【文章內(nèi)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(xué)碩士研究生學(xué)位論文 5 1. 數(shù)字合成處理 信號合成處理是陣列感應(yīng)成像測井的核心 ， 它包括確定有效背景電導(dǎo)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(shè)計是一項關(guān)鍵技術(shù) ， 有效背景電導(dǎo)率確定是實現(xiàn)非線性信號自適應(yīng)合成處理的前提。 2. 數(shù)值模擬計算 為了分析儀器的響應(yīng)特性和檢驗信號合成處理的有效性 ， 必須計算各種地質(zhì)條件下的儀器響應(yīng)。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(shù)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(chǔ)。 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(chǔ)上 ， 通過計算有效背景電導(dǎo)率 ， 應(yīng)用自適非線性方法同時實現(xiàn)趨膚效應(yīng)和環(huán)境影響校正。 4. 分辨率匹配 為進(jìn)行侵入分析 ， MIT 在真分辨率合成后進(jìn)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(yīng)用了差值信息補償原理、空間域的濾波器設(shè)計方法、巖石物理學(xué)的分辨率增強方法以及信息過校正處理技術(shù) ， 以減少不合理的虛假信息。 5. 確定有效背景電導(dǎo)率 MIT 測井儀信號合成濾波器設(shè)計是建立在均勻地層的幾何因子理論基礎(chǔ)上 ， 確定測井對應(yīng)深度的背景電導(dǎo)率和實現(xiàn)非線性信號處理是軟件設(shè)計的關(guān)鍵。將地層電導(dǎo)率的范圍分為多段 ， 設(shè)計相應(yīng)的濾波器庫。同時研究不同背景電導(dǎo)率幾何因子與實際測量信號的關(guān)系 ， 設(shè)計從測量信號提取背景電導(dǎo)率的濾波器庫。在實際測量信號處理時 ,自適應(yīng)計算各子陣列信號的背景電導(dǎo)率 ， 加權(quán)求出有效背景電導(dǎo)率。利用有效背景電導(dǎo)率就可實現(xiàn)非線性信號自適應(yīng)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(dǎo)率濾波器庫。經(jīng)過對大量模型地層進(jìn)行模擬處理 ， 得到了較好的結(jié)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(yīng)儀器嚴(yán)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(jù)這些信息可構(gòu)成一種自適應(yīng)的井眼環(huán)境校正。反映井眼環(huán)境特征的參數(shù)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(jìn)行井眼環(huán)境校正 ， 對每個參數(shù)在很寬范圍內(nèi)進(jìn)行大量正演模型計算 ， 將這些計算結(jié)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(yīng)算法。在測井過程中 ， 用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行快速反演 ， 應(yīng)用最小二乘技術(shù) ， 將不同的模型數(shù)據(jù)與短源距陣列測得的信號進(jìn)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(yīng)與其他感應(yīng)的對比 MIT 與雙感應(yīng)的對比 傳統(tǒng)的 雙感應(yīng)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(yīng)影響 ， 以至無法得到真實的地層電阻率。而 MIT 陣列感應(yīng)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(yīng)影響 ， 從而進(jìn)行復(fù)雜的侵入分析和提供真實的地層電阻率 ， 提高精細(xì)勘探的能力。 在徑向探測特性方面 ， 陣列感應(yīng)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(tǒng)雙感應(yīng)儀深感應(yīng)最大探測深度為 64 英寸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于陣列感應(yīng)儀的探測深度。表 22 是 MIT 陣列感應(yīng)測井儀器和雙感應(yīng) 八側(cè)向的性能對 照表，從表中可以看出，高分辨率陣列感應(yīng)（ 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(yīng) 八側(cè)向的性能對比 對比指標(biāo) 高分辨率感應(yīng)測井 雙感應(yīng)八側(cè)向 動態(tài)范圍 m m MIT 陣列感應(yīng)在油層識別中的應(yīng)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(yīng) : 深感應(yīng) : 徑向探測深度 90in 60in 深感應(yīng) 30in 中感應(yīng) 20in 八側(cè)向 10in MIT 與國外陣列感應(yīng)的對比 MIT 陣列感應(yīng)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(shù)和工藝問題，使其主要性能參數(shù)和西方陣列感應(yīng)測井儀器主要性能參數(shù)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(yīng)用。 MIT 陣列感應(yīng)測井已經(jīng)在吉林、長慶、華北、冀 東、吐哈、青海、塔里木、烏茲別克斯坦投產(chǎn)應(yīng)用，測井上百口。通過對測井資料的分析，測井曲線自身重復(fù)性、一致性良好， MIT 測量電阻率值準(zhǔn)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(yīng)靈敏、分辨率高，達(dá)到國外同類陣列感應(yīng)測井儀器的先進(jìn)水平。 MIT 陣列感應(yīng)儀憑借高質(zhì)量和價格優(yōu)勢，正逐步替代進(jìn)口同類儀器，為國產(chǎn)化成像測井的全面應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。 表 23 MIT 與國外陣列感應(yīng)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(rèn)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(zhì)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(xué)碩士研究生學(xué)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(rèn)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(yīng)特征。 MIT 陣列感應(yīng)在油層識別中的應(yīng)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(yīng)一致性，說明儀器的性能特性與國外儀器相當(dāng)，可以滿足不同類型儲層的測井評價。 . MIT 陣列感應(yīng)的適應(yīng)性分析 MIT 陣列感應(yīng)儀的適用條件 MIT 的最佳工作范圍是地層電阻率應(yīng)在 .m，地層電阻率和鉆井液電阻率比值 Rt/Rm 應(yīng)在如圖 26 所示規(guī)定的范圍內(nèi)；適用井眼條件是 150cm250cm，當(dāng)井眼尺寸大于 250cm 時，合成的誤差較大。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 9 圖 26 MIT 最佳適用條件圖版 利用陣列感應(yīng)資料分析儲層時要注意以下幾點： （ 1）薄層分析要結(jié)合井眼條件 從儀器的技術(shù)指標(biāo)上看，陣列感應(yīng)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(dǎo)率反差 陣列感應(yīng)測井曲線具有由淺到深的探測深度，多數(shù)情況下能良好地反映地層的侵入特征，但有時偶爾也出現(xiàn)不符合侵入規(guī)律的現(xiàn)象：在高礦化度井中，由于地層和鉆井液電導(dǎo)率的反差很大，使其鉆井液電導(dǎo)率產(chǎn)生的井眼信號增大，導(dǎo)致井眼校正誤差大，出現(xiàn)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(jié)果造成不同探測深度的測井曲線在 均質(zhì)地層不重合，在非均質(zhì)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(xiàn)無法進(jìn)行井眼校正。在淺的高侵入薄層，陣列感應(yīng)淺探測曲線讀數(shù)可能偏低，當(dāng)侵入小于 25cm 時，甚至小到 時，陣列感應(yīng) 25cm 探測深度的曲線讀數(shù)明顯低于微球曲線讀數(shù)。這是因為儀器響應(yīng)與這兩種儀器探測深度的定義有關(guān)，在此情況下，淺探測曲線利用微球測井曲線解釋更準(zhǔn)確。 （ 3）陣列感應(yīng)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(yīng)測量能反映侵入的環(huán)帶特征，而雙側(cè)向 微球測井或雙感應(yīng) 八側(cè)向測井不能很好地反 映這種特征。在高侵入薄層，陣列感應(yīng)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(shù)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(chǔ) ,應(yīng)用陣列感應(yīng)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(zhì)含量以及含油飽和度之間的關(guān)系進(jìn)行研究 ,以確定研究工區(qū)油層陣列感應(yīng)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(yīng)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(guān)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(yīng)在油層識別中的應(yīng)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(jù)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(dāng)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(zhì)；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(yīng)對判斷儲層侵入特性及流體性質(zhì)就不再適用。 泥質(zhì)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(zhì)含量 Vsh 與對應(yīng)的深淺電阻率差值進(jìn)行了交會圖分析（見圖 29～10）。 長 3 侵入特性與泥質(zhì)含量交會圖30201001020300 5 10 15 20 25 30 35 40 45泥質(zhì)含量 （ % ）RtRxo(Ω?m)油層水層油水同層20長 8 侵入特性與泥質(zhì)含量交會圖30201001020300 5 10 15 20 25 30 35 40 45泥質(zhì)含量 （ % ）RtRxo（Ω?m）