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过井眼洞穴型地层钻头电阻率测井响应特征分析

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石油物探 2023年第5期62卷 990-998页

作者：李丰丰蔡文渊倪小威徐思慧刘春刘迪仁长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 中国石油集团测井有限公司华北分公司河北任丘062500 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司新疆库尔勒841000

钻头/近钻头电阻率测量是实现复杂储层中实时高效测量和实时地质导向的重要技术手段。为分析钻头电阻率测井钻遇洞穴型储层时的响应特征,基于有限元法考察了钻头电阻率测井仪的径向探测深度、纵向分层能力和前视探边能力,通过数值模拟... 详细信息

钻头/近钻头电阻率测量是实现复杂储层中实时高效测量和实时地质导向的重要技术手段。为分析钻头电阻率测井钻遇洞穴型储层时的响应特征,基于有限元法考察了钻头电阻率测井仪的径向探测深度、纵向分层能力和前视探边能力,通过数值模拟分析了洞穴尺寸、形态、填充物电阻率等因素对不同井底钻具长度的钻头电阻率测井的影响。研究结果表明:①随井底钻具长度增大,仪器的径向探测深度增加,纵向分层能力变差;固定井底钻具长度,目的层相对围岩低阻时,仪器的分层能力更强;地层厚度大于两倍井底钻具长度时,仪器响应受层厚/围岩影响相对较小;②井眼泥浆电阻率越大,仪器探测到层边界的灵敏度越高;层界面倾斜时,仪器更容易探测到地层边界,但穿过地层后恢复到下部地层真电阻率的速度变慢;③井底钻具长度越小,仪器响应对洞穴的敏感性越强,越容易判断洞穴的存在;④洞穴形态变化对钻头测量视电阻率曲线有不同影响,洞穴纵向延伸时,视电阻率明显降低,此曲线确定的地层视厚度增大;径向延伸时,视电阻率下降程度更大,仪器钻出洞穴时的视电阻率曲线极化角增大;洞穴填充物电阻率与基岩电阻率对比度小于1∶50,洞穴半径大于下部钻铤长度时,视电阻率会进一步下降,且测井曲线出现两个低谷;⑤洞穴边界位置可通过测井曲线变化率最大处、出现极化角的位置和井底钻具长度来判断。研究结果可为钻头电阻率测井钻遇洞穴时的定性判断提供一定参考。

关键词：洞穴型地层钻头电阻率测井探测深度分辨率前视探边

斜井各向异性地层随钻侧向测井响应规律及快速校正方法

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岩性油气藏 2023年第3期35卷 161-168页

作者：李丰丰倪小威徐思慧魏新路刘迪仁长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100 中国石油塔里木油田公司产能建设事业部新疆库尔勒841000 中国石油集团测井有限公司辽河分公司辽宁盘锦124000

采用有限元数值模拟方法与参数敏感性函数,模拟了螺绕环式随钻侧向测井仪在斜井各向异性地层中的响应特性;通过分析仪器对层厚/围岩、各向异性、井斜角的响应敏感程度,并基于正演结果分段拟合,针对不同的井斜角,提出一种井斜/各向异性... 详细信息

采用有限元数值模拟方法与参数敏感性函数,模拟了螺绕环式随钻侧向测井仪在斜井各向异性地层中的响应特性;通过分析仪器对层厚/围岩、各向异性、井斜角的响应敏感程度,并基于正演结果分段拟合,针对不同的井斜角,提出一种井斜/各向异性快速校正的计算方法。研究结果表明:①当目的层厚度小于0.5 m时,仪器的响应受围岩影响严重;当目的层厚度为0.5~5.0 m时,仪器的响应同时受围岩和各向异性的影响;当目的层厚度大于5.0 m时,各向异性对仪器响应的影响占主导。②当井斜角小于30°时,测井响应受各向异性系数影响较小,视电阻率相差最大为2.5Ω·m;当井斜角大于30°时,仪器响应受各向异性影响严重,不能反映地层水平电阻率。③井斜/各向异性校正法在电导性地层与厚度较大的电阻性地层中具有更好的校正效果。

关键词：斜井各向异性随钻侧向测井探测深度分辨率敏感性有限元数值模拟

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基于非线性反演算法的阵列侧向测井快速反演

基于非线性反演算法的阵列侧向测井快速反演

作者：倪小威长江大学

学位级别：硕士

电阻率测井可用于定性识别油、水层,也可定量计算含水饱和度。但由于测井仪器固有的工作方式,测量结果会不可避免地受到泥浆侵入、围岩和井眼等环境因素的影响,造成测量数据失真。油田现场往往将测得的视电阻率直接作为真实电阻率来使用... 详细信息

电阻率测井可用于定性识别油、水层,也可定量计算含水饱和度。但由于测井仪器固有的工作方式,测量结果会不可避免地受到泥浆侵入、围岩和井眼等环境因素的影响,造成测量数据失真。油田现场往往将测得的视电阻率直接作为真实电阻率来使用,可能造成油气饱和度计算出现严重偏差,所以有必要通过反演手段对视电阻率资料进行处理。阵列侧向测仪器可提供四条探测深度分别为9in、13in、19in、37in的高分辨率视电阻率曲线(MLR1-MLR4),利于解决利用传统测井资料(双侧向、双感应等)进行反演时存在的多解性问题,提高反演精度。利用有限元素法,构建三参数正演模型(r、R、R)进行阵列侧向测井正演响应计算,总结不同泥浆侵入、围岩和井眼条件下阵列侧向测井响应变化特征。基于侧向测井伪几何因子定义,计算伪几何因子在不同R/R条件下随泥浆侵入深度变化的特征,并制作MLR1-MLR4对应的伪几何因子正演数据库,在实际反演过程中,利用高效线性插值代替严格正演计算,可在保证正演计算精度前提下提高反演效率。针对马奎特算法等线性反演方法存在对初始值依赖严重及全局搜索能力差的问题,采用具有全局寻优能力的模拟退火算法、差分进化算法进行阵列侧向测井三参数反演,并提出了相应的算法改进措施。利用改进算法对理论地层模型下的仪器正演响应进行反演处理,并与马奎特算法、经典非线性算法反演效果进行对比分析,发现改进算法在寻优成功率、收敛速度、抗噪性等方面具备较明显的优势。改进非线性反演算法寻优成功率可达到91%以上,迭代速度虽低于马奎特算法,但为经典非线性反演算法的2倍左右,同时反演精度也有明显提升,适应度可控制到0.5%以下。改进算法的抗噪性也较强,当高斯白噪声达到20%时,仍能将参数反演误差控制在10%以内。利用改进反演算法对实际井资料进行反演处理,通过与已有软件处理结果进行对比,发现冲洗带半径、地层电阻率反演结果基本一致,只是在少数层段存在毛刺现象,冲洗带电阻率符合度相对较差,但趋势一致,误差在可接受范围之内;为进一步验证改进反演算法正确性,将反演结果与取样资料、试油资料进行对比,结果表明,利用反演电阻率计算的含水饱和度与取样资料、试油资料一致,而直接利用视电阻率计算得到的含水饱和度则存在一定偏差,证明了改进反演算法的适用性和优越性。

关键词：阵列侧向测井三参数反演有限元素法伪几何因子模拟退火算法差分进化算法

基于图版迭代法的阵列侧向测井井场反演算法研究

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地球物理学进展 2022年第2期37卷 648-655页

作者：倪小威刘炜博何虎庄赵庆广侯少勇陈柳刘迪仁中国石油塔里木油田分公司油气田产能建设事业部库尔勒841000 中国石油塔里木油田分公司安全环保与工程监督中心库尔勒841000 长江大学地球物理与石油资源学院武汉430100

阵列侧向测井资料井场快速反演是评价测井资料好坏和后续精细解释的基础,而目前二维反演算法处理阵列侧向测井资料虽可提高反演精度,但反演速度大大降低,不能满足实时快速反演的需要,因此有必要提出阵列侧向测井的井场反演算法.本文基... 详细信息

阵列侧向测井资料井场快速反演是评价测井资料好坏和后续精细解释的基础,而目前二维反演算法处理阵列侧向测井资料虽可提高反演精度,但反演速度大大降低,不能满足实时快速反演的需要,因此有必要提出阵列侧向测井的井场反演算法.本文基于有限元正演数值模拟方法,研究了泥浆侵入对阵列侧向测井仪器的影响,形成了不同泥浆侵入条件下阵列侧向测井响应图版,并对测井响应图版进行规律分析和非线性拟合.基于最优化反演思想和非线性拟合得到的阵列侧向测井正演响应,形成了图版迭代法.基于图版迭代法,利用Oklahoma地层模型进行反演效果验证,结果表明:图版迭代法对复杂地层适应性较好,三参数反演误差可控制在8.7%以下.在此基础上,利用井场常用反演算法—马奎特算法和图版迭代法分别对同一井段阵列侧向测井资料进行反演处理,处理和对比结果表明图版迭代法较马奎特算法可更有效地恢复泥浆侵入剖面信息,反演结果更加符合MDT(模块式电缆地层动态测试仪)取样结论,而马奎特算法反演结果造成油水层误判,说明图版迭代法反演精度相较传统算法也有所提升,具备现场应用价值.

关键词：泥浆侵入阵列侧向测井有限元图版迭代法反演

基于自适应差分进化算法的阵列侧向测井快速反演

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计算物理 2019年第4期36卷 465-473页

作者：倪小威徐思慧冯加明刘迪仁长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100

严格意义上的电测井反演在每一次反演算法迭代过程中都要进行多次正演计算,耗时长,在复杂三维地层模型中电测井数据的实时反演不太可能实现,对现场实时高效处理电测井数据提出了挑战.本文基于径向阶跃介质模型,预先计算正演响应,在反演... 详细信息

严格意义上的电测井反演在每一次反演算法迭代过程中都要进行多次正演计算,耗时长,在复杂三维地层模型中电测井数据的实时反演不太可能实现,对现场实时高效处理电测井数据提出了挑战.本文基于径向阶跃介质模型,预先计算正演响应,在反演过程中直接进行线性插值调用,大大节省反演时间.提出一种自适应差分进化算法,将阵列侧向反演问题转化为一种非线性的全局优化问题,通过与经典差分进化算法、马奎特算法进行比较,自适应差分进化算法具备寻优成功率高(90%)、平均迭代次数少(21)、抗噪性好的特点.利用不同侵入条件下的层状介质模型进行算法验证,结果表明改进算法反演的电阻率较视电阻率更加接近储层真实电阻率,可以满足油气藏评价的需要.

关键词：自适应差分进化算法阵列侧向测井快速反演非线性全局优化

基于混合模拟退火算法的阵列侧向测井实时反演研究

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石油钻探技术 2019年第5期47卷 121-126页

作者：冯进倪小威杨清管耀刘迪仁中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院广东深圳518054 中国石油塔里木油田分公司油气田产能建设事业部新疆库尔勒841000 油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学) 湖北武汉430100 长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100

测井资料现场实时反演是判断测井质量及进行精细评价的基础。为在保证反演速度的同时,进一步提高反演精度,结合模拟退火算法和马奎特算法,提出了混合模拟退火算法,用以对阵列侧向测井资料进行3参数(地层电阻率、冲洗带半径和冲洗带电阻... 详细信息

测井资料现场实时反演是判断测井质量及进行精细评价的基础。为在保证反演速度的同时,进一步提高反演精度,结合模拟退火算法和马奎特算法,提出了混合模拟退火算法,用以对阵列侧向测井资料进行3参数(地层电阻率、冲洗带半径和冲洗带电阻率)混合反演。研究发现,初始值的选择对混合反演速度具有明显的影响,引入基于电阻率幅度差信息的冲洗带半径初始值选取策略,能够避免反演结果陷入局部最小值,加快反演速度。实例计算结果表明,混合反演算法的反演速度满足实时反演要求,且反演精度相较传统马奎特算法有明显提高;反演结果与试油结果一致,验证了混合反演算法的适用性。混合模拟退火算法为现场阵列侧向测井资料的反演处理提供了新的技术。

关键词：阵列侧向测井模拟退火算法实时反演马奎特算法混合反演反演速度幅度差电阻率

复杂泥浆侵入环境下阵列侧向测井正演响应特性

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科学技术与工程 2017年第32期17卷 17-22页

作者：徐思慧倪小威郭海敏长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室地球物理与石油资源学院武汉430100

阵列侧向测井仪器相较常规双侧向测井仪器可以得到多种探测深度的电阻率值(R0~R5),能更精细的描述侵入剖面,从而更准确求取地层电性参数,目前已在油田得到较广泛的应用。利用有限元法对复杂泥浆侵入环境下的阵列侧向测井响应进行了数值... 详细信息

阵列侧向测井仪器相较常规双侧向测井仪器可以得到多种探测深度的电阻率值(R0~R5),能更精细的描述侵入剖面,从而更准确求取地层电性参数,目前已在油田得到较广泛的应用。利用有限元法对复杂泥浆侵入环境下的阵列侧向测井响应进行了数值模拟。在研究了阵列侧向测井探测特性的基础上,对泥浆侵入的复杂情况逐一进行了研究。研究发现,探测深度越大的模式对应电阻率值受泥浆不对称侵入程度的影响越大;探测深度较浅的模式的电阻率值受强纵向泥浆侵入向各向异性影响较大;阵列侧向测井响应普遍受径向泥浆侵入各向异性影响严重;中探测深度的阵列侧向响应对低阻环带比较敏感。

关键词：复杂泥浆侵入阵列侧向测井有限元正演

钻井液侵入情况下随钻电磁波电阻率测井的响应

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断块油气田 2019年第5期26卷 675-680页

作者：李亨刘迪仁倪小威冯加明杨勇杨多长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100

钻井液侵入地层使得井周介质电阻率分布发生变化,从而影响了随钻电磁波电阻率测井的响应。文中基于渗流理论、对流扩散理论及电磁场理论,利用有限元数值模拟技术,定量分析了侵入时间、储层孔隙度等变化对钻井液侵入下随钻电磁波电阻率... 详细信息

钻井液侵入地层使得井周介质电阻率分布发生变化,从而影响了随钻电磁波电阻率测井的响应。文中基于渗流理论、对流扩散理论及电磁场理论,利用有限元数值模拟技术,定量分析了侵入时间、储层孔隙度等变化对钻井液侵入下随钻电磁波电阻率测井响应的影响。结果表明:钻井液侵入10 min后,随钻电磁波电阻率测井的响应明显受到钻井液侵入的影响;储层孔隙度大于15%时,相位差响应增长超过5%;储层含水饱和度小于60%时,相位差响应增长超过4%;钻井液与地层水的矿化度比值大于0.244时,相位差响应增长超过10%;储层渗透率和压差变化在钻井液侵入情况下对随钻电磁波电阻率测井相位差响应的影响基本固定。研究结果为随钻电磁波电阻率测井解释消除钻井液侵入的影响提供了一定理论基础,对探测深度的综合判断有助于相关仪器的研发和改进。

关键词：钻井液侵入渗流理论随钻电磁波电阻率测井响应电阻率

阵列侧向测井正演响应分析及环境因素快速校正方法研究

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物探与化探 2019年第5期43卷 1097-1104页

作者：冯进倪小威杨清管耀刘迪仁中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518054 塔里木油田分公司新疆库尔勒841000 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100

电阻率测井资料是定性划分油气层和定量计算含油饱和度的重要依据,但电阻率测井资料易受到环境因素的影响,造成资料失真。本文以阵列侧向测井仪器EALT(elis array laterolog tool)为例(测量MLR1-MLR4四条视电阻率曲线),基于有限元数值... 详细信息

电阻率测井资料是定性划分油气层和定量计算含油饱和度的重要依据,但电阻率测井资料易受到环境因素的影响,造成资料失真。本文以阵列侧向测井仪器EALT(elis array laterolog tool)为例(测量MLR1-MLR4四条视电阻率曲线),基于有限元数值模拟方法,研究了井眼、围岩、泥浆侵入对其响应的影响。计算结果表明,MLR1、MLR2、MLR3当井径大于8in后即明显受到井眼影响,MLR4基本不受井径的影响,在高阻泥浆环境中测量结果严重失真;MLR1、MLR2、MLR3、MLR4当层厚小于0.4m时受层厚影响严重;围岩电阻率与目的层电阻率差别越大,ELAT响应受到影响越大;MLR1-MLR3在侵入半径小于30in时受其影响较大,地层电阻率与侵入带电阻率比值分别达到5、10、100后,视电阻率失真程度可达50%以上。基于正演分析,计算绘制了井眼、围岩、泥浆侵入影响校正图版,并针对较复杂的围岩校正图版提出了快速校正方法,可对阵列侧向测井资料环境因素校正提供一定参考。

关键词：阵列侧向测井井眼围岩泥浆侵入校正图版