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各向异性地层中井孔周围应力场的研究

工程力学 2011年第7期28卷 31-36页

作者：崔杰焦永树曹维勇蔡宗熙中国石油大学资源与信息学院山东东营257061 胜利油田钻井工艺研究院东营257017 河北工业大学机械工程学院天津300130 天津大学力学系天津300072

由于问题的复杂性,在以往研究井壁稳定性的文献中,大多将地层介质简化为各向同性的。该文基于各向异性弹性理论,利用复变函数方法,建立了各向异性地层中倾斜井孔周围应力场的计算模型,得到了能够反映地层各向异性性质、地层倾向和走向... 详细信息

由于问题的复杂性,在以往研究井壁稳定性的文献中,大多将地层介质简化为各向同性的。该文基于各向异性弹性理论,利用复变函数方法,建立了各向异性地层中倾斜井孔周围应力场的计算模型,得到了能够反映地层各向异性性质、地层倾向和走向、井斜角和方位角、井孔液柱压力、原始地应力方位和原始地应力比等多种因素影响的井孔周围应力场的解析表达式,以应力等值线云图表示的计算结果在一定程度上可以预测井壁开裂或坍塌的位置、范围、深度乃至坍塌后井孔的形状,为各向异性地层中井壁的稳定性分析和井孔轨道的优化设计提供了更切合工程实际的理论依据。

关键词：钻井工程井壁稳定性复变函数法各向异性地层井周应力场解析解

各向异性地层重复压裂最优时机及影响因素分析

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石油学报 2008年第6期29卷 885-888,893页

作者：张广清陈勉姚飞赵振峰中国石油大学石油天然气工程学院北京102249 中国石油大学城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249

依据低渗透储层力学参数和渗流特点,建立了考虑地层各向异性的固-液耦合最佳重复压裂时机模型,提出了等应力点的概念。对多因素影响下的最佳重复压裂时机的研究表明,远场水平地应力差较小、弹性模量较大、初次裂缝长度和宽度较大、低渗... 详细信息

依据低渗透储层力学参数和渗流特点,建立了考虑地层各向异性的固-液耦合最佳重复压裂时机模型,提出了等应力点的概念。对多因素影响下的最佳重复压裂时机的研究表明,远场水平地应力差较小、弹性模量较大、初次裂缝长度和宽度较大、低渗透、初次改造后平均生产压差较大等影响因素对重复压裂产生新缝有利。将影响因素分为3类:①产生重复压裂新裂缝的影响因素;②仅影响最优重复压裂时机的因素;③可以忽略的因素。

关键词：各向异性地层重复压裂最优压裂时机局部应力场等应力点固液耦合数学模型

层状各向异性地层中三维感应测井响应快速计算及资料处理

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地球物理学报 2013年第2期56卷 696-706页

作者：肖加奇张国艳洪德成杨善德中国石油长城钻探工程有限公司北京100176 吉林大学物理学院长春130012

本文采用广义反射系数法推导了水平层状各向异性地层中电磁场的积分解析解,并利用快速汉克尔变换技术实现了三维感应仪器测井响应的快速计算.三维感应测井响应与地层水平电导率、垂直电导率和井斜角及仪器方位角同时有关,单一分量的测... 详细信息

本文采用广义反射系数法推导了水平层状各向异性地层中电磁场的积分解析解,并利用快速汉克尔变换技术实现了三维感应仪器测井响应的快速计算.三维感应测井响应与地层水平电导率、垂直电导率和井斜角及仪器方位角同时有关,单一分量的测井曲线不能满足资料解释的需要.通过对仪器测量分量响应特征的考察,本文提出了一种基于组合量测井曲线的资料直观解释方法.数值模拟显示,交叉分量相关组合量可准确划分地层纵向边界,并可直观识别各向异性层;与单独分量相比,主分量相关组合量提高了纵向分辨率、减弱了与地层电导率参数的非线性关系.

关键词：三维感应测井各向异性地层水平层状介质直观解释

非均质各向异性地层中方位随钻电磁测井响应三维有限体积法数值模拟算法

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物理学报 2016年第7期65卷 337-349页

作者：王浩森杨守文白彦陈涛汪宏年吉林大学物理学院长春130012 中国石油集团测井有限公司西安710077

方位随钻电磁测井是一种能够实时探测地层边界、实现地质导向与井眼成像的新型测井技术.本文根据方位随钻电磁测井仪器的典型线圈系结构,首先引入柱坐标系下非均质完全各向异性地层中电流源并矢Green函数,并利用电磁场叠加原理给出倾斜... 详细信息

方位随钻电磁测井是一种能够实时探测地层边界、实现地质导向与井眼成像的新型测井技术.本文根据方位随钻电磁测井仪器的典型线圈系结构,首先引入柱坐标系下非均质完全各向异性地层中电流源并矢Green函数,并利用电磁场叠加原理给出倾斜发射线圈激发的电场以及倾斜接收线圈上感应电动势的计算公式;然后应用电流源电场并矢Green函数的混合势克服非均质地层中电磁数值模拟的低感应数问题,通过ρ和z方向上Lebedev网格设法降低网格节点个数,并且利用标准化算法确定柱坐标系下非均质单元上的等效电导率.在此基础上,用三维有限体积法建立柱坐标系电场混合势的离散方法,得到一个交错网格上电场矢势和标势大型代数方程,并用不完全LU分解以及稳定双共轭梯度法确定数值解.最后,通过数据模拟结果对算法的有效性进行检验,并考察钻铤、线圈倾斜角度以及地层各向异性等参数对仪器响应的影响.数值结果表明:在柱坐标系下用三维有限体积法的数值模拟算法处理非均质各向异性层中方位随钻电磁测井响应可以得到很好的结果.钻铤、电导率各向异性、层边界均对方位随钻电磁波测井响应产生较大的影响;在电阻率较大的地层,幅度比和相位差响应越小;发射线圈和接收线圈同时倾斜时,幅度比和相位差响应受地层的影响更灵敏.

关键词：有限体积法各向异性地层 Lebedev网格方位随钻电磁测井

倾斜各向异性地层中多分量电磁波测井响应三维时域有限差分(FDTD)算法

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地球物理学报 2009年第3期52卷 833-841页

作者：杨守文汪宏年陈桂波姚东华吉林大学物理学院长春130023

利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的... 详细信息

利用三维时域有限差分技术(FDTD)研究建立倾斜各向异性地层中多分量电磁测井响应的数值模拟算法.首先,利用 Yee 氏交错差分格式和线性内插公式对各向异性介质中时域 Maxwell 方程进行离散化,得到各向异性介质中各个交错节点上电磁场的时域递推公式,同时将面积加权平均与旋转矩阵技术相结合确定各个网格节点的等效电导率张量,此外,单轴各向异性吸收边界条什(UPML)被用于降低求解区域外边界反射.在此基础上.利用单频正弦磁偶源计算时域电磁场空间分布以及特殊的双方程算法(2E2U)从数值结果中快速提取电磁场幅度和相位,确定多分量电磁测井仪器的三维响应.最后.通过数值结果证明该算法的有效性,并系统考察不同层厚、地层倾角以及侵入带半径等变化对多分量电磁测井响应的影响.

关键词：各向异性地层 3-D时域有限差分多分量电磁波测井时频变换

圆柱分层各向异性地层中偏心线圈电磁场闭合解

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中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第4期46卷 41-51页

作者：陈华洪德成武圣哲中国石油大学(华东)理学院山东青岛266580 吉林大学物理学院计算方法与软件国际中心吉林长春130012

圆柱状分层介质中电磁场解析算法是电法测井快速正演模拟及井眼环境校正基础,推导倾斜线圈在最内层偏心时电磁场解析解闭合表达式。在频率-波数域中,利用Graf定理将电磁场的驻波和外行波由仪器坐标系转换成地层坐标系,然后引入无数值溢... 详细信息

圆柱状分层介质中电磁场解析算法是电法测井快速正演模拟及井眼环境校正基础,推导倾斜线圈在最内层偏心时电磁场解析解闭合表达式。在频率-波数域中,利用Graf定理将电磁场的驻波和外行波由仪器坐标系转换成地层坐标系,然后引入无数值溢出的新型广义反射系数描述电磁场不同角模量在偏心边界处的耦合。针对共轴倾斜线圈系给出其偏心时接收线圈电压解析解,并分析线圈水平放置时电压表达式的退化过程。通过将背景场与反射场分离,减小被积函数收敛区间,提高接收线圈电压数值积分的稳定性及计算精度。结果表明:仪器居中时水平发射-水平接收线圈电压与地层电导率各向异性无关,而偏心时会受各向异性影响;水平发射-倾斜接线圈的偏心角不同导致其与井眼边界朝向不同,电压随偏心角变化明显;倾斜发射-倾斜接收线圈电压受仪发射线圈倾斜角、地层电导率各向异性及偏心角影响很大。

关键词：圆柱状分层各向异性地层偏心电流源倾斜线圈方位电磁波

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各向异性地层井格块等效半径的计算方法

江汉石油学院学报 1993年第3期15卷 119-120页

作者：王新海夏位荣江汉石油学院石油地质系

在油藏数值模拟中,联系井格块压力、井底流动压力和流量之间的关系式称为井模型,它是基于井格块等效半径得到的。Peacemn在研究了各向同性、各向异性地层单相液体稳定渗流之后,得出了内井格块等效半径的计算式。文献[4]给出了各向同性... 详细信息

在油藏数值模拟中,联系井格块压力、井底流动压力和流量之间的关系式称为井模型,它是基于井格块等效半径得到的。Peacemn在研究了各向同性、各向异性地层单相液体稳定渗流之后,得出了内井格块等效半径的计算式。文献[4]给出了各向同性地层非内井格块等效半径的公式。本文得到了各向异性地层拟稳定渗流内井格块、稳定渗流边界井格块和角井格块的等效半径式。

关键词：油藏模拟各向异性地层井格块

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各向异性地层定向井井壁坍塌压力计算方法

断块油气田 2010年第5期17卷 608-610页

作者：谭强邓金根张勇黄熠蔚宝华陈永浩中国石油大学石油工程教育部重点实验室北京102249 中海石油(中国)有限公司湛江分公司钻井部广东湛江524051 中原油田分公司采油工程技术研究院河南濮阳457001

层理性地层的力学性质和强度特征具有各向异性,受层理弱面的影响,钻井过程中容易发生井壁失稳的问题。各向异性地层中的井壁坍塌压力分析方法与普通完整性地层不同,强度准则应选用弱面破坏准则,并且层理面的存在也对井眼周围应力分布产... 详细信息

层理性地层的力学性质和强度特征具有各向异性,受层理弱面的影响,钻井过程中容易发生井壁失稳的问题。各向异性地层中的井壁坍塌压力分析方法与普通完整性地层不同,强度准则应选用弱面破坏准则,并且层理面的存在也对井眼周围应力分布产生影响。对于各向异性地层中定向井钻进时井壁稳定的分析,需采用有限元等方法进行数值求解。某油田层理性泥页岩地层中不同井斜角和方位角条件下井壁坍塌压力的计算结果表明:定向井钻井中存在最佳钻入角,解决这类地层的井壁失稳问题主要应从控制井斜角和钻井方位入手,避免在井壁坍塌压力较高的井斜和方位范围内钻进定向井。

关键词：各向异性地层坍塌压力定向井钻井液密度

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各向异性地层阵列侧向测井响应模拟及应用

各向异性地层阵列侧向测井响应模拟及应用

作者：邢涛中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

在盆地边缘高陡构造勘探中,由于电阻率各向异性、泥浆侵入等因素造成电阻率测井响应规律极其复杂,使测井解释符合率降低。阵列侧向测井可以提供丰富的地层电阻率和泥浆侵入等信息,能够较好的表征地层电阻率各向异性。本文采用数值模拟... 详细信息

在盆地边缘高陡构造勘探中,由于电阻率各向异性、泥浆侵入等因素造成电阻率测井响应规律极其复杂,使测井解释符合率降低。阵列侧向测井可以提供丰富的地层电阻率和泥浆侵入等信息,能够较好的表征地层电阻率各向异性。本文采用数值模拟和物理模拟系统的研究了各向异性地层阵列侧向测井响应规律,并建立了基于侵入各向异性地层的阵列侧向测井反演方法,为实现各向异性地层的精确测井评价提供理论基础。论文第三章,介绍了一套阵列侧向测井三维数值模拟方法,并将其应用于井斜角、侵入、各向异性等因素对各向异性地层阵列侧向测井响应的影响分析。研究发现阵列侧向测井对泥浆侵入较为敏感,对各向异性敏感性稍弱。论文第四章,建立了一套灵活的各向异性地层阵列侧向测井物理模拟方法。以斯伦贝谢HRLA仪器为模板研制等比例缩小实验仪器,在水槽中构建不同倾角的各向异性地层模型,采用半空间测量方法进行物理模拟。建立的模型可方便改变各向异性地层电阻率和相对倾角,实验数据和数值模拟结果基本一致,验证了数值模拟方法的准确性。论文第五章,提出了一种各向异性地层阵列侧向测井分级反演方法。在反演过程中,通过建立数据库以及利用插值计算方法进行阵列侧向测井反演初值选取,并结合梯度反演算法,实现复杂地层条件下侵入剖面的快速重构。将反演结果应用于分析实际测井资料,验证了反演方法的准确性,也为复杂井况各向异性地层精确评价奠定了理论依据。

关键词：各向异性地层阵列侧向测井响应数值模拟物理模拟分级反演