mit阵列感应在油层识别中的应用研究(编辑修改稿)

mit阵列感应在油层识别中的应用研究(编辑修改稿)内容摘要：

仪： 90mm） 仪器长度 测井速度 1000m/h 井眼范围 150～ 250mm 测量范围 ～ 1000.m 测量精度 177。 2% 纵向分辨率 30cm、 60cm、 120cm 探测深度 25cm、 50cm、 75cm、 150cm、 225cm 西南石油大学硕士研究生学位论文 5 1. 数字合成处理 信号合成处理是阵列感应成像测井的核心 ， 它包括确定有效背景电导率、真分辨率信号合成和分辨率匹配 3 部分 ， 其中真分辨率合成滤波器设计是一项关键技术 ， 有效背景电导率确定是实现非线性信号自适应合成处理的前提。 2. 数值模拟计算 为了分析仪器的响应特性和检验信号合成处理的有效性 ， 必须计算各种地质条件下的仪器响应。 开发了计算井眼偏心的三维有限元软件 ， 计算具有径向多层和纵向多层的二维有限元计算和模式匹配软件。 数值模拟计算不但是信号合成检验的工具 ， 而且可用于测井异常解释 ， 是 反演研究的基础。 3. 真分辨率合成 为了在信号合成时尽量减少不合理的虚假信息 ， MIT 测井仪引入真分辨率合成概念。 浅的探测深度具有高的纵向分辨率 ； 深探测深度具有低的纵向分辨率。 真分辨率合成是在井眼校正的基础上 ， 通过计算有效背景电导率 ， 应用自适非线性方法同时实现趋肤效应和环境影响校正。 4. 分辨率匹配 为进行侵入分析 ， MIT 在真分辨率合成后进行了不同探测深度的分辨率匹配 ， 得到 3组分辨率 (、 和 )匹配曲线 ， 每组曲线具有 5 种探测深度 (、 、 、 和 )。 分 辨率匹配处理应用了差值信息补偿原理、空间域的滤波器设计方法、岩石物理学的分辨率增强方法以及信息过校正处理技术 ， 以减少不合理的虚假信息。 5. 确定有效背景电导率 MIT 测井仪信号合成滤波器设计是建立在均匀地层的几何因子理论基础上 ， 确定测井对应深度的背景电导率和实现非线性信号处理是软件设计的关键。 将地层电导率的范围分为多段 ， 设计相应的滤波器库。 同时研究不同背景电导率几何因子与实际测量信号的关系 ， 设计从测量信号提取背景电导率的滤波器库。 在实际测量信号处理时 ,自适应计算各子阵列信号的背景电导率 ， 加权求出有效背景电导率。 利用有效背景电导率就可实现非线性信号自适应合成处理。 6. 信号合成效果模拟 利用最优化方法 ， 计算出真分辨率合成滤波器库、分辨率匹配滤波器库以及计算背景视电导率滤波器库。 经过对大量模型地层进行模拟处理 ， 得到了较好的结果。 7. 井眼环境校正 MIT 测井仪采用三线圈系基本阵列单元测量 ， 主接收与发射线圈的距离为 ， 其原始测量值受井眼环境影响比常规聚焦型感应仪器严重 ， 尤其是短子阵列。 短子阵列也隐含了井眼特征的信息 ，根据这些信息可构成一种自适应的井眼环境校正。 反映井眼环境特征的参数主要有 泥浆电阻率 Rm、井眼半径 R 及形状、仪器离井壁的距离 X 以及地层电阻率 Rt。 为了进行井眼环境校正 ， 对每个参数在很宽范围内进行大量正演模型计算 ， 将这些计算结果拟合为多项式 ， 得到一种快速计算每个原始测量值的井眼响应算法。 在测井过程中 ， 用这些数据进行快速反演 ， 应用最小二乘技术 ， 将不同的模型数据与短源距阵列测得的信号进行适配 ， 得到一个最佳的模型值 ， 由此求得井眼影响信号 ， 最后在测井信号中除去井眼影响信号 ， 就可以得到无井眼影响的测量信号。 MIT 阵列感应与其他感应的对比 MIT 与双感应的对比 传统的 双感应测井只提供两条一维的测量信号 ， 不能有效地消除二维的井眼、侵入、围岩等环境影响和趋肤效应影响 ， 以至无法得到真实的地层电阻率。 而 MIT 阵列感应采集了丰富的二维地层信息 ，软件可有效地消除二维的井眼、侵入、围岩等环境影响和趋肤效应影响 ， 从而进行复杂的侵入分析和提供真实的地层电阻率 ， 提高精细勘探的能力。 在径向探测特性方面 ， 阵列感应测井仪具有五种径向探测深度，最大探测深度为 90 英寸，而传统双感应仪深感应最大探测深度为 64 英寸，远远小于阵列感应仪的探测深度。 表 22 是 MIT 阵列感应测井仪器和双感应 八侧向的性能对 照表，从表中可以看出，高分辨率阵列感应（ MIT）具有纵向分辨率高，径向探测深度大，线性范围大的特点。 表 22 MIT 仪器和双感应 八侧向的性能对比 对比指标 高分辨率感应测井 双感应八侧向 动态范围 m m MIT 阵列感应在油层识别中的应用研究 6 线性范围 1120Ω m Rild:150Ω m Rilm:135Ω m 纵向分辨率 1ft（ ） 2ft（ ） 4ft（ ） 中感应 : 深感应 : 径向探测深度 90in 60in 深感应 30in 中感应 20in 八侧向 10in MIT 与国外阵列感应的对比 MIT 阵列感应仪由中国石油集团测井有限公司于 2020 年完成样机研制。 通过滚动开发，攻克了一系列的核心技术和工艺问题，使其主要性能参数和西方阵列感应测井仪器主要性能参数相近 ， 如表 23。 目前基于 100kbps 传输速率的 155℃ /100MPa 仪器已定型，并开始规模制造与应用。 MIT 阵列感应测井已经在吉林、长庆、华北、冀 东、吐哈、青海、塔里木、乌兹别克斯坦投产应用，测井上百口。 通过对测井资料的分析，测井曲线自身重复性、一致性良好， MIT 测量电阻率值准确，曲线形态变化正常，符合地区规律，对油水层及油水界面反应灵敏、分辨率高，达到国外同类阵列感应测井仪器的先进水平。 MIT 阵列感应仪凭借高质量和价格优势，正逐步替代进口同类仪器，为国产化成像测井的全面应用发挥了重要作用。 表 23 MIT 与国外阵列感应性能对比 公司 名称 仪器 型号 推出 时间 发射 频率 接收子 阵列 原始 曲线 径向探测深度 (cm) 纵向分辨率 (cm) 斯伦贝谢 AITB 1990 3 种 8 个 28 条 25， 50， 75， 150，225 30， 60， 90 AITH 1995 1 种 8 个 16 条 25， 50， 75， 150，225 30， 60， 90 阿特拉斯 HDIL 1997 8 种 7 个 112 条 30， 60， 90， 150， 225, 300 30， 60， 90 哈里伯顿 HRAI 2020 2 种 10 个 40 条 30， 60， 90， 150，225,300 30， 60， 90 中油测井 MIT 2020 3 种 8 个 28 条 25， 50， 75， 150，225 30， 60， 90 MIT 和 AIT 资料对比 通过对环 a 井和元 a 井长 8 储层 MIT 和 AIT 资料的对比，认为 MIT 和 AIT 资料一致性较好（ 见 图2图 23）， MIT 曲线幅度变化形态、深探测电阻率大小与 AIT 基本一致，泥质地层不同探测深度的电阻率基本重合，两种仪器在渗透层的电阻率幅度差异均较为明显；只是在局部地层浅探测电阻率的幅度差异 MIT 比 AIT 更为明显，说明 MIT 测井仪对泥浆的侵入更为敏感。 西南石油大学硕士研究生学位论文 7 图 22 环 a 井长 8 储层 MIT 和 AIT 资 料 对 比 图 23 元 a 井长 8 储层 MIT 和 AIT 资料对比 MIT 和 HDIL 资料对比 通过对安 a 井长 2 和长 7 储层 MIT 和 HDIL 资料对比，认为 MIT 和 HDIL 资料也具有较好的一致性(图 24～ 5)， MIT 曲线幅度变化、深探测深度电阻率大小与 HDIL 基本一致，在长 2 储层段 MIT 测量的深电阻率为 欧姆米， HDIL 测量的电阻率为 5欧姆米，说明两种仪器的测量精度相似，渗透层的幅度差异变化均较为明显。 在泥岩段两种仪器的电阻率曲线均重叠在一 起，显示出对泥岩等非渗透性岩层较好的响应特征。 MIT 阵列感应在油层识别中的应用研究 8 图 24 安 a 井长 7 储层 MIT 和 HDIL 资料对比 图 25 安 a 井长 2 储层 MIT 和 HDIL 资料对比 通过对 MIT 与 AIT 及 HDIL 资料的对比，不论在长 3 以上高孔、高渗储层还是在长 6长 8 低渗透储层，都有较好的测井响应一致性，说明仪器的性能特性与国外仪器相当，可以满足不同类型储层的测井评价。 . MIT 阵列感应的适应性分析 MIT 阵列感应仪的适用条件 MIT 的最佳工作范围是地层电阻率应在 .m，地层电阻率和钻井液电阻率比值 Rt/Rm 应在如图 26 所示规定的范围内；适用井眼条件是 150cm250cm，当井眼尺寸大于 250cm 时，合成的误差较大。 西南石油大学硕士研究生学位论文 9 图 26 MIT 最佳适用条件图版 利用阵列感应资料分析储层时要注意以下几点： （ 1）薄层分析要结合井眼条件 从仪器的技术指标上看，阵列感应仪器可以分辨出 30cm 厚的地层。 但实际上， 30cm 分辨率是有条件的，要求井 眼规则、 Rt 与 Rm 反差较小、其电阻率值为中等，一般情况下，真分辨率曲线可信度更高，分辨率匹配曲线可作为参考 ， 而 30cm 分辨率匹配曲线使用限制较多。 （ 2）侵入特性分析要注意电导率反差 阵列感应测井曲线具有由浅到深的探测深度，多数情况下能良好地反映地层的侵入特征，但有时偶尔也出现不符合侵入规律的现象：在高矿化度井中，由于地层和钻井液电导率的反差很大，使其钻井液电导率产生的井眼信号增大，导致井眼校正误差大，出现欠校正或过校正，而短阵列线圈系测量单元的校正量大，长阵列的校正量小，其结果造成不同探测深度的测井曲线在 均质地层不重合，在非均质地层也不能得到合理的幅度差异，在低阻围岩情况下，有时甚至还会出现无法进行井眼校正。 在浅的高侵入薄层，阵列感应浅探测曲线读数可能偏低，当侵入小于 25cm 时，甚至小到 时，阵列感应 25cm 探测深度的曲线读数明显低于微球曲线读数。 这是因为仪器响应与这两种仪器探测深度的定义有关，在此情况下，浅探测曲线利用微球测井曲线解释更准确。 （ 3）阵列感应测井与常规电阻率测井解释存在环带差异 在存在环带的地层，阵列感应测量能反映侵入的环带特征，而双侧向 微球测井或双感应 八侧向测井不能很好地反 映这种特征。 在高侵入薄层，阵列感应的浅探测测量与微球测井也存在差异。 所研究工区油层储层物性较差，大多数储层属于中低孔隙度、中低渗透率储层。 以近几年有试油资料的井为基础 ,应用阵列感应测井资料、常规测井资料、试油资料对该地区储层的侵入特性与孔隙度、泥质含量以及含油饱和度之间的关系进行研究 ,以确定研究工区油层阵列感应测井的适用条件。 孔隙度对 MIT 侵入特征的影响 储层的物性对泥浆的侵入特性具有较大的影响。 采用 MIT 阵列感应测井 90in 探测深度反映原状地层电阻率与 20in 探测深度反映冲洗带的电阻率曲 线的差值来反映地层的侵入特性。 储层的侵入特征与孔隙度的基本关系为孔隙度越大，侵入特征越明显。 在研究区建立了长 长 8 的储层孔隙度与电阻率差值交会图（见图 27～ 8）。 MIT 阵列感应在油层识别中的应用研究 10 长 3 侵入特性与孔隙度交会图30201001020300 5 10 15 20孔隙度 （ % ）RtRxo(Ω•m)油层水层油水同层8 10长 8 侵入特性与孔隙度交会图60402002040600 5 10 15 20孔隙度 （ % ）RtRxo（Ω•m）油层水层油水同层8 10 图 27 长 3 侵入特征与孔隙度交会图 图 28 长 8 侵入特征与孔隙度交会图 根据上图可得出储层的电阻率差值随着孔隙度的增大，差异度越明显，差值的变化范围越大。 从图中可以明显地看出当孔隙度大于 10%时，交会图中的侵入特征反映明显；孔隙度在 810%时，电阻率的差异度有一定的变化，能基本反映储层的侵入性质；而孔隙度小于 8%时，交会图中的电阻率差值基本重合，说明该仪器对孔隙度小于 8%的储层的侵入特征反映不灵敏，此时， MIT 阵列感应对判断储层侵入特性及流体性质就不再适用。 泥质含量对 MIT 侵入特征的影响 对研究区长 长 8 油组储层的泥质含量 Vsh 与对应的深浅电阻率差值进行了交会图分析（见图 29～10）。 长 3 侵入特性与泥质含量交会图30201001020300 5 10 15 20 25 30 35 40 45泥质含量 （ % ）RtRxo(Ω•m)油层水层油水同层20长 8 侵入特性与泥质含量交会图30201001020300 5 10 15 20 25 30 35 40 45泥质含量 （ % ）RtRxo（Ω•m）。