【正文】 供了大量的測井數據，有可能進行徑向電阻率剖面成像；定義了新的侵入分析參數；與孔隙度測井相結合，可進行二維含水飽和度成像 [8]。由于實際測井中經常遇到測井不勻速、遇卡和儀器組合長等問題， 1995 年，推出了井場使用最優(yōu)的陣列感應測井儀器 AITH[9]。以適應儀器組合的需要，減小鼠洞的深度；工作頻率減少為一個 ()；用加速度計測量儀器的速度以校正測井不勻速問題；測井串接 球型電極測量泥漿電阻率和井徑儀測量井徑，準確自適應井眼校正；具有遇卡處理功能；考慮了虛部分量測量精度低和在含有鐵磁礦地層中虛部分量異常的影響問題；給出了 AIT 的適用范圍在非常咸的泥漿井、大井眼及高地層電阻率對比度井仍用側向測井比較合適。其線圈系陣列由七個單側布置的三線圈系子陣列組成；主接收線MIT 陣列感應在油層識別中的應用研究 2 圈間距從 94in.，按對數等間隔布置；所有子陣列同時接收包含八個頻率 ( 50、 70、 90、1 130 和 150kHz)的時間序列波形 ,波形數字化后送到地面，地面用付立葉變換將波形分解為實部和虛部信號 ,總共得到 112 個信號；現(xiàn)場提供 6 種探測深度 ( 60、 90 和 120in.)曲線和 3組分辨率 ( 2 和 4ft)曲線，傳統(tǒng)雙感應測井的合成曲線；具有井斜校正；井下接收波形進行堆棧處理，因而具有較強的抗干擾能力，易于進行曲線異常診斷和質量控制，這在傳統(tǒng)感應測井中是不可能的。 由于儀器設計和數據處理相關的問題一直存在，使得測井數據產生各種不確定性，從而降低了測井質量。它是由 1 個發(fā)射器和 6個子陣列接收器組成，每個子陣列有 1 對接收器，其中一個是主接收器，另一個是補償接收器。 ACRt 的所有子陣列接收器均位于一側，在不犧牲探測深度的前提下，優(yōu)化了儀器長度。除了感應測量外， ACRt 還采集自然電位、泥漿電阻率和探頭溫度 [12]。目前，每年生產 100 多套供應市場，已經進入成熟應用階段，并被定為西西伯利亞砂泥巖剖面的常規(guī)電測井方法。 國內發(fā)展現(xiàn)狀 國內、國外的測井服務公司的常規(guī)雙感應測井均以經典的 6FF40 為基礎，是目前各測井服務公司的常用數控測井儀器 [14]。 國內勝利油田測井公司于上世紀 90 年代中期參考 Halliburton 公司的高分辨率感應測井儀器 HRI，在國內首先研制高分辨率感應測井儀器，于 2020 年，研究 完成并開始投入商用 [15]。 “九五”期間，中國石油天然氣集團公司組織開展了陣列感應成像測井技術的研究和開發(fā)工作，陣列感應測井儀（ MIT）于 2020 年完成樣機研制 [16]。 2020 年初，陣列感應成像測井工業(yè)化儀器 MIT5530 研制成功，儀器的整體性能指標達到國外同類產品的先進水平 [1718]。目前，陣列感應成像測井儀已制造超過百套，在吉林、長慶、華北、冀東、吐哈、青海、塔里木、烏茲別克斯坦 等地 投產應用。 研究內容 本篇論文的研究區(qū)塊是長慶油田隴東和陜北地區(qū) ，研究層位為隴東長 長 4+5— 長 8 地層以及陜北長 910 地層。 研究思路和 技術路線 研究思路 在對比分析 MIT 陣列感應測井儀和國外陣列感應的基礎上，分析 MIT 測井儀針對研究區(qū)儲層物性、西南石油大學碩士研究生學位論文 3 厚度、流體等不同條件下的徑向探測特性，總結 MIT 在不同條件下的探測特性與適應性，在此基礎上，充分研究陣列感應測井在油層和水層中的響應特征，結合試油和常規(guī)測井資料，研究利用陣列感應測井資料識別流體識別的有效方法及圖版，并利用陣列感應五條不同探測深度的電 阻率曲線，利用線性或非線性插值，實現(xiàn)徑向的飽和度成像，通過飽和度成像來更為直觀的顯示地層的油、氣、水性質，進一步提高勘探能力。 8. 25 ′B6 B4 B2 B1 B3R6 R4 R2 T R1 R3B5R5B7R7B8R8′ 圖 21 MIT 線圈系結構 MIT 陣列感應測井儀包括地面硬件模塊、井下儀器及其處理軟件等幾個部分。其主要技術指標 :測量范圍為 .m；測量精度在177。 MIT 測井儀電路包括：多頻發(fā)射電路、低噪聲寬帶前置放大器、帶通濾波器、程控增益放大器、數據采集相敏檢波電路、時序控制電路、 DTB 電路、二級刻度電路、輔助測量電路和電源電路等。主 DSP 完成井下所有程序加載 ,對 3 個從 DSP 的控制及數據交換 ,實現(xiàn)井下儀器總線接口電路 DTB 的控制、命令接收識別、回送數據的組織。從 DSP3 為發(fā)射短節(jié)提供發(fā)射時鐘信號，提供輔助信道 A/D、 D/A 控制及輔助測量信號的時序控制。接收短節(jié)由接收放大通道、邏輯控制板、二級刻度板組成。接收前置放大電路為 1 個小信號、低噪聲、寬頻帶放大器。電源短節(jié)提供陣列感應儀器的全部直流供電。線圈系軸套采用金屬材料，增加強度，便于組合；上接頭多層屏蔽管過線，減小電磁干擾；陶瓷骨架結構提高了線圈系溫度穩(wěn)定性；玻璃鋼外殼材 料內填平衡硅油，熱膨脹系數??；線圈屏蔽采用梳狀屏蔽層；線圈對稱繞制，減少干擾。 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(xiàn)非線性信號自適應合成處理的前提。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。 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。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(xiàn)趨膚效應和環(huán)境影響校正。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。將地層電導率的范圍分為多段 ， 設計相應的濾波器庫。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。 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。 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。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。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。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。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。m m Rild:150Ω 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。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。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。 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。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。 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。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。 （ 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。 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。 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。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。 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。 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）。 從研究區(qū) 長 長 8 的交會圖來看，儲層的泥質含量小于 20%時，交會圖中的侵入特征隨泥質的減少而反映明顯；當儲層的泥質含量大于 20%時，陣列感應測井對利用侵入特性來判斷儲層流體性質就不再適用。建立了不同油組飽和度與電阻率差值之間的關系（見圖 211～ 12）。 西南石油大學碩士研究生學位論文 11 60402002040600 20 40 60 80含油飽和度(%)RTRXO()油層油水同層水層 圖 211 長 3 侵入特征與含油飽和度交會圖 圖 212 長 8 侵入特征與含油飽和度交會圖 上述分析表明，陣列感應測井在研究區(qū)的應用具有一定的適用條件，當孔隙度大于 8%或泥質含量小于 20%，可利用陣列感應測井資料所反映的侵入特征來判斷儲層的滲透性和流體性質，但僅利用深淺電阻率的正負差異來識別流體 性質，會存在著一定的誤差；當孔隙度小于 8%或泥質含量大于 20%，由于電阻率的侵入特征不明顯，利用陣列感應測井的侵入特征來識別流體性質將不再適用。由于這幾條不同探測深度的測井曲線使用相同的感應測量原理，因此測量效果明顯優(yōu)于常規(guī)感應與微球組合