隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)特性研究.pdf

1、地層電阻率是分析地層巖性和評(píng)價(jià)油氣的重要參數(shù)。隨著油氣勘探的不斷發(fā)展與深入，大斜度井和水平井鉆井的增多，現(xiàn)行的電纜測(cè)井技術(shù)變得困難重重。測(cè)量實(shí)時(shí)性好、精度高、信息更加可靠的隨鉆測(cè)井技術(shù)成為當(dāng)前測(cè)井發(fā)展的趨勢(shì)。隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井儀器是一種新型的隨鉆感應(yīng)電阻率測(cè)井儀器，和隨鉆測(cè)量以及隨鉆自然伽馬測(cè)井結(jié)合使用，可以滿足定向軌跡測(cè)量和地質(zhì)導(dǎo)向要求，有效的控制井眼軌跡。本文詳細(xì)研究了隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井的基本理論、均勻地層中背景影響、非均勻地層中環(huán)境影響、

2、隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井信號(hào)處理以及半空間響應(yīng)特性。研究成果對(duì)隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井儀器的設(shè)計(jì)、刻度、數(shù)據(jù)處理和測(cè)井解釋奠定理論基礎(chǔ)。本研究分為四個(gè)部分：
　　第一部分：研究了均勻地層中隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井儀器的背景影響。闡述隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井儀器的線圈系結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理，然后應(yīng)用COMSOL有限元軟件建立隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)的數(shù)學(xué)和物理模型，計(jì)算分析背景參數(shù)（金屬鉆鋌、反射層和磁芯）在不同地層電導(dǎo)率下對(duì)隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)特性的影響，揭示其響應(yīng)機(jī)理。當(dāng)鉆鋌電導(dǎo)率

3、大于107S/m時(shí)，鉆鋌對(duì)深感應(yīng)響應(yīng)的影響很小，對(duì)淺感應(yīng)的影響不能忽略。鉆鋌長(zhǎng)度變化對(duì)儀器的響應(yīng)影響可以忽略。視電導(dǎo)率與鉆鋌半徑近似線性關(guān)系。在地層電導(dǎo)率小于1S/m時(shí)，鉆鋌對(duì)深、淺感應(yīng)的響應(yīng)影響不大。反射層改變了鉆鋌對(duì)基值的非線性影響，隨地層電導(dǎo)率增加，深感應(yīng)的基值影響非線性減小，淺感應(yīng)的非線性增加。深、淺感應(yīng)的響應(yīng)隨著磁芯相對(duì)磁導(dǎo)率的增加非線性增加，相對(duì)磁導(dǎo)率在100至200之間時(shí)，對(duì)信號(hào)增強(qiáng)最明顯。深、淺感應(yīng)在磁芯實(shí)心與磁芯空心作

4、用下的響應(yīng)的比值約為固定值1.2。
　　第二部分：研究了非均勻地層中隨鉆雙感應(yīng)的環(huán)境影響。環(huán)境影響包括井眼影響、圍巖和侵入影響。井眼影響計(jì)算分析地層電導(dǎo)率、泥漿電導(dǎo)率和井徑變化對(duì)響應(yīng)特性的影響。結(jié)果表明，深、淺感應(yīng)受地層電導(dǎo)率的影響較大。泥漿電導(dǎo)率的影響只在地層電導(dǎo)率較小時(shí)比較明顯。井徑變化只有在泥漿電導(dǎo)率小于1S/m時(shí)影響較小。深、淺感應(yīng)的測(cè)量信號(hào)隨著圍巖電導(dǎo)率的增大而非線性增大，隨侵入半徑的增加而增加。只有圍巖電導(dǎo)率和目的層電

5、導(dǎo)率對(duì)比度大，并且距離目的層較近時(shí)隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井測(cè)量信號(hào)的影響比較明顯;目的層厚度越大，絕對(duì)誤差越小，圍巖影響越小。
　　第三部分：研究了深、淺感應(yīng)信號(hào)處理方法。計(jì)算基于幾何因子理論的深淺感應(yīng)縱向響應(yīng)函數(shù)，分析趨膚效應(yīng)、圍巖效應(yīng)影響和分辨率特性，設(shè)計(jì)非線性信號(hào)處理濾波器，實(shí)現(xiàn)深、淺感應(yīng)分辨率匹配。處理結(jié)果表明:一維地層模擬中，深、淺感應(yīng)曲線的分辨率得到明顯改善，基本可以重合。二維地層模擬中，受圍巖影響，深、淺感應(yīng)分層能力下降，讀數(shù)

6、會(huì)偏離真值。實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)處理中，圍巖效應(yīng)得到明顯消除，深感應(yīng)分辨率提高，深、淺感應(yīng)分辨率一致。
　　第四部分：研究了隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井儀器半空間響應(yīng)。計(jì)算分析儀器槽開口方向、儀器高度和大地電導(dǎo)率變化對(duì)隨鉆雙感應(yīng)測(cè)井儀器半空間響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:不同儀器槽開口方向的半空間響應(yīng)隨著大地電導(dǎo)率的增加非線性增加。儀器槽開口方向向下的半空間響應(yīng)影響最大，儀器槽開口方向向上的影響最小。深感應(yīng)的半空間響應(yīng)在儀器高度為0.4m附近達(dá)到最大，峰值