的精度。在确定采样数据长度、采样频率条件下,可定量计算激励信号的允许频率偏差范围。该结论可用于指导过套管激励信号以及弱信号检测系统的设计。

含裂缝地层的过套管电阻率测井响应特征研究

由于石油压裂开采等开发措施的实施,会使在套管周围存在着许多被油气等高阻流体填充的微裂缝.尽管这些裂缝或孔隙可能很小,但对套管井电阻率测量会有非常大的影响,甚至会改变原地层的电阻率测井特征,因此裂缝测井响应的计算及考察对过套管电阻率测井十分重要.为解决裂缝测井响应的计算问题,本文提出了计算等效电阻的电流通量管模型,利用该电流通量管模型给出了含垂直裂缝地层横向电阻的计算方法,基于传输线方程法及地层电阻的过套管测量方法实现了含裂缝地层的过套管电阻率测井响应的数值计算,通过计算实例考察了地层裂缝对过套管电阻率测井响应的影响.算例表明:裂缝中的高阻流体对地层视电阻率测量结果会有较大的影响;环形裂隙比垂直裂缝有更大的电阻率测井响应.本文的研究为解决微裂缝过套管电阻率测井响应的计算这一关键技术问题提供了一种可行的计算与考察方法.

ECOS过套管电阻率测井技术及其在孤岛油田的应用

孤岛油田正处于开发后期,为及时调整开发方案,必须确定剩余油分布。过套管电阻率测井技术是近年来成熟起来的一种剩余油饱和度评价方法,该技术实现了在套管内对套管外地层电阻率的测量,具有较好的探测特性和动态分析范围等优势。详细阐述了ECOS过套管电阻率测井技术的原理及其资料预处理和解释方法,并将其应用于孤岛油田的生产实践中,应用结果表明,该技术适合于孤岛油田的复杂地质条件,可以解决孤岛油田剩余油饱和度评价和油藏动态分析工作。

固井工艺对过套管电阻率测井影响的数值模拟

过套管电阻率测井响应信号十分微弱,增强测量信号幅度对提高仪器测量精度、改善视电阻率计算结果的精确性具有重要意义;建立全空间有限厚度纵向、径向阶跃地层模型,针对近地表段为低阻、中阻和高阻三种地层模型,在MATLAB7.0环境下数值模拟分别得出了近地表段有/无水泥环封固条件下,套管上一、二阶电位差的分布;分析上、下供电模式下电位差分布特点,总结了近地表段水泥环对测井响应的影响,给出了不同地层条件下近地表段水泥封固的建议。

过套管电阻率测井微弱信号检测误差分析

过套管电阻率测井通过测量金属套管上的微小电位差来计算地层视电阻率,套管上电位差的测量误差决定了地层视电阻率的测量误差。介绍了过套管电阻率测量原理,包括参考电压模式、套管电阻模式、泄漏电流模式等3种测量模式。推导了2种计算地层视电阻率方法的误差传递公式,探讨了影响地层视电阻率测量精度的因素,认为直接测量套管上的二阶电位差比测量一阶电位差会取得更高的地层视电阻率测量精度。该结论可供仪器研制方案选择参考。