随钻电磁波测井响应及解释方法的研究

摘要

随着世界石油工业的不断发展，大斜度井、分支井和水平井等钻井技术越来越多地被用来开发规模更小、油层更薄、物性更差、非均质性强的油藏。随钻测井（LWD）由于自身的特点，更多地被用于这些油藏的评价和地质导向钻井应用工作中。其中，随钻测井中的电磁波测井是电法测井中的一种，在石油勘查中具有重要地位。本课题研究了2MHz随钻电磁波传播电导率测井响应规律，这对测井资料的解释和地质评价具有一定的参考意义。 本文利用解析方法中的并矢Green函数法对2MHz随钻电磁波传播电导率测井响应进行了具体研究，包括理论算法推导、物理模型建立、测井响应规律及均质地层图板解释。取得了以下主要成果：（1）推导出了层状各向异性介质中的并矢Green函数GME（r，r’）和GMH（r，r’），重点介绍了如何利用递推算法来确定Sommerfeld积分待定系数的线性方程组；用Fortran power station4.0语言编写了计算机程序。（2）在2MHz源频率和特定源距情况下，模拟得到了层状各向同性和各向异性地层中层厚、围岩及地层倾角对随钻电磁波测井响应的影响规律。（3）分析了随钻电磁波测井的纵向分辨率及探测深度的影响因素。（4）利用并矢Green函数法，模拟得到了均匀介质地层中幅度比电导率σA、相位差电导率σФ和地层各向异性之间的关系图板，并解释了层状地层模型的电导率，为地层评价及测井资料解释提供了参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1随钻测井概述

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.2.1国外随钻测井技术发展现状

1.2.2国内随钻测井技术发展现状

1.2.3随钻测井响应数值模拟方法研究现状

1.2.4随钻测井技术发展趋势

1.3本论文的主要研究内容

1.4本论文的创新点

第二章并矢格林函数法

2.1并矢格林函数法概述

2.2层状介质中的并矢格林函数

2.3均匀各向异性无限大介质中单位磁偶极子的场

2.3.1 Z方向单位磁偶极子(VMD)的轴向场

2.3.2 X方向单位磁偶极子(VMD)的轴向场

2.3.3 Y方向单位磁偶极子(HMD)的轴向场

2.4层状单轴各向异性介质中单位磁偶极子产生的电磁场

2.4.1 Z方向VMD的电场和磁场强度在层状介质中的传播

2.4.2 X方向HMD的电场和磁场强度在层状介质中的传播

2.4.3 Y方向HMD的电场和磁场强度在层状介质中的传播

2.5各向异性成层介质中磁并矢Green函数的计算

2.5.1 x方向的磁并矢Green函数

2.5.2 Y方向的磁并矢Green函数

2.5.3 Z方向的磁并矢Green函数

2.6本章小结

第三章随钻电磁波测井响应分析

3.1随钻电磁波测井响应原理

3.2工作频率的选择

3.2.1电磁波测量工具的频率

3.3.2选择2MHz的工作频率

3.3线圈系设计

3.4幅度比电导率和相位差电导率

3.4.1幅度比和相位差

3.4.2电导率刻度曲线

3.5随钻电磁波测井响应数值模拟程序流程

3.6随钻电磁波测井响应数值模拟

3.6.1层厚影响

3.6.2围岩影响

3.6.3地层倾角的影响

3.7随钻电磁波测井的纵向分辨率

3.8随钻电磁波测井的探测深度

3.8.1探测深度的定义

3.8.2影响探测深度的因素

3.9本章小结

第四章随钻电磁波测井响应解释图板

4.1随钻电磁波测井的影响因素分析

4.1.1井眼影响

4.1.2围岩和层厚影响

4.1.3电介质的影响

4.1.4仪器偏心的影响

4.1.5泥浆侵入影响

4.1.6地层各向异性对随钻电磁波测井的影响

4.2随钻电磁波测井研究各向异性的基本原理与判别方法

4.3均质地层中各种解释图板

4.3.1幅度比电导率和相位差电导率刻度图板

4.3.2幅度比电导率和相位差电导率及地层各向异性关系图板

4.4地层模拟

4.5本章小结

结论

参考文献

附录 A稀疏矩阵线性方程组AX=S的递推算法

致谢