摘要
电磁感应测井是一种重要的测井方法,其通过测量地层的电阻率,来评价油气层的储量。低频感应测井利用感应电动势探测地层的电阻率,而高频感应测井提出了只测量相位差而非感应电动势来测量地层电阻率。目前,电磁感应测井已在油田勘探和开发中取得了广泛的应用。
在钻井过程中,井眼泥浆侵入原始地层,必然破坏原始地层结构,改变地层的电性,导致无法识别油气层。为了能够准确探测到地层电阻率,必然对仪器的径向探测深度有一个要求。径向探测深度是评价测井系统优劣的主要指标之一。因此,研究电磁感应测井的径向探测特性显得十分必要。
本文借鉴声波测井中实轴积分法的优点,采用柱状分层模型,研究井眼内电磁场的分布情况。分别计算了井眼-地层二层、井眼-侵入带-地层三层模型接收线圈处电磁场的严格解,讨论了低频、高频感应测井的井眼影响探测特性,以及侵入带对电磁场的影响,并分析了径向探测深度的影响因素,从而为仪器的设计和信号的校正提供了强有力的理论支持。
最后,简单介绍了高频等参数测井仪的基本尺寸和原理,讨论分析了各种条件下,高频等参数测井仪器的5条探测曲线的径向探测特性。该仪器能够消除井眼的影响,具有较好的径向探测深度,能够准确的探测到地层的电阻率。
Electromagnetic induction logging is an important well logging way. It is used to evaluate the hydrocarbon reserves through detecting the resistivity of the stratum. Low-frequency induction logging is the method of using electromotive force to detecting the resistivity, but high-frequency induction logging is the method of using phase difference rather than electromotive force to detecting the resistivity. At present, there has been a wide range of applications in the oil field exploration and development.
During drilling, the borehole mud invasion destroys the original formation and affects the electrical property of the reservoir. Therefore, the hydrocarbon reserves can not be found exactly. In order to detect the resistivity, the radial investigation depth could meet the requirements. In well logging, radial investigation depth is one of the criterions for apparatus application. So the performance of radial direction of the induction logging is discussed in this paper.
In this paper, spatial distribution of electromagnetic field is researched with the well that is surrounded by the cylindrical multi-layer media. The electromagnetic field equation is solved with the real axis integration method. After the simulation of the well surrounded by two and three stratums, the borehole and mud invasion affections are analyzed in low-frequency and high-frequency induction logging. At last, radial investigation depth of induction logging is researched, and it is a great help for the induction logging tool design and the design signal correction.
Finally, the design of VIKIZ is simply described. Its radical investigation characteristics are analyzed. It is proved that the borehole affection does not exist and the highly radical resolution of the VIKIZ can calculate accurately the resistivity of formation.
引文
[1]周路,早期油藏描述的意义及方法与技术：[博士论文],成都；成都理工大学,2002
[2]张光明,开发中后期油藏精细描述与开发调整研究：[博士论文],成都；成都理工大学,2002
[3]李子杰,崔胜波,魏学敬,工程测井在钻井事故处理中的应用,石油钻探技术,2009,37(3)：114-117
[4]陆万雨,测井储层评价新技术应用研究：[博士论文],北京；中国地质大学(北京),2003
[5]王敬农,石油地球物理测井技术进展,北京：石油工业出版社,2006：1-2
[6]秦开明,高乐,田中原,利用测井资料进行储层的产能评价,国外测井技术,2001,16(4)：9-12
[7]原宏壮,陆大卫,张辛耘等,测井技术新进展综述,地球物理学进展,2005,20(3)：786-794
[8]舒卫国,章成广,韩成等,测井新技术在砂泥岩裂缝储层评价中的应用,国外测井技术,2005,20(1)：9-13
[9]李国欣,欧阳健,周灿灿等,中国石油低阻油层岩石物理研究与测井识别评价技术进展,中国石油勘探,2006,(2)：43-50
[10]齐宝权,甘秀娥,测井新技术在广安地区须家河组储层评价中的应用,天然气工业,2007,27(6)：15-18
[11]张冲,毛志强,王兆年等,测井新技术在包-界地区须家河组储层评价中的应用,科技导报,2009,27(13)：78-82
[12]巩真武,乐安油田西区孔店组火成岩成藏条件评价：[硕士学位论文],青岛；中国海洋大学,2003
[13]闫伟林,大庆油田萨中地区薄差层水淹层测井解释方法研究：[硕士学位论文],吉林；吉林大学,2004
[14]张庚骥,电法测井,山东：石油大学出版社,1996：128-129
[15]Doll H G, Introduction to induction logging and application to logging of wells drilled with oil base mud, Journal of Petroleum Transactions, AIME,1949, 1(6):120-121
[16]王镭,邢光龙,双线圈感应测井信号反褶积处理方法,电子技术,2009,(4)：63-65
[17]汪宏年,陶宏根,王桂萍等双感应测井资料的快速近似迭代反演,地球物理学报,2007,50(5)：1614-1621
[18]许思勇,庞巨丰,曾自强,感应测井趋肤效应校正的研究,测井技术,2005,29(5)：441-445
[19]James H, Moran, Induction logging-geometrical factors with skin effect. Spicewood, Texas,1982:19-23
[20]梁鉴廷,关于感应测井径向径向几何因子,科学通报,1976,21(6)：276-281
[21]田子立,孙以睿,周书藻,感应测井理论及应用,北京：石油工业出版社,1984：25-30
[22]郭华,曹卫东,朱宣国,感应测井趋肤效应校正方法,石油仪器,2004,18(1)： 58-59
[23]仵杰,庞巨丰,徐景硕,感应测井几何因子理论及其应用研究,测井技术,2001,25(6)：417-422
[24]周建文,双感应测井仪线圈系互感计算分析,声学与电子工程,2002,(4)：44-47
[25]李曙光,邢光龙,杨善德,感应测井仪器响应特性的考察分析,测井技术,2002,26(4)：277-281
[26]其木苏荣,汪宏年,倾斜井眼中感应测井正演模拟与响应特征,计算物理,2003,20(2)：161-168
[27]仵杰,龚厚生,陈草堂,双感应测井趋肤效应校正和刻度系数计算研究,测井技术,2001,25(4)：261-265
[28]罗岚,高嵩,李少康,盛钢,感应测井反褶积因子的优化设计,西安工业学院学报,1999,19(1)：11-15
[29]仵杰,程建华,陈睿,感应测井信号处理及应用研究,西安石油学院学报(自然科学版),2003,18(2)：71-75
[30]邱广军,王鹂,刘中奇,感应电阻率测井侵入校正方法,测井技术,2005,29(3)：205-20
[31]刘复屏,刘红升,马德录,俄罗斯感应测井仪与国产双感应测井仪的对比及其应用,石油天然气学报,2005,(S2)：339-341
[32]梁云,赵正文,纪晓庆等,阵列感应测井资料处理方法研究,石油仪器,2006,20(1)：32-35
[33]唐俊,仵杰,阵列感应偏心几何因子及其推迟效应研究,石油仪器,2006,20(2)： 38-40
[34]仵杰,刘春雅,张甜甜等,阵列感应测井仪刻度系数特性研究,测井技术,2006,30(5)：400-403
[35]邱辉丽,阵列感应测井在低电阻率油层的应用,国外测井技术,2006,21(2)：31-34
[36]Doll H G, Method and apparatus for improving the vertical resolution in induction well logging including electrical storage and delay means, U.S.Patent,1965, 3(166):254-258
[37]Beste B, Hagiwara T, King G and Strickland R, A new High resolution Array Induction Tool, SPWLA 41st Annual Logging Symposium,2000,8:4-7
[38]Moran J H, Induction Logging-Geometrial Factors With Skin Effect, The Log Analyst,1982,23(6):187-189
[39]Smits J W, Dubourg I., Luing M.G, Improved resistivity interpretation utilizing a new array laterolog tool and Associated Inversion Processing, SPE 1998, 49:328
[40]Stephen, Prensky, Recent Developments in LogginTechnology, Petrophysics, 2002,43(3):197-216
[41]许春艳,彭红波,申永华等,高分辨率感应测井在油气层评价中的应用,断块油气田,2007,14(1)：86-88
[42]杨荣起,申建辉,王化伟等,高分辨率阵列感应测井仪在河南油田的应用,石油仪器,2006,20(5)：56-60
[43]谭辉红,付晨东,高分辨率阵列感应测井在大庆东部油田的应用,测井技术,2006,30(4)：347-356
[44]李星星,赵俊峰,毛军等,阵列感应测井在识别油气储层中的应用,内蒙古石油化工,2009,(14)：139-140
[45]张波,孙景丽,高分辨率感应测井技术的应用,胜利油田职工大学学报,2008,(4)：51-52
[46]俞勇,高分辨率感应线圈系响应曲线分析,声学与电子工程,2007,(1)：39-41
[47]杨峰,聂在平,利用感应测量信息快速反演地层电导率,计算物理,2000,17(1-2)：89-91
[48]周强,郭华,使用快速感应测井反演进行测井解释,国外测井技术,2000,15(4)： 50-55
[49]仵杰,龚厚生,庞巨丰等,一种新的双感应测井信号处理方法研究,测井技术,2003,27(1)：11-15
[50]邓小波,聂在平,赵延文等,用相位感应测井数据反演地层电阻率和介电常数,地球物理学报,2006,49(2)：604-608
[51]张丽缓,武清钊,高频等参数感应(BИКИ3)测井技术应用,测井技术,2001,25(6)：452-455
[52]赵彦平,高频感应井下等参数测井技术,国外测井技术,2002,17(2)：36-38
[53]邢光龙,王现银,刘曼芬等,高频等参数感应测井的探测特性分析,测井技术,2003,27(3)：212-216
[54]丁柱,张金莉,童茂松,高频等参数感应测井的探测特性分析,工程地球物理学报,2006,3(2)：93-96
[55]任书俊,袁晓东,刘继红,高频等参数感应在低电阻率环带识别中的应用,测井技术,2008,32(6)：534-537
[56]李艳英,高频等参数感应测井及其地质应用的综合研究：[硕士学位论文],青岛；中国海洋大学,2003
[57]丁柱,于亚娄,张焕耀等,利用反演实现高频等参数感应测井曲线的对称化,工程地球物理学报,2008,5(6)：696-700
[58]达耶夫,高频电磁测井方法(耿秀文等译),北京：石油工业出版社,1981：1-2
[59]邓小波,相位感应测井的反演方法研究：[博士论文],成都；电子科技大学,2005
[60]刘四新,佟文琪,电磁波测井的现状和发展趋势,地球物理学进展,2004,19(2)：235-237
[61]邓绪力,感应测井仪器的现状研究,大众商务,2009(5)：285
[62]仵杰,胡启,国外感应测井仪器的研究进展,石油仪器,1998,12(1)3-7
[63]党瑞荣,谢雁,高国旺,感应测井技术的现状与发展趋势,中国石油天然气集团公司第二届测井新技术交流会论文集：335-343
[64]郑群芝,黄光宇,保护自主创新成果,快速发展测井技术,石油科技论坛,2009,(2)：17-19
[65]闫敏杰,党瑞荣,袁阿明等,三分量感应测井系统的理论研究,石油仪器,2009,23(1)：9-11
[66]仵杰,牒勇,解茜草等,阵列感应测井仪器MIT的标定研究,石油仪器, 2009,23(2)：19-21
[67]苗晓华,孟公建,测井挺进感应成像新时代—中国石油测井阵列感应测井仪MIT研发纪实,石油石化物资采购,2008,(11)：66-67
[68]罗宁,赵志惠,测井新技术在广安地区的应用,测井技术,2007,31(3)：249-252
[69]李清松,潘和平,张荣,电阻率成像测井进展,工程地球物理学报,2005,2(4)： 304-309
[70]包德洲,周军,王正等,新型阵列感应成像测井仪的研制与应用,测井技术,2004,28(6)：547-550
[71]肖立志,谢然红,柴细元等,新世纪的测井技术—网络测井及其技术体系初探,测井技术,2003,27(1)：6-10
[72]杨儒贵,电磁场与电磁波,北京：高等教育出版社,2007：310-311
[73]张美玲,王宏建,汪爱云,高分辨率阵列感应井眼校正技术,测井技术,2006,30(5)：404-407
[74]任好,章成广,刘晓梅,泥浆侵入对阵列感应电阻率测井影响的数值模拟与校正,石油天然气学报,2006,28(3)：82-84
[75]唐俊,阵列感应测井井眼校正远程处理系统的实现,石油天然气学报,2008,30(4)：108-110
[76]刘智涌,相位感应测井仪器设计及其信号处理研究：[硕士学位论文],成都；电子科技大学,2003
[77]李建鹏,泥浆侵入对电阻率测井曲线的影响,国外测井技术,2006,21(3)：39-41
[78]姜鹏飞,杨冬梅,刘子良等,淡水泥浆侵入的电测井阻值修正,西南石油学院学报,2006,28(4)：5-8
[79]范翔宇,夏宏泉,陈平等,测井计算钻井泥浆侵入深度的新方法研究,天然气工业,2004,24(5)：68-70