高分辨率阵列感应成像测井技术的应用研究.ppt

高分辨率阵列感应成像测井技术高分辨率阵列感应成像测井技术的应用研究的应用研究 测井原理及仪器介绍测井原理及仪器介绍常规感应测井原理常规感应测井原理硬件聚焦硬件聚焦 HDIL测井仪：测井仪：软件聚焦软件聚焦7组接收线圈组接收线圈 6in、10in、15.7in、24.5in、38.5in、60in、94in 8个工作频率个工作频率 10、30、50、70、90、110、130、150KHZ 时域波形监控（1）方波信号 不平衡、磁性（2）单脉冲信号 正常（3）宽脉冲信号 金属阻挡（4）偶极脉冲信号 屏蔽质量监控质量监控 频域监控 同一接收线圈子阵列在不同工作频率下不同接收线圈子阵列在同一工作频率下 质量监控质量监控F趋肤效应对测量数据的影响 高分辨率阵列感应（HDIL）测井属交流电测井。测井时交变发射电流在周围介质中建立的场是交变电磁场，当电磁场以波动方式向远处传播时，相位会发生位移，而且幅度随传播距离和传播常数的增加而按指数规律衰减，这种现象称为趋肤效应。从图中可以看出，在一般情况下，对于浅子阵列而言，其测量的电导率值随工作频率的增加变化较小，说明浅子阵列的径向探测深度较浅，电磁波在地层中的传播距离较短，受趋肤效应的影响较小；而深子阵列测量的电导率值随工作频率的增大变化较大，说明深子阵列的径向探测深度比浅子阵列的径向探测深度深，受趋肤效应的影响较大。通过观察可以看出在泥岩地层各子阵列受到的趋肤效应影响比在砂岩地层受到的影响大。说明随着地层电导率值的增加，各个子阵列的测量值受趋肤效应的影响程度增加。理论和实践都说明阵列感应的测量值受趋肤效应影响的程度主要受地层电导率值和测井仪器工作频率的控制。A-1井测量数据受趋肤效应影响示意图 A-1井多频趋肤校正图 测量环境对测量数据的影响 一般认为井眼信号是泥浆电导率（m）、井眼尺寸（r）、地层电导率值（F）和仪器偏离距（x）的函数。建立在准确获取这些参数基础之上的井眼校正方法称为标准井眼校正法。它根据道尔的几何因子理论，得到以下井眼校正公式：式中：meas为测量的地层电导率值；m为井眼中泥浆滤液电导率值；corr为井眼校正后的地层电导率值；g 为井眼几何因子。实际上这三个与井眼校正有关的参数，都可以利用三个浅子阵列提供的井眼信息获得，这种井眼校正方法称为自适应校正法。这种井眼校正方法的实质就是一个测井仪器偏心于二维井眼中的地质模型的反演。这是一个用自适应井眼校正法和标准井眼校正法两种方法对同一井段进行井眼校正的对比图。图中的第一道为XY双井径曲线和自然伽玛曲线；从双井径曲线中可以看出该段井眼垮塌比较严重，测井仪器在这种情况下一般都会存在偏心现象，即使使用多个扶正器也无法保证测井仪器一定会居中，因此无法准确获得测井仪器在井眼中的位置。图中第二道是用自适应井眼校正法校正后的曲线；第三道是用标准井眼校正法校正后的曲线。从图中可以看出，在上述条件下，使用标准井眼校正法校正后的曲线出现了反序现象（即6条径向探测深度曲线不是按顺序出现的），而且在泥岩处经过标准井眼校正后的曲线也未重合，存在一个较大的幅度差。这些现象的出现一般都是由井眼校正不当造成的。产生这种现象的原因是由于测量时测井仪器并不居中，而使用标准井眼校正法进行井眼校正时是按仪器居中计算的。而使用自适应井眼校正法校正后的曲线则没有上述现象，获得了比较好的效果。地层电阻率曲线的合成和反演 径向探测深度和纵向分辨率图 纵向响应函数 纵向分辨率径向响应函数径向响应探测深度曲线合成曲线合成深度半径（in）阵列感应的数字聚焦处理技术的实质就是对所有的（经过多频趋肤校正和井眼校正后的）测量值寻找一组期望的滤波权系数，其曲线合成过程如图5所示。在处理程序的设计上则采用了最小平方技术，求出在不同地层电导率的情况下，不同子阵列的滤波权系数，然后将求得的滤波权系数代入下面这个合成公式，就可得到期望不同纵向分辨率的地层电阻率曲线。式中：i ia第I组线圈系经过校正后的电导率值；mary测量线圈系的总道数；WI（Z）每组线圈系的加权值 阵列感应测井曲线合成公式：曲线合成曲线合成真分辨率聚焦真分辨率聚焦纵向分辨率匹配纵向分辨率匹配滤波滤波滤波滤波合成合成合成合成曲线合成曲线合成 真分辨率聚焦真分辨率聚焦曲线合成曲线合成 真分辨率聚焦真分辨率聚焦通过对不同探测深度子阵列数据进行一系列聚焦滤波与合成，得到一组将井眼影响降低到最低的、代表固定探测深度的电导率曲线 的技术真分辨率曲线几何因子分辨率分辨率分辨率分辨率匹配匹配匹配匹配曲线合成曲线合成 纵向分辨率匹配纵向分辨率匹配10in10in120in120in 在实际应用中，为了提高深探测曲线的垂直分辨率，采用除0子阵列以外的6个子阵列进行测井曲线的合成，利用浅探测子阵列的测量数据对深探测子阵列的测量数据进行纵向滤波，就可得到2ft、4ft纵向分辨率的曲线。而在径向上进行不同子阵列间距的拟合，得到6 个不同径向探测深度的曲线。当将全部7 个子阵列测量数据都用来进行垂直分辨率匹配时，则产生 1ft纵向分辨率的曲线。从右图中可以看出纵向分辨率为 1ft的阵列感应曲线利可以清楚的划分出砂泥岩薄互层，其曲线形态与微球型聚焦电阻率曲线形态一致，而在深浅双侧向曲线上无任何指示。地层电阻率的径向侵入反演是建立在测井曲线合成基础上的。它利用2ft垂直分辨率曲线上的6条不同径向探测深度的曲线进行反褶积运算，就可以确定出地层电阻率在径向上的变化。目前可以采用两种方法来确定径向电阻率的变化，一种是不施加任何干预的无模型法，它将使用全部数据重建从井眼到地层的电导率剖面；另一种则是按照一个或多个特定模型对反演的结果进行限制和修改，称为模型法。通过实际应用，发现泥浆滤液的侵入往往是不规则的，这时使用四参数法计算出的侵入剖面比用三参数计算出的侵入剖面更符合地层的侵入状况，计算出的地层的真电阻率和冲洗带电阻率也比较可靠一维反演一维反演 反演（无模型法）反演（无模型法）后反演（模型法）后反演（模型法）置信系数 侵入类型 减阻侵入、增阻侵入 电阻率比 RT/RXO 侵入指示 GR、SP、SH电阻率比：电阻率比：如果比值大于一个选择的截止值，最终模型不改变。如果比值小于选择的截止值，最终模型的侵入就会被减小，以便于当比值达到1，变成无侵入。a、如果无侵入置信系数大于选择的截止值，则选择无侵入模型，当置信系数都是高值则优先选择无侵入情况。b、如果无侵入置信系数小于选择截止值，则选择置信系数大的模型。一维反演一维反演 RT RXO 冲洗带冲洗带 过渡带过渡带 在1336-1344m为一已试油证实的油层，但在核磁共振成象测井上差谱无任何指示，利用阵列感应测井数据计算的原状地层电阻率和冲洗带电阻率间却存在明显的正幅度差，是一个减阻侵入。通过反褶积运算，计算出的侵入深度为90in。根据核磁共振成象测井理论可知：在8in 井眼中核磁共振成象测井获得较好响应的径向探测深度为14in。也就是说核磁共振成象测井在该层位探测到的信息大部分来自于该层得侵入带地层。而在该层的侵入带，由于泥浆滤液的不断侵入，将油气从该区域中驱替出去，代之填充的是泥浆滤液。因此对核磁共振成象测井而言，该层测量信号的大部分来源于泥浆滤液，故而在核磁共振成象测井的差谱上无油气指示H-1井侵入剖面实例图 应用实例及效果 地层水矿化度为14000ppm地层水矿化度为3000ppm 上段渗透性储层的阵列感应浅探测曲线的数值明显高于深探测曲线的数值，反演出的冲洗带电阻率值明显高于原状地层电阻率值，也就是出现了负的幅度差（即增阻侵入），这说明储层中流体的电阻率低于泥浆滤液的电阻率。结合地层水化学实验分析可知：由于储层受到低于地层水矿化度的泥浆滤液的侵入，泥浆滤液驱替掉储层中的一部分地层水，造成冲洗带电阻率的增加，从而出现增阻侵入现象。因此将该段储层解释为水层。中段渗透性储层中，阵列感应的深探测曲线数值明显高于浅探测曲线数值，反演出的冲洗带电阻率值明显低于原状地层电阻率值，表现为明显的正幅度差（即减阻侵入）。由于上中两段地层的地层水矿化度相同，如果该段地层中储存的流体是高矿化度的地层水，那么由于低矿化度的泥浆滤液的侵入阵列感应曲线上应出现增阻侵入现象，但实际上却出现了明显的减阻侵入，这说明地层中的流体性质发生了变化，不是高矿化度的地层水，而是矿化度低于泥浆滤液矿化度的其它流体（例如油气等）。由于泥浆滤液侵入该段储层的深度比较浅（为10-20in），而深浅双侧向由于受自身径向探测深度的影响，浅侧向无法准确反映冲洗带地层的电阻率，它反映的信号大部分来源于原状地层，因此出现深浅侧向基本重合的现象。这也是利用阵列感应测井数据反演后的原状地层电阻率值与深侧向数值相同，而冲洗带电阻率值比浅侧向数值明显降低的原因所在。根据综合分析判定该层为油层。该层经射孔试油，日产油9吨。在下段渗透性储层中，阵列感应深浅探测曲线间也出现正的幅度差，反演出的冲洗带电阻率曲线值也低于原状地层电阻率曲线值，但出现的正幅度差异比较小，这说明地层中流体的电阻率与泥浆滤液的电阻率比较接近，从地层水化学实验分析可知该段地层的地层水矿化度较低，与泥浆滤液的矿化度接近，因此将该段储层解释为水层。通过上述分析发现，在该井中不同地层水矿化度的水层在阵列感应曲线上有不同的响应，但在深浅双侧向上却无明显指示，这是因为该井泥浆滤液侵入地层的深度比较浅（侵入深度一般不超过20in），经验与认识经验与认识真分辨率聚焦纵向分辨率匹配 经验与认识经验与认识1ft分辨率曲线2ft分辨率曲线4ft分辨率曲线跳尖跳尖谢谢各位专家谢谢各位专家