水平井陣列感應(yīng)測井正反演方法與應(yīng)用研究.pdf

1、水平井技術(shù)越來越受到石油業(yè)界的關(guān)注，已成為最重要的油田開發(fā)技術(shù)之一，代表了新世紀(jì)石油技術(shù)的發(fā)展方向。水平井技術(shù)在給油氣田開發(fā)帶來巨大效益的同時也給測井等工程技術(shù)帶來了新的課題。在水平井條件下，地層界面與井眼軌跡接近平行，感應(yīng)測井儀器響應(yīng)隨地層電導(dǎo)率的變化規(guī)律與垂直井相比具有較大差別。直井中基于幾何因子的信號處理方法不再適用，必須通過建立三維正演數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究。本文選擇高分辨率陣列感應(yīng)測井儀（HDIL），利用 COMSOL多物理場有

2、限元軟件進(jìn)行正演計算，建立水平井信息庫。計算在不同地層參數(shù)和幾何參數(shù)時水平井響應(yīng)特性，并對鉆遇斷層時水平井響應(yīng)特性進(jìn)行分析。最后設(shè)計了基于信息庫的反演方法，并將該方法應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，取得良好的效果，為水平井中陣列感應(yīng)測井解釋提供理論依據(jù)。研究內(nèi)容主要為以下五部分。
　　第一部分主要論述了建立數(shù)值計算模型過程和陣列感應(yīng)測井儀器結(jié)構(gòu)。首先分析了實際水平井的地層結(jié)構(gòu)特征，基于COMSOL軟件建立了三層地層模型結(jié)構(gòu)陣列感應(yīng)測井水平井模型

3、，并詳細(xì)闡述了建模中網(wǎng)格剖分的流程及處理方法，將計算得到數(shù)值解與解析解比較后確定模型的適用性。最后對高分辨率陣列感應(yīng)測井儀器HDIL的線圈系結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)指標(biāo)做了說明。
　　第二部分研究了水平井中陣列感應(yīng)測井快速正演和響應(yīng)信息庫建立的方法及過程。首先通過分析大慶油田的地層信息確立了響應(yīng)信息庫的主要參數(shù)及其計算范圍，然后設(shè)計六參數(shù)插值方法快速計算響應(yīng)。最后分析了不同類型井眼軌跡中不同子陣列及不同頻率時的響應(yīng)曲線變化規(guī)律，為反演方法的

4、設(shè)計提供依據(jù)。
　　第三部分對鉆遇斷層水平井中陣列感應(yīng)測井響應(yīng)特性進(jìn)行研究分析。首先研究鉆遇斷層水平井模型及網(wǎng)格剖分，然后詳細(xì)分析了斷塊地層中斷層位置、斷層面傾斜角、斷距以及地層電導(dǎo)率對比度等因素變化時的測井響應(yīng)變化規(guī)律，提出了利用曲線響應(yīng)特征預(yù)測斷層位置和估算斷層傾斜角度的方法。
　　第四部分研究了基于信息庫的水平井陣列感應(yīng)測井反演方法及應(yīng)用。首先分析了常規(guī)陣列感應(yīng)測井反演方法的數(shù)學(xué)模型和迭代方法，確立基于響應(yīng)信息庫的反演

5、方法，然后對測井響應(yīng)進(jìn)行井眼軌跡和地層電導(dǎo)率反演結(jié)果分析。最后，以肇平6水平井為例，分析了基于信息庫的正反演方法應(yīng)用效果。
　　第五部分開發(fā)了水平井陣列感應(yīng)測井正反演應(yīng)用軟件。基于MATLAB/GUI平臺，編程設(shè)計了水平井快速正反演軟件，可以實現(xiàn)給定三層地質(zhì)模型和井眼軌跡，快速繪制沿所設(shè)井眼軌跡的測井響應(yīng)；給定三層模型工作頻率、儀器相對傾角、目的層厚度、目的層電阻率、上圍巖電阻率和下圍巖電阻率中的任意5個參數(shù)，實現(xiàn)計算測井響應(yīng)隨剩