【文章內容簡介】 儀： ?90mm） 儀器長度 測井速度 1000m/h 井眼范圍 150～ 250mm 測量范圍 ～ 1000?.m 測量精度 177。 2% 縱向分辨率 30cm、 60cm、 120cm 探測深度 25cm、 50cm、 75cm、 150cm、 225cm 西南石油大學碩士研究生學位論文 5 1. 數字合成處理 信號合成處理是陣列感應成像測井的核心 ， 它包括確定有效背景電導率、真分辨率信號合成和分辨率匹配 3 部分 ， 其中真分辨率合成濾波器設計是一項關鍵技術 ， 有效背景電導率確定是實現非線性信號自適應合成處理的前提。 2. 數值模擬計算 為了分析儀器的響應特性和檢驗信號合成處理的有效性 ， 必須計算各種地質條件下的儀器響應。開發(fā)了計算井眼偏心的三維有限元軟件 ， 計算具有徑向多層和縱向多層的二維有限元計算和模式匹配軟件。數值模擬計算不但是信號合成檢驗的工具 ， 而且可用于測井異常解釋 ， 是 反演研究的基礎。 3. 真分辨率合成 為了在信號合成時盡量減少不合理的虛假信息 ， MIT 測井儀引入真分辨率合成概念。淺的探測深度具有高的縱向分辨率 ； 深探測深度具有低的縱向分辨率。真分辨率合成是在井眼校正的基礎上 ， 通過計算有效背景電導率 ， 應用自適非線性方法同時實現趨膚效應和環(huán)境影響校正。 4. 分辨率匹配 為進行侵入分析 ， MIT 在真分辨率合成后進行了不同探測深度的分辨率匹配 ， 得到 3組分辨率 (、 和 )匹配曲線 ， 每組曲線具有 5 種探測深度 (、 、 、 和 )。分 辨率匹配處理應用了差值信息補償原理、空間域的濾波器設計方法、巖石物理學的分辨率增強方法以及信息過校正處理技術 ， 以減少不合理的虛假信息。 5. 確定有效背景電導率 MIT 測井儀信號合成濾波器設計是建立在均勻地層的幾何因子理論基礎上 ， 確定測井對應深度的背景電導率和實現非線性信號處理是軟件設計的關鍵。將地層電導率的范圍分為多段 ， 設計相應的濾波器庫。同時研究不同背景電導率幾何因子與實際測量信號的關系 ， 設計從測量信號提取背景電導率的濾波器庫。在實際測量信號處理時 ,自適應計算各子陣列信號的背景電導率 ， 加權求出有效背景電導率。利用有效背景電導率就可實現非線性信號自適應合成處理。 6. 信號合成效果模擬 利用最優(yōu)化方法 ， 計算出真分辨率合成濾波器庫、分辨率匹配濾波器庫以及計算背景視電導率濾波器庫。經過對大量模型地層進行模擬處理 ， 得到了較好的結果。 7. 井眼環(huán)境校正 MIT 測井儀采用三線圈系基本陣列單元測量 ， 主接收與發(fā)射線圈的距離為 ， 其原始測量值受井眼環(huán)境影響比常規(guī)聚焦型感應儀器嚴重 ， 尤其是短子陣列。短子陣列也隱含了井眼特征的信息 ，根據這些信息可構成一種自適應的井眼環(huán)境校正。反映井眼環(huán)境特征的參數主要有 泥漿電阻率 Rm、井眼半徑 R 及形狀、儀器離井壁的距離 X 以及地層電阻率 Rt。為了進行井眼環(huán)境校正 ， 對每個參數在很寬范圍內進行大量正演模型計算 ， 將這些計算結果擬合為多項式 ， 得到一種快速計算每個原始測量值的井眼響應算法。在測井過程中 ， 用這些數據進行快速反演 ， 應用最小二乘技術 ， 將不同的模型數據與短源距陣列測得的信號進行適配 ， 得到一個最佳的模型值 ， 由此求得井眼影響信號 ， 最后在測井信號中除去井眼影響信號 ， 就可以得到無井眼影響的測量信號。 MIT 陣列感應與其他感應的對比 MIT 與雙感應的對比 傳統的 雙感應測井只提供兩條一維的測量信號 ， 不能有效地消除二維的井眼、侵入、圍巖等環(huán)境影響和趨膚效應影響 ， 以至無法得到真實的地層電阻率。而 MIT 陣列感應采集了豐富的二維地層信息 ，軟件可有效地消除二維的井眼、侵入、圍巖等環(huán)境影響和趨膚效應影響 ， 從而進行復雜的侵入分析和提供真實的地層電阻率 ， 提高精細勘探的能力。 在徑向探測特性方面 ， 陣列感應測井儀具有五種徑向探測深度，最大探測深度為 90 英寸，而傳統雙感應儀深感應最大探測深度為 64 英寸，遠遠小于陣列感應儀的探測深度。表 22 是 MIT 陣列感應測井儀器和雙感應 八側向的性能對 照表，從表中可以看出，高分辨率陣列感應（ MIT）具有縱向分辨率高，徑向探測深度大，線性范圍大的特點。 表 22 MIT 儀器和雙感應 八側向的性能對比 對比指標 高分辨率感應測井 雙感應八側向 動態(tài)范圍 m m MIT 陣列感應在油層識別中的應用研究 6 線性范圍 1120Ω m Rild:150Ω m Rilm:135Ω m 縱向分辨率 1ft（ ） 2ft（ ） 4ft（ ） 中感應 : 深感應 : 徑向探測深度 90in 60in 深感應 30in 中感應 20in 八側向 10in MIT 與國外陣列感應的對比 MIT 陣列感應儀由中國石油集團測井有限公司于 2020 年完成樣機研制。通過滾動開發(fā)，攻克了一系列的核心技術和工藝問題，使其主要性能參數和西方陣列感應測井儀器主要性能參數相近 ， 如表 23。目前基于 100kbps 傳輸速率的 155℃ /100MPa 儀器已定型，并開始規(guī)模制造與應用。 MIT 陣列感應測井已經在吉林、長慶、華北、冀 東、吐哈、青海、塔里木、烏茲別克斯坦投產應用，測井上百口。通過對測井資料的分析，測井曲線自身重復性、一致性良好， MIT 測量電阻率值準確，曲線形態(tài)變化正常，符合地區(qū)規(guī)律，對油水層及油水界面反應靈敏、分辨率高，達到國外同類陣列感應測井儀器的先進水平。 MIT 陣列感應儀憑借高質量和價格優(yōu)勢，正逐步替代進口同類儀器，為國產化成像測井的全面應用發(fā)揮了重要作用。 表 23 MIT 與國外陣列感應性能對比 公司 名稱 儀器 型號 推出 時間 發(fā)射 頻率 接收子 陣列 原始 曲線 徑向探測深度 (cm) 縱向分辨率 (cm) 斯倫貝謝 AITB 1990 3 種 8 個 28 條 25， 50， 75， 150，225 30， 60， 90 AITH 1995 1 種 8 個 16 條 25， 50， 75， 150，225 30， 60， 90 阿特拉斯 HDIL 1997 8 種 7 個 112 條 30， 60， 90， 150， 225, 300 30， 60， 90 哈里伯頓 HRAI 2020 2 種 10 個 40 條 30， 60， 90， 150，225,300 30， 60， 90 中油測井 MIT 2020 3 種 8 個 28 條 25， 50， 75， 150，225 30， 60， 90 MIT 和 AIT 資料對比 通過對環(huán) a 井和元 a 井長 8 儲層 MIT 和 AIT 資料的對比，認為 MIT 和 AIT 資料一致性較好（ 見 圖2圖 23）， MIT 曲線幅度變化形態(tài)、深探測電阻率大小與 AIT 基本一致，泥質地層不同探測深度的電阻率基本重合，兩種儀器在滲透層的電阻率幅度差異均較為明顯；只是在局部地層淺探測電阻率的幅度差異 MIT 比 AIT 更為明顯，說明 MIT 測井儀對泥漿的侵入更為敏感。 西南石油大學碩士研究生學位論文 7 圖 22 環(huán) a 井長 8 儲層 MIT 和 AIT 資 料 對 比 圖 23 元 a 井長 8 儲層 MIT 和 AIT 資料對比 MIT 和 HDIL 資料對比 通過對安 a 井長 2 和長 7 儲層 MIT 和 HDIL 資料對比，認為 MIT 和 HDIL 資料也具有較好的一致性(圖 24～ 5)， MIT 曲線幅度變化、深探測深度電阻率大小與 HDIL 基本一致，在長 2 儲層段 MIT 測量的深電阻率為 歐姆米， HDIL 測量的電阻率為 5歐姆米，說明兩種儀器的測量精度相似，滲透層的幅度差異變化均較為明顯。在泥巖段兩種儀器的電阻率曲線均重疊在一 起，顯示出對泥巖等非滲透性巖層較好的響應特征。 MIT 陣列感應在油層識別中的應用研究 8 圖 24 安 a 井長 7 儲層 MIT 和 HDIL 資料對比 圖 25 安 a 井長 2 儲層 MIT 和 HDIL 資料對比 通過對 MIT 與 AIT 及 HDIL 資料的對比，不論在長 3 以上高孔、高滲儲層還是在長 6長 8 低滲透儲層，都有較好的測井響應一致性，說明儀器的性能特性與國外儀器相當，可以滿足不同類型儲層的測井評價。 . MIT 陣列感應的適應性分析 MIT 陣列感應儀的適用條件 MIT 的最佳工作范圍是地層電阻率應在 .m，地層電阻率和鉆井液電阻率比值 Rt/Rm 應在如圖 26 所示規(guī)定的范圍內；適用井眼條件是 150cm250cm，當井眼尺寸大于 250cm 時，合成的誤差較大。 西南石油大學碩士研究生學位論文 9 圖 26 MIT 最佳適用條件圖版 利用陣列感應資料分析儲層時要注意以下幾點： （ 1）薄層分析要結合井眼條件 從儀器的技術指標上看，陣列感應儀器可以分辨出 30cm 厚的地層 。 但實際上， 30cm 分辨率是有條件的，要求井 眼規(guī)則、 Rt 與 Rm 反差較小、其電阻率值為中等，一般情況下，真分辨率曲線可信度更高，分辨率匹配曲線可作為參考 ， 而 30cm 分辨率匹配曲線使用限制較多。 （ 2）侵入特性分析要注意電導率反差 陣列感應測井曲線具有由淺到深的探測深度，多數情況下能良好地反映地層的侵入特征，但有時偶爾也出現不符合侵入規(guī)律的現象：在高礦化度井中，由于地層和鉆井液電導率的反差很大，使其鉆井液電導率產生的井眼信號增大，導致井眼校正誤差大，出現欠校正或過校正，而短陣列線圈系測量單元的校正量大，長陣列的校正量小，其結果造成不同探測深度的測井曲線在 均質地層不重合，在非均質地層也不能得到合理的幅度差異，在低阻圍巖情況下，有時甚至還會出現無法進行井眼校正。在淺的高侵入薄層，陣列感應淺探測曲線讀數可能偏低，當侵入小于 25cm 時，甚至小到 時，陣列感應 25cm 探測深度的曲線讀數明顯低于微球曲線讀數。這是因為儀器響應與這兩種儀器探測深度的定義有關，在此情況下，淺探測曲線利用微球測井曲線解釋更準確。 （ 3）陣列感應測井與常規(guī)電阻率測井解釋存在環(huán)帶差異 在存在環(huán)帶的地層，陣列感應測量能反映侵入的環(huán)帶特征，而雙側向 微球測井或雙感應 八側向測井不能很好地反 映這種特征。在高侵入薄層，陣列感應的淺探測測量與微球測井也存在差異。 所研究工區(qū)油層儲層物性較差，大多數儲層屬于中低孔隙度、中低滲透率儲層。以近幾年有試油資料的井為基礎 ,應用陣列感應測井資料、常規(guī)測井資料、試油資料對該地區(qū)儲層的侵入特性與孔隙度、泥質含量以及含油飽和度之間的關系進行研究 ,以確定研究工區(qū)油層陣列感應測井的適用條件。 孔隙度對 MIT 侵入特征的影響 儲層的物性對泥漿的侵入特性具有較大的影響。采用 MIT 陣列感應測井 90in 探測深度反映原狀地層電阻率與 20in 探測深度反映沖洗帶的電阻率曲 線的差值來反映地層的侵入特性。儲層的侵入特征與孔隙度的基本關系為孔隙度越大，侵入特征越明顯。在研究區(qū)建立了長 長 8 的儲層孔隙度與電阻率差值交會圖（見圖 27～ 8）。 MIT 陣列感應在油層識別中的應用研究 10 長 3 侵入特性與孔隙度交會圖30201001020300 5 10 15 20孔隙度 （ % ）RtRxo(Ω?m)油層水層油水同層8 10長 8 侵入特性與孔隙度交會圖60402002040600 5 10 15 20孔隙度 （ % ）RtRxo（Ω?m）油層水層油水同層8 10 圖 27 長 3 侵入特征與孔隙度交會圖 圖 28 長 8 侵入特征與孔隙度交會圖 根據上圖可得出儲層的電阻率差值隨著孔隙度的增大，差異度越明顯，差值的變化范圍越大。從圖中可以明顯地看出當孔隙度大于 10%時，交會圖中的侵入特征反映明顯；孔隙度在 810%時，電阻率的差異度有一定的變化，能基本反映儲層的侵入性質；而孔隙度小于 8%時，交會圖中的電阻率差值基本重合，說明該儀器對孔隙度小于 8%的儲層的侵入特征反映不靈敏，此時， MIT 陣列感應對判斷儲層侵入特性及流體性質就不再適用。 泥質含量對 MIT 侵入特征的影響 對研究區(qū)長 長 8 油組儲層的泥質含量 Vsh 與對應的深淺電阻率差值進行了交會圖分析（見圖 29～10）。 長 3 侵入特性與泥質含量交會圖30201001020300 5 10 15 20 25 30 35 40 45泥質含量 （ % ）RtRxo(Ω?m)油層水層油水同層20長 8 侵入特性與泥質含量交會圖30201001020300 5 10 15 20 25 30 35 40 45泥質含量 （ % ）RtRxo（Ω?m）