Delineation of bed boundaries of array induction logging curves using deep learning

Delineation of bed boundaries based on resistivity logging curves is important prior information for the inversion and interpretation of resistivity logging data.Traditionally,the layering algorithm mainly use the derivatives of resistivity curves or other logging methods as reference.However,measurement error or resolution mismatch may lead to misjudgment of the boundary.In view of the shortcomings of traditional methods,this paper presents an automatic layering algorithm of array induction logging curves based on deep learning.In this algorithm,a locally connected convolution neural network is used,and the generalization ability of the network is improved by enlarging the training set,optimizing the window length and threshold,and strengthening the layering effect.Simulation and field data show the eff ectiveness of the proposed algorithm.

Inversion of Array Induction Logs and Its Application

With the help of the modified geometrical factor theory, the Marquardt method was used to calculate the true electrical parameters of the formation from array induction logs. The inversion results derived from the assumed model and some practical cases show that the rebuilt formation profile determined by 2-ft resolution array induction logs is reasonable when the formation thickness is greater than 1 m, which thus indicates that the inversion method is reliable and can provide quantitative information for the discrimination of oil/gas or water zone.

高阻地层HDIL阵列感应影响因素分析与校正方法

近年来,四川盆地川中深层灯影组和龙王庙组天然气勘探中越来越多地使用油基泥浆,使得裸眼井电阻率测井只能选择阵列感应仪器。该地区目的层致密碳酸盐岩普遍表现为中高电阻率,典型气层的电阻率一般在500Ω·m以上甚至高达2000Ω·m,使得测量电导率的感应测井仪器接收的信号弱,叠加深层高温等因素的影响,采集的信号常出现负值,软件聚焦处理结果常出现平头现象,不能用于储层识别和气层评价。采用有限元模拟算法,分析泥浆电阻率、侵入半径及原状地层电阻率等单因素对阵列感应测井响应的影响规律,明确了各环境因素对感应测量信号的影响规律。结果表明,地层与泥浆电阻率对比度对测量信号有明显影响,当对比度接近于1时,各子阵列的误差较小,而侵入深度是另一个重要影响因素。总体上,较长源距的子阵列受各种因素的影响相对较小。针对实际资料的特点,提出一种基于Archie公式的原始电导率信号约束校正方法,对约束校正后的数据再开展软件聚焦,其结果得到明显改善。

基于二次规划的双感应测井反演方法

双感应电阻率反演由信号褶积测量原理,通过反褶积或正则化等线性方程组求解获得地层真实电阻率,对于准确求取储层含水饱和度具有重要意义。但传统的反褶积方法无法做到反褶积因子的准确计算,而Tikhonow正则化反演方法出现正则参数选择困难等问题。将反演问题转化为二次规划优化求解,并施加等式约束条件,可保证反演电阻率曲线的光滑性。目的针对等式约束的二次规划问题求解,方法本文基于神经计算原理和时间依赖的非线性动力系统,构造二次规划问题的递归人工神经网络模型,并采用改进Euler法同时模拟求解该模型的最优解和对偶问题解。结果现场实际应用表明,反演的地层电阻率有助于精准判断油、水层,相比原始测量电阻率,更加符合试油结果。结论基于二次规划的地层电阻率反演能够实现对地层原始电阻率的有效反演,具有较强的发现和识别油气储层的能力,可为油田的增储上产提供重要的技术支撑。

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。

低渗透储层的径向电阻率特征及含油性——以鄂尔多斯盆地洛河油田延长组长6^(1)为例

鄂尔多斯盆地中部洛河油田长6^(1)低渗透油层含油饱和度变化大、油层非均质强,再加淡水钻井液侵入,造成油层电阻率径向分布不均且变化大。通过双感应-八侧向测井与阵列感应测井响应特征对比分析,认为水层的径向电阻率均为增阻侵入,油层、油水同层的径向电阻率普遍具有减阻侵入、低阻环带、高阻环带特征或相关趋势。其中,减阻侵入有助于识别高含油饱和度、高电阻率油层和油水同层,低阻环带和高阻环带有助于识别低电阻率油水同层。另外,部分油水同层的双感应-八侧向测井径向电阻率组合具有“增阻侵入”且深感应电阻率低的特征,推测可能是受双感应-八侧向测井探测范围限制,为低阻环带靠近井眼附近遭受淡水钻井液侵入影响的结果,深感应测井反映的是侵入带电阻率而不是油水同层的电阻率,容易被误解释为水层。因此,对于双感应-八侧向测井中具有“增阻侵入”特征且深感应电阻低值的储层,其流体性质有水层、油水同层这两种可能性,需要结合深探测测井资料或油藏地质特征进一步分析,以提高油层、水层的识别率。

扩展AL-log挖掘日志本体的ILP方法

为发现W eb使用记录中所蕴涵的用户访问模式,在深入分析日志本体中事件间的抽象关系后,提出适用于原子事件和复合事件间整分关系推理的ALC传播规则扩展已有的推理模式,并在此基础上提出一种挖掘日志本体的ILP方法。该方法结合描述逻辑和Horn规则在知识表示和推理过程中互补的特点,采用AL-log混合系统构建知识库,利用约束SLD-反驳消解和扩展ALC传播规则从日志本体中学习用户访问模式,达到站点商业智能和个性化的目的。最后给出验证该方法的实例,实验结果表明了该方法的可行性和有效性。

水平井瞬变电磁边界远探测数值模拟与响应特征分析

为克服频率域电磁感应远探仪器过长的缺点,提出采用瞬变电磁远探测方法进行边界探测,给出了均匀地层中响应解析计算方法,基于COMSOL Multiphysics有限元数值软件,建立了层状地层水平井瞬变电磁远探测响应计算模型,并对其在地层界面识别时的响应特征进行了分析。结果显示:双对数坐标系下,均匀地层中瞬态电磁远探测响应随采集时间呈线性衰减规律,且地层电阻率越大,响应衰减越快,同时刻采集的响应值越小;在两层地层中,定义背景地层响应与层状地层响应差异为边界场响应,岩层边界会导致边界场产生局部极值,该极值点对应的时间与岩层电阻率对比度、探边距离以及仪器倾斜角度密切相关,增大收发线圈间距可导致边界场响应极值向晚期时刻移动;在三层地层中,瞬变电磁远探测响应同时包含岩层上边界和下边界的信息,在边界场响应中形成两个局部极值点。研究成果为瞬变电磁远探测打下良好基础。

感应测井技术的发展

许多井的钻进采用了油基钻井液或无钻井液(空气钻井)钻井,感应测井仪器被研发出来,提供了一种油基钻井液(非导电钻井液)或空气钻井井况下可以测井的一种方法;阵列感应测井仪采用一系列不同线圈距的线圈系测量同一地层,可以得出原状地层电阻率和侵人带电阻率,研究侵人带的变化,对电阻率进行径向成像及侵入剖面的成像;对于砂泥岩薄互层和裂缝性油气层,电阻率在水平方向的分量为低值,而在垂直方向测得的分量为高值。而现有阵列感应测井仪器,测量的电阻率只有水平分量,仅根据水平参数预测砂泥岩产层会出现错误或储层错失的情况,为得到更加精确的地层电阻率,推出了可多维识别地层特性的三维感应测井仪。本文结合较早应用的双感应仪器、正在使用的阵列感应测井仪、客户已经提出需求的三维感应测井仪情况,说明石油工业中感应测井技术的发展。

裂缝储层水平井双感应测井响应特征分析与认识

裂缝是油气的重要储存空间,电缆测井在直井中研究致密砂岩、碳酸盐岩等裂缝性储层较多。然而,关于水平井裂缝储层双感应测井响应研究较少,影响了水平井在裂缝储层的评价。由于水平井与直井工程环境不同,测井响应结果存在差异。为此,利用有限元方法建立水平井裂缝储层模型,对裂缝储层中的水平井双感应测井进行数值模拟分析。通过分析裂缝电导率与裂缝宽度、裂缝长度和裂缝弯曲度同时作用时的双感应测井响应特征,总结出不同因素对水平井双感应测井响应影响的规律。数值模拟结果可为水平井裂缝储层识别与评价提供技术支撑。

Analytical solution of electromagnetic field generated by induction logging tool in a fan-ring slot of drill collar while drilling

Based on the structural characteristic of metal drill collar for induction logging while drilling, we have given the analytical formulae of lengthways fields Ez and Hz when the tool is located in a fan-ring shaped slot of drill collar by the boundary conditions of electromagnetic field, and derived the other components of electromagnetic field in and out the fan-ring slot from Ez and Hz. In the other intervals of formation, where the drill collar is a solid cylinder, the analytical formulae of field are educed through the method of variable coefficient. The total analytical solutions of field in whole space have been obtained. With the help of the analytical formulae, we have also given numerical examples and analyzed the distributive characteristic of electromagnetic field. From the computational results we find that the secondary scattering field Hz is in a linear relation with the conductivity of stratum. The characteristic of field is very useful for induction logging while drilling, which can be used to measure and analyze the logging responses of the stratum conductivity. This paper sets up a theoretical foundation for us to study the distrbutions of field and to direct the design of logging instruments.

Integral equation of relationship on the apparent conductivity and true conductivity in induction logging

This paper investigates the relation between the induced electromotive force measured by induction logging tool and the apparent conductivity, and the relation between the apparent conductivity and the formation true conductivity. Assuming the conductivity in Green's function to be the function of the field point coordinate, the apparent conductivity expression of electric-field intensity is derived using Green's formula, and the integral equation has been established representing the relationship of the apparent conductivity with the true conductivity under this condition. The integral equation is analyzed and then leads to the conclusion that the equivalent conductivity is the apparent conductivity and the values of the apparent conductivity function contain the true conductivity, and the method derived the true conductivity from the apparent conductivity around the well axis is put forward. The validity of the approach given in this paper is verified through numerical calculation. On the basis of above means, the transmitter coil produces an electric-field distribution in formation at every point where the induction logging tool moves along a wellbore, and a number of the receiving coils obtain an apparent conductivity distribution; this is what induction electric-field logging is.

BASIC SOLUTION OF INDUCTION LOGGING THEORY

After Doll presented the well-known geometrical factor theory, Moran et al. fully discussed the propagation effect of electromagnetic waves in formation media and derived the rigorous solution based on the Maxwell equations. For a two-coil system model shown in Fig. 1, Moran et al. based their induction theory on the following point of view, i. e. the alternating current I_T in the transmitter coil T radiates electromagnetic waves in the sur-

水平层状介质孔中张量瞬变电磁响应的解析分析

在感应测井和瞬变电磁场理论基础上,采用并矢格林函数计算三维感应测井中的9个谐变场分量,应用余弦变换数值滤波法将磁张量转换到时间域,得到孔中时间域张量电磁场理论公式,提出了孔中时间域电磁张量测量方法.建立了竖井井旁层状介质模型和钻遇地层模型,从理论上获得了井中不同深度处的时间域电磁张量响应,初步验证了该方法在井旁远探和随钻前探中的可行性.研究结果表明:孔中测点所处深度越深需要的采样时间窗口越宽;与z相关的感应电位分量对目标层的识别能力更高,可以作为井旁远探的首选参数;xx分量和zz分量异常响应较为明显,可分别作为随钻前探的首选分量和辅助分量.多测道曲线和截距剖面能明显反映出目标层界面特征,可以为资料处理与解释提供帮助.此外,zz分量可识别出高阻目标层,显示出了方法的另一优势.研究成果可为电磁张量测井技术与装备研发提供理论参考.

LOGIQ阵列感应在测井中的研究与应用

论述了国内外测井技术中阵列感应测井的现状,介绍了哈里伯顿LOGIQ阵列感应测井仪器的组成和优势,以现场采集为例,分析了3点阵列感应测井资料的影响因素及资料把控,在长庆油田测井应用中取得了识别油气水层的显著效果。

斜井层状介质孔中时间域电磁张量响应特征

在石油勘探、金属矿找矿以及地下空间探测领域,孔旁远探和随钻前探是迫切性技术需求。结合三分量感应测井和瞬变电磁场理论,提出了一种孔中时间域电磁张量测井方法。基于谐变场三维感应测井9个磁场分量求解方法,采用传输线法实现并矢格林函数的快速计算,通过将谐变场的磁张量转换到时间域,获得孔中时间域电磁场张量计算公式;然后,建立一个斜井三层介质模型,分析该模型下感应电位张量各分量的时间衰减规律,得到目标层电磁张量响应特征;最后,在地-井瞬变电磁实测资料分析基础上,比较孔中张量测井方法的效果。结果表明:感应电位张量xz、yz、zx以及zy分量衰减曲线符合垂直磁偶源激励场特征,其他分量满足水平磁偶源激励场特征;与z相关的分量对地层电性界面的反映最为明显,可以作为张量解释的首选分量,其他分量可以作为辅助分量;低阻目标层在多测道曲线和感应电位张量时间剖面中得到清晰识别,为孔中张量电磁资料处理与解释提供了手段。

基于电磁方法的水力压裂裂缝探测技术研究进展

水力压裂是促进地层油气藏高产的一项重要手段,对油气田的勘探、开发具有重要意义。水力压裂裂缝是油气藏的主要渗流通道和有效储集空间,裂缝识别是油气勘探、开发的重要环节。关于利用电磁方法进行水力压裂裂缝探测,学者们提出了多种切实可行的技术方案。首先,通过系统调研基于电磁方法的水力压裂裂缝探测相关文献,从空间角度对水力压裂裂缝的主要几何形态进行分类,分析水力压裂裂缝电磁监测方法的优势和不足;基于感应测井理论,通过电磁法监测手段,识别由导电支撑剂填充的水力压裂裂缝。然后,分别从垂直井、水平井和多井三方面对水力压裂裂缝的研究现状与发展趋势进行了详细综述。最后,探讨了基于电磁方法的水力压裂裂缝探测技术的主要问题和困难,认为目前主要的技术难点在于裂缝的复杂形态难以准确把握,多种因素共同影响裂缝形态探测效果。因此,针对具有多尺度特性的水力压裂裂缝的分布和特征,需结合多种电磁模拟方法进行研究。

层状地层中三分量阵列感应测井响应特性研究

通过对比三分量共面线圈系与共轴线圈系结构,计算两种不同结构线圈系8个子阵列在三层层状地层中的响应特性,并分析不同的影响特点。结果表明:三分量共面线圈系受结构影响,使纵向响应出现“犄角”现象,但非简单的三层地层响应特征,可通过发射线圈或主接收线圈识别地层边界,计算层厚。通过分析三分量阵列感应两种不同结构线圈系的一维纵向微分几何因子,得到了共面线圈系出现负响应的原因。

基于LSTM的感应测井数据预测方法研究

为研究感应测井数据质量,采用长短期记忆(Long Short Term Memory,LSTM)网络作为感应测井数据预测模型。首先建立阵列感应测井数据库,进行统一标准格式化并建立3层模拟地层环境模型;其次建立LSTM神经网络预测模型预测阵列感应测井原始阵列数据,并通过图表可视化输出预测结果;最后使用预测指标评价预测结果。结果表明基于LSTM神经网络的预测模型预测阵列感应测井原始阵列数据较为准确,且比传统方法更快速、简便。

淡水钻井液侵入对双感应和双侧向测井响应的影响

钻井液侵入储集层将导致储集层含水饱和度、地层水矿化度、地层电阻率等的径向变化。由于双感应和双侧向测井测量原理的不同,地层电阻率的径向变化对其测井响应特征影响也不同。实测资料统计和数值模拟计算结果均证实,水层双侧向测井受淡水钻井液增阻侵入影响较大,钻井液愈淡,水层的侧向测井值愈高;而在好油层双感应测井受淡水钻井液减阻侵入影响较大。针对目前勘探较多的低电阻率油层,结合淡水钻井液侵入对双感应和双侧向测井响应特征影响的差异,建立了应用双感应测井或双感应、双侧向测井联合的油、水层识别方法,并在此基础上建立了油层含油饱和度的定量评价方法。