爬行器与MAPS阵列测井仪器组合在水平井测试中的应用

油田水平井在开发中后期含水率过高的问题逐渐突出,测试找水需求日益增多。文章分析了水平井常见测试找水难点,针对产液剖面测井技术及测试仪器串送入技术提出一种结合爬行器送入工艺与MAPS阵列式生产测井仪器的找水工艺,并在水平井产出剖面测井中成功应用。

爬行器与MAPS阵列测井仪器组合在水平井找水测试中的应用

油田水平井在开发中后期含水率过高的问题逐渐突出,测试找水需求日益增多。文章分析了水平井常见测试找水难点,针对产液剖面测井技术及测试仪器串送入技术提出一种结合爬行器送入工艺与MAPS阵列式生产测井仪器的找水工艺,并在水平井产出剖面测井中成功应用。

基于LSTM的小井眼阵列感应测井响应预测

快速准确地获取测井响应曲线是进行后续测井反演的基础。为了对测井响应进行高效的正演建模,将LSTM神经网络应用于小井眼阵列感应测井响应的预测中。数据集来源于COMSOL软件建模仿真得到的小井眼感应测井响应数据。在离线训练阶段,LSTM模型从测井响应数据库中提取到小井眼感应测井响应的数据特征。给定简单各向同性层状地层和复杂各向同性地层两种地层参数,训练得到的模型可用于预测阵列感应仪器的小井眼测井响应。研究表明,LSTM预测结果与基于测井响应数据库传统多维插值法的结果基本吻合。在保证预测结果精度的前提下,LSTM预测极大地提高了不同地层场景下测井响应的预测时间,且具有良好的泛化能力。

一种基于改进CORDIC算法的阵列侧向测井仪信号发生电路

阵列侧向测井仪是目前测井工程中探测与分析复杂地质结构的一大利器。为实现5种不同探测深度的“阵列式”测井,仪器自身需要同时产生5种频率高精度正弦信号。本文对经典坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法进行了改进与优化,改进后的算法计算量仅约为经典算法的1/3,大幅减小了DDS信号发生电路的输出时延。通过Modelsim软件仿真验证改进算法的可行性后,使用FPGA芯片编程,搭配DA/C与低通滤波电路,设计实现了一种基于DDS技术的阵列侧向测井仪信号发生电路。仪器外刻度模拟实验表明:搭载该信号发生电路的阵列侧向仪器能够在0.6Ω~100 kΩ电阻范围内保持良好的一致性,5种模式下电阻值实测误差均保持在10%以内,对于中低阻值模拟地层的测量精度达到了3%,较上一代阵列侧向仪器性能有明显提高。

潜山花岗岩裂缝性储层阵列声波测井数值模拟研究

南海琼东南盆地潜山储层储集空间类型复杂多样,裂缝多发育,导致储层具有较强的非均质性,该地区多见花岗岩沉积,因此有效评价花岗岩储层中裂缝的发育情况至关重要。利用COMSOL Multiphysics有限元模拟软件,采用有限元方法,对使用阵列声波测井探测不同宽度、不同倾角及不同长度的花岗岩储层进行模拟,总结出不同发育状态裂缝的阵列声波测井响应特征。研究发现:裂缝性地层横波受裂缝宽度变化影响不明显,横波衰减程度与裂缝倾角变化呈反比,与裂缝长度变化呈正比;斯通利波对裂缝宽度、裂缝倾角、裂缝长度等变化均有明显响应,斯通利波衰减程度与裂缝宽度及裂缝倾角均呈正比;在裂缝长度小于0.1 m时,斯通利波衰减程度与裂缝长度呈正比,裂缝长度大于0.1 m之后,斯通利波对裂缝长度变化无明显响应。本文研究结果为采用阵列声波测井方法判断花岗岩储层中裂缝的发育状态提供了依据。

阵列密度测井仪原理及常见故障分析

阵列密度测井仪是中海油服自主创新研发的一款地层密度测量仪。文章主要介绍了阵列密度测井仪的基本原理和结构组成,根据电子线路内各参考电路及驱动电路的信号分析,系统地提出了对典型故障的诊断过程及排除方法。

裂缝性储层阵列声波成像测井响应模拟及速度频散特征研究

为分析裂缝性储层中裂缝发育带对阵列声波测井响应的影响,本文采用交错网格有限差分算法实现孔弹介质阵列声波测井波列响应的数值模拟。通过对模拟波形速度频散信息的提取,总结裂缝发育带与扩径井段不同模式波的吸收衰减与速度频散响应特征的差异性。首先基于Biot孔弹介质模型导出柱坐标下弹性波的速度-应力方程;其次,用交错网格有限差分方法对孔弹波动方程进行离散化,为提高模拟算法效率与精度,使用高阶差分格式与NPML;最后,基于含倾斜裂缝带模型与井壁坍塌地层模型的响应模拟,用前后向振幅相位估计法分析阵列声波的波形幅度相位响应特征与速度频散的差异性。结果表明,低速裂缝带纵横波波场时差会增大,且衰减幅度随裂缝带倾角变化;井壁塌陷在径向与轴向上扩大时,会增强斯通利波与伪瑞利波衰减。声波纵横波时差、速度频散与幅度衰减均可反映一定的裂缝带特征,这些影响对评价和开发裂缝性储层具有重要意义。

利用阵列声波测井技术监测压裂裂缝参数的方法与应用

水力压裂是高效开发低渗储层的关键技术手段,监测地下压裂裂缝参数对于评价压裂改造效果、优化后续设计具有重要意义。然而由于海上作业环境的特殊性及成本限制,常规裂缝监测技术在海上应用效果不佳。通过前期开展的大量阵列声波测井测试资料,基于阵列声波测井技术建立了一套评价压裂裂缝参数的方法,利用横波波幅、声波各向异性以及径向速度剖面监测裂缝高度,利用声波远探测技术监测裂缝延伸距离,并进行了现场综合应用。结果表明:应用该方法能较为精准地监测缝高,同时能定性评价裂缝延伸距离,为渤海油田低渗储层压裂效果评价提供了一套有效的思路和方法。

井环境对阵列感应测井响应的影响分析

阵列感应测井资料经常出现与井眼环境有关的质量问题.采用三维矢量有限元法分别在椭圆形井眼、仪器偏心及斜井条件下的阵列感应测井原始响应进行了模拟,并对环境校正和合成聚焦后的数据进行了分析.结果表明,线圈距较短的原始测量信号更易受井眼椭圆度、仪器偏心、泥浆电阻率及与地层电阻率反差的影响;而合成聚焦后的浅探测曲线虽然经过了环境校正和合成聚焦等数据处理,但仍然受这些因素的影响,这反映出阵列感应测井的数据处理是不完善的或采用的校正模型是理想化的;在井斜影响方面,浅探测曲线受井斜角大小影响相对较小,深探测曲线在井斜角为60°以上时受其影响较大而必须进行进一步处理.

阵列侧向测井仪器的正演响应分析

为了进一步了解阵列侧向测井仪器在实际地层中的响应特性,在设计实现阵列侧向测井响应有限元数值计算基础上,考察了不同二维地层模型下目的层厚度和侵入深度变化对测井响应的影响.结果表明,阵列侧向测井的不同探测深度曲线分辨率匹配、层厚和测量模式不同,读数不同.侵入半径变化影响明显,除浅探测深度曲线外,其余曲线的侵入影响特性接近.高侵时,测量读数会乱序.不同的井眼、围岩、侵入和地层参数时侧向测井的仪器常数不同,将影响测井响应读数.

高分辨率阵列侧向测井的数学模型及有限元快速正演

对包含井眼、侵入带、围岩和目的层的轴对称地层模型,推导了无穷远截断边界上的Robin边界条件,建立了高分辨率阵列侧向测井的等值面边值问题模型.Robin边界条件较Dirichlet边界条件更加精确,可大大缩小求解区域而不影响计算精度.考虑到微分方程和边界条件为线性的,利用叠加原理简化了原微分方程边值问题的计算,克服了事先屏蔽电极上电流的不确定性.采用基于地址矩阵的稀疏存贮模式,大大减小了内存需求,且地址矩阵物理意义明确,方便迭代法调用求解有限元方程.引入预条件共轭梯度(PCG)法求解有限元计算形成的大型线性方程组,提高了测井响应的计算速度.利用本文方法定量考察了地层厚度、井径、侵入带等因素对阵列侧向测井响应的影响,为后续阵列侧向测井反演的研究奠定了基础,对实际测井工程具有一定的指导意义.

轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井信赖域反演法

本文研究轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井(HRLA)的多参数信赖域反演方法.首先对前期HRLA的有限元正演方法进行改进,提出基于叠加原理和并行直接稀疏求解器PARDISO的快速正演方案,更适合于反演计算.将HRLA反演问题转化为非线性最小二乘问题,利用信赖域算法求解.为提高反演速度,推导了目标函数对优化参数偏导数的具体计算公式.对典型地层模型,与已有文献中Jacobi预条件共轭梯度法(JCG)计算结果比较,发现PARDIDO比JCG快10倍以上,验证了本文正演程序的正确性与高效性.利用信赖域算法求解了电阻率四参数反演和传统的三参数反演.研究结果表明:并行直接稀疏求解器PARDISO能有效求解此类HRLA正演问题,对6次不同探测深度的测井模拟,所形成的有限元刚度矩阵完全相同,只须进行一次矩阵分解,大大加快了正反演的速度.信赖域算法收敛速度快,且具有全局收敛性.HRLA的信赖域反演结果几乎不依赖于初值的选取,从较差初值出发仍能得到满意的反演结果.另外信赖域算法抗噪能力比较强,即使对测井数据添加信噪比为10dB(甚至5dB)的高斯白噪声,仍能通过反演得到较为准确的地层参数.

基于COMSOL仿真软件的阵列感应测井偏心响应计算方法

研究了基于有限元仿真软件COMSOL的阵列感应测井偏心响应数值计算方法。通过解决偏心模型的建立、地层大小的选取、网格剖分设计和求解器的选取等问题,高效准确地计算出阵列感应测井仪器MIT的偏心响应。均匀地层COMSOL仿真软件计算结果与解析解的相对误差最大为0.369 796%,能够较好地满足计算精度,计算数据可靠有效。应用COMSOL仿真软件对阵列感应测井仪器MIT建立偏心响应数据库,对偏心严重的响应绘制图版进行分析,可有效分析偏心对视电导率的影响。

阵列感应测井在斜井和水平井中的响应特性

在完成基于COMSOL软件水平井阵列感应测井响应三维数值计算技术研究基础上,以三层地层为例,详细计算分析水平井和斜井中井位置、目的层厚、目的层电导率、围岩电导率以及目的层与围岩电导率对比度对阵列感应测井响应的影响。水平井的阵列感应测井响应特性取决于层厚、电导率对比度、子阵列间距、仪器距层界面距离等多种因素。当层厚大于仪器分层厚度时,水平井响应与直井响应接近;当层厚小于仪器分层厚度时,水平井响应与直井明显不同,在仪器进出界面时,响应出现明显尖峰;给定层厚,与直井比较,短阵列差别小,长阵列差别大。斜井中,当倾角小于30°时响应受倾角影响小;当倾角从30°~80°变化时,从短子阵列到长子阵列,倾角影响逐渐增大,主接收从高电阻率进入低电阻率,界面出现尖峰现象;当倾角在90°±10°范围内时,井进出界面时均出现尖峰现象。通过分析涡流和磁场虚部空间分布特性揭示了阵列感应在斜井和水平井中的响应机理。

泥浆侵入各向异性地层阵列侧向测井响应数值模拟

泥浆侵入和地层各向异性都会造成阵列侧向测井不同探测深度曲线的分离,而曲线分离是地层参数反演的关键。为此,采用三维有限元方法模拟泥浆侵入条件下各向异性地层的阵列侧向测井响应特征,研究各向异性、泥浆侵入、井斜、围岩等因素对测井曲线分离的影响。结果表明:①直井条件下阵列侧向测井响应曲线主要受地层层理方向电阻率的影响;随着地层倾角的增大,垂向电阻率的贡献增大;对于无限厚各向异性地层,RLA1~RLA5曲线间在低角度情况下呈负差异,高角度时呈正差异,翻转角约为60°。②在一般情况下,泥浆侵入对阵列侧向测井曲线分离的影响大于各向异性。③对于泥浆侵入各向异性储层,不同探测深度曲线间的差异特征杂乱,不能单纯利用曲线差异识别油、水层。④层状泥浆侵入各向同性地层,随着井斜角的增加,受低阻围岩的影响,曲线分离程度减小;当侵入深度不大(0.1~0.4m)时,随着井斜角的增加,曲线分离程度增大。研究成果对阵列侧向测井资料处理及储层评价具有借鉴意义。

高分辨率阵列侧向测井井眼影响自动校正研究

阵列侧向测井具有较高的纵向分辨率,在径向上可以提供多种探测深度的测量曲线,为地层侵入剖面的描述提供更加详细的信息,但其测井结果不可避免地会受井眼的影响,特别是浅探测深度的测井结果受井眼影响尤为严重;因此,需要对其进行井眼校正。文中以斯伦贝谢公司推出的高分辨率阵列侧向测井仪HRLA为例,在分析阵列侧向测井井眼影响的基础上,对HRLA的井眼校正图版进行数字化,然后优选Akima插值算法实现了图版曲线高精度插值拟合,利用网络加权分析实现了井眼影响的自动校正,并编制程序对实际阵列侧向测井资料进行自动连续校正处理。应用结果验证了对井眼影响规律的分析。校正结果表明,该校正方法和处理程序提高了井眼校正的精度和效率,具有良好的实用性。

高分辨率阵列侧向测井响应数值模拟

阵列侧向测井能够提供RL,A0~RL,A5等6条不同探测深度的电阻率曲线,可以直观反映地层不同径向深度电阻率的变化。利用有限元方法,在简化的二维非均匀介质模型下对阵列侧向测井响应进行了数值模拟,研究了不同层厚、侵入带、井眼条件下阵列侧向测井响应,与双侧向测井响应进行了对比。研究表明,阵列侧向测井所测得的RL,A5~RL,A1等5条电阻率曲线为同时反演侵入深度、侵入带电阻率和原状地层电阻率提供了丰富的信息;其多条不同探测深度的电阻率曲线探测深度依次增加,受围岩影响小,能够详细描述侵入剖面,真实地反映地层电阻率径向分布;RL,A0探测深度最浅,主要反映井眼泥浆的电阻率情况,为准确了解井眼内及井壁附近的电阻率分布提供了依据。在实际应用中应结合实际现场的各方面因素对阵列侧向测井曲线进行全面的分析。

阵列感应测井解释处理软件的开发与应用

阵列感应测井技术较好地解决了常规感应测井仪器中存在的纵向分辨率差、径向探测深度不固定、不能解决复杂侵入剖面等问题。以Atlas公司的阵列感应测井仪器HDIL和Halliburton公司的阵列感应测井仪器HRAI为例,采用动态跟踪调试技术提取出详细的阵列感应测井仪器参数,通过大量的理论研究和数值模拟,研究出了相应的解释处理方法,同时提出了一种基于多种语言混合编程的模块化编程方法,从而实现了与多个测井资料解释处理系统挂接的目的,并由此开发出了一套新的阵列感应测井解释处理软件。

基于阵列感应测井的支持向量机流体识别方法

基于研究区块的高分辨率阵列感应测井(HDIL)资料,首先分析了利用交会图法进行流体识别的效果,指出了该常规解释方法的局限性。在此基础上,将基于遗传算法优化的支持向量机(GA-SVM)引入到测井解释当中,结合阵列感应测井和常规测井资料,建立了流体识别的非线性模型。利用该模型对45个训练样本进行回判,准确率为100%,对21个预测样本进行预测的准确率为90.48%,相对于常规解释方法,该流体识别方法具有更高的准确率。

倾斜井非均匀地层的阵列侧向测井响应研究

为研究倾斜井非均匀地层阵列侧向测井响应特征,采用三维有限元方法进行阵列侧向测井响应数值模拟,并利用Marquardt方法进行阵列侧向的测井多参数反演分析。研究表明,井斜造成测井曲线的地层视厚度增大;直井阵列侧向测井响应可以较好地反映目的层电阻率信息,而斜井的阵列侧向测井响应同目的层电阻率相差较大;直井条件深浅阵列侧向电阻率可以较好地反映泥浆侵入特征,倾斜井阵列侧向的深浅视电阻率幅度差异不能直观显示泥浆的侵入特征;基于Marquardt方法的斜井条件的阵列侧向测井四参数反演,有效恢复了地层真实的泥浆侵入及相应的电阻率分布特征。斜井阵列侧向测井响应模拟分析,有助于正确认识斜井井周岩石物理特征和利用阵列侧向测井进行倾斜井储层评价。