煤层水平井中随钻电磁波仪器影响因素分析及电阻率模拟计算

为掌握煤层水平井中随钻电磁波仪器探测影响因素,通过有限元数值模拟研究顶底板围岩电阻率、仪器偏心、煤层井眼垮塌和煤层厚度等因素对电阻率测量值的影响,分析高阻煤岩地层条件下幅度比和相位差计算的电阻率响应规律。在此基础上,建立三层地质数学模型,模拟不同发射频率情况下随钻电磁波仪器钻进煤层时,幅度比和相位差电阻率计算解析解和数值解的差异,以及煤层相对介电常数对幅度比和相位差计算的影响。模拟结果表明:幅度比和相位差计算的电阻率解析解和数值解符合度很高,但当电阻率大于100Ω·m时,幅度比电阻率已经不能反映煤层的真实电阻率,所以在实际处理解释过程中用相位差电阻率要好些;高阻煤层不同发射频率情况下,电阻率数据主要对煤层电阻率敏感,对介电常数不敏感,只有在超高频时,介电常数才会对电磁波传播造成较大影响。

随钻方位电磁波电阻率仪器性能指标检测方法

为提高油藏采收率,大斜度井、水平井被广泛采用,对井眼轨迹提出了更高要求。地质导向技术能根据实时测量数据调整井眼轨迹,被越来越多地应用于水平井钻井过程。随钻方位电磁波电阻率仪器作为目前地质导向的核心仪器,电阻率测量范围、精度及边界探测距离是其最重要的性能指标,目前没有标准刻度井验证或测试仪器性能。从电阻率测量和边界探测原理出发,利用数值模拟分析测量电路信号与电阻率以及界面距离指标的关系。通过实验室测量电路指标确定出方位电阻率仪器的相位差精度为±002°,界面探测信号有效动态为70 dB,以此代替标准环境下实体测试试验,方便和简化了仪器指标测试流程,为随钻方位电磁波电阻率仪器准确进行地层评价和地质导向提供了保障。

基于非均匀采样的模拟退火随钻电磁波电阻率测井检波系统研究

在以往的随钻电磁波电阻率测井仪器检波系统中,仪器采样过程大多为均匀采样,检波方法多采用数字相关法或数字相敏检波(DPSD)法,其检波结果往往受采样量化误差以及频谱泄漏影响。针对这一问题,提出一种基于非均匀采样的模拟退火(SA)检波方法,并研制快速检波电路系统,选取基于均匀采样的DPSD检波结果进行对比。结果表明,基于非均匀采样的SA检波方法选频能力强,能更加有效地抑制量化误差相关性以及频谱泄漏带来的检波误差,更适用于恶劣多变环境下的随钻测井仪器检波。

一种随钻方位电磁波测井仪发射电路设计

随钻方位电磁波仪器常见为多频、多组天线设计,仪器通过分时发射不同频率的电磁波信号并接收回波,根据回波信号的幅值和相位信息来推算地层信息。在仪器工作过程中,电磁波发射电路是仪器关键的组成部分,直接影响仪器性能。基于数字频率直接合成技术设计了一种随钻方位电磁波仪器发射电路,发射出的正弦波信号频率、相位、幅度均可通过改变程序来控制调整,具有输出信号频率、相位分辨率高、幅度易调整、信号稳定、功耗低等特点。详细介绍了发射电路中DDS信号产生电路、滤波电路、数模调幅电路、功率驱动电路等重要组成部分,经试验结果证明该设计方案可行,能够满足随钻方位电磁波仪器功能需求。

随钻方位电磁波电阻率测井发展及其在地质导向中的应用

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,实现不同径向探测深度及方位地层电阻率的测量,其在地质导向和油田地层评价中占据着至关重要的地位。随着运营商对开发更具挑战性的储层的要求,对更深层和方位敏感电阻率测量的探索仍在继续。哈里伯顿首次实现了探测深度(DOI)大于200英尺(60多米)的随钻电磁波电阻率测量仪器的研制,可识别出比以前更远离井筒的油气储量和地层边界。最后用英国北海Arundel油田的一口水平井的例子,阐述了超深随钻电磁波电阻率仪器在地质导向技术中的应用。