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瞬变电磁波测井边界远探测方法研究

地球物理学报 2020年第7期63卷 2751-2761页

作者：袁习勇邓少贵胡旭飞张盼刘天淋蔡联云李海涛中国石油大学(华东)深层油气地质与勘探重点实验室青岛266580 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071

随钻地质导向钻井的关键在于对边界的探测,为提高仪器探测深度,时谐源激励的电磁波测井方法通常采用降低频率、增大源距的方式.瞬变电磁波测井信号源的突然关断产生会产生感应涡流,涡流随时间向地层深部扩散,与时谐源激励方式相比,其探... 详细信息

随钻地质导向钻井的关键在于对边界的探测,为提高仪器探测深度,时谐源激励的电磁波测井方法通常采用降低频率、增大源距的方式.瞬变电磁波测井信号源的突然关断产生会产生感应涡流,涡流随时间向地层深部扩散,与时谐源激励方式相比,其探测深度更大且测量过程不受信号源的干扰.因此,本文提出一种时间域瞬变电磁波测井边界远探测方法,采用余弦变换的数值滤波算法,模拟层状地层同轴发射接收线圈的瞬变电磁波测井响应,结果显示,地层电导率越大,电磁波传播速度越慢,测量晚期感应电动势与地层电导率线性相关;通过定义层状介质总场与线圈系所在当前层背景场的差值可方便提取界面信息,对界面的探测距离可达数十米;瞬变电磁波测井响应受源距的影响很小,为利用短源距实现远探测提供了可能.瞬变电磁波测井与时谐源电磁波测井相比优势明显,在电磁波测井领域中应用前景广阔.

关键词：瞬变电磁波测井时间域地层边界远探测源距

混合偶极子远探测响应影响因素及探测特性分析

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石油钻探技术 2022年第6期50卷 28-34页

作者：谢关宝页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 中石化石油工程技术研究院有限公司北京102206

现有随钻测井技术存在仪器过长、信号同步困难和探测盲区大等问题,如何实现对地层边界的实时探测与精确成像,是目前随钻测井的热点和难点问题。为此,以闭合线圈为发射线圈、非闭合线圈为接收线圈,设计了一种新型混合偶极子天线系统,给... 详细信息

现有随钻测井技术存在仪器过长、信号同步困难和探测盲区大等问题,如何实现对地层边界的实时探测与精确成像,是目前随钻测井的热点和难点问题。为此,以闭合线圈为发射线圈、非闭合线圈为接收线圈,设计了一种新型混合偶极子天线系统,给出了其结构和测量原理,构建了测量电势信号转换成地质信号的方法,分析了基于电场信号的远探测响应规律及影响因素。在此基础上,对比分析了典型层状介质混合偶极子远探测地质信号的实部和虚部与源距及工作频率的关系,考察了地质信号对地层界面方位的敏感性,以及电阻率和对比度对探边能力的影响规律。最后,借助单界面模型,明确了混合偶极子远探测方法在短源距及多种工作频率下的最大探边距离。研究结果可为混合偶极子远探测测井仪器的研制提供依据。

关键词：电偶极子磁偶极子混合偶极子远探测探测特性影响因素

基于COMSOL软件的半线圈电磁远探测响应特性分析

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西安石油大学学报（自然科学版） 2022年第2期37卷 95-101,124页

作者：仵杰胡静云腾西安石油大学电子工程学院陕西西安710065 陕西省油气井测控技术重点实验室陕西西安710065

传统电法测井仪器探测深度仅数米,无法满足井周数十米水平井地层边界识别的需求。传统的电磁远探测方法都是基于磁场进行计算的,本文利用半线圈所具有的远探测能力,同时测量电场强度和磁场强度,计算了仪器旋转角度、工作频率、线圈系源... 详细信息

传统电法测井仪器探测深度仅数米,无法满足井周数十米水平井地层边界识别的需求。传统的电磁远探测方法都是基于磁场进行计算的,本文利用半线圈所具有的远探测能力,同时测量电场强度和磁场强度,计算了仪器旋转角度、工作频率、线圈系源距、仪器距边界距离等因素对半线圈响应特性的影响。研究表明:半线圈对旋转角度反应敏感;半线圈接收的信号强度随源距的增大而单调减小,源距越小,接收信号强度越强,趋肤效应影响越小;半线圈信号强度随频率的增大呈先增大后减小的趋势;频率较小时,信号强度受源距的影响较小,频率较大时,信号强度受源距的影响较大,且信号衰减严重;半线圈探边能力优于全线圈,且半线圈衰减缓慢,半线圈工作频率为1 kHz时,源距对信号强度几乎没有影响,半线圈的探边距离均可达到30 m。通过计算分析半线圈在不同情况下的探测特性,设计最远探测深度可达30 m的仪器工作频率、源距,进一步分析仪器响应特性,为实际仪器设计和应用分析提供理论依据。

关键词： COMSOL软件半线圈远探测电法测井

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井孔瞬变电磁短偏移距远探测能力研究

物探与化探 2023年第6期47卷 1563-1572页

作者：李昊锦毛玉蓉周磊谢兴兵郭庆明刘灿柯相彬贺煜斐长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100 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 中国石油集团测井有限公司测井技术研究院陕西西安730077

在油气及矿藏资源勘探中,井孔瞬变电磁远探测技术相比于常规测井和地震方法,具有分辨率高、多参数获取、无侵入性等优势,但在实际应用中仍存在一些技术挑战和限制,需要综合考虑各种因素,选择合适的勘探方法和方式来获取地下资源的准确... 详细信息

在油气及矿藏资源勘探中,井孔瞬变电磁远探测技术相比于常规测井和地震方法,具有分辨率高、多参数获取、无侵入性等优势,但在实际应用中仍存在一些技术挑战和限制,需要综合考虑各种因素,选择合适的勘探方法和方式来获取地下资源的准确信息。为此,进行了井孔瞬变电磁装置关键参数对探测距离影响的研究,基于有限元法分别计算了不同收发矩、不同线圈参数、不同探测距离下低阻体和高阻体的响应。结果表明:在井孔瞬变电磁短偏移距远探测中,收发矩的大小对时间域电磁探测距离的影响不大,而线圈参数能明显影响井旁探测距离;在200匝2 A的发射线圈参数下,井孔瞬变电磁探测法对低阻体更为敏感,井旁探测距离可达40~50 m,对高阻体的探测距离为30 m。研究表明,采用小尺寸井孔瞬变电磁探测仪实现短偏移距井旁远探测是可行的。

关键词：井孔瞬变电磁短偏移距远探测井旁探测有限元

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电磁远探测仪器参数设计

西安石油大学学报（自然科学版） 2021年第1期36卷 105-112,120页

作者：仵杰任垚煜贺秋利白彦康志翔王鹏飞田豆西安石油大学电子工程学院陕西西安710065 陕西省油气井测控技术重点实验室陕西西安710065 中国石油集团测井有限公司陕西西安710061

采用数值计算研究基于垂直zz、水平xx和交叉xz线圈系的远探测仪器的参数设计。对于zz线圈系仪器,当给定电阻率测量范围时,通过解析计算分析感应数、频率和间距对归一化测量电压幅度的影响;对于水平xx和交叉xz仪器,通过数值模拟计算不同... 详细信息

采用数值计算研究基于垂直zz、水平xx和交叉xz线圈系的远探测仪器的参数设计。对于zz线圈系仪器,当给定电阻率测量范围时,通过解析计算分析感应数、频率和间距对归一化测量电压幅度的影响;对于水平xx和交叉xz仪器,通过数值模拟计算不同探边距离时频率、间距、目的层与围岩的电导率对比度对测量电压的影响。结果表明:在0.1~1000Ω·m地层电阻率探测范围,探测30 m以外地层边界,zz线圈系仪器的探边与仪器间距成正比,当感应数在0.17~2.12范围,取2个以上工作频率才能覆盖较宽的电阻率测量范围;基于水平xx和交叉xz的远探测仪器需设计长(4~7 m)短(1~3 m)两种间距仪器,频率小于1 kHz。这些结论对电磁远探测仪器研制提供了理论依据。

关键词：远探测数值模拟仪器参数设计工作频率线圈间距

XMAC-F1反射横波远探测成像技术及其应用

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天然气工业 2017年第6期37卷 28-33页

作者：罗利刘航刘海军唐松王勇姜巍中国石油川庆钻探工程公司测井公司中国石油西南油气田公司川中油气矿中国石油川庆钻探工程公司页岩气勘探开发项目经理部

川渝地区碳酸盐岩储层的储集空间以裂缝、孔洞为主,但常规测井受限于地层探测深度,很难探测到井旁裂缝的发育情况。为了探测井旁裂缝及断层并进一步寻找隐蔽储层,利用XMAC-F1偶极横波远探测仪器采集到更具低频优势的高信噪比横波波形数... 详细信息

川渝地区碳酸盐岩储层的储集空间以裂缝、孔洞为主,但常规测井受限于地层探测深度,很难探测到井旁裂缝的发育情况。为了探测井旁裂缝及断层并进一步寻找隐蔽储层,利用XMAC-F1偶极横波远探测仪器采集到更具低频优势的高信噪比横波波形数据,并根据该仪器的采集原理及所得数据的应用特点,结合该区碳酸盐岩储层的特性,研发了反射横波远探测资料方位校正预处理、反射横波提取及反射横波偏移成像等系列配套技术。该技术得到了数字模拟实验的验证,稳定性良好;同时综合地震地质资料、常规测井资料及电成像资料研发了井旁断层、裂缝及岩性界面等反射体的图像识别与解释技术,并利用该技术处理了该区10余口井的XMAC-F1测井资料,正确解释了井旁裂缝产状,其中BT5井在其指导下试油获得54.2×10~4 m^3/d的高产气流。结论认为:该技术在碳酸盐岩地层中的适应性良好,能够反映距离井眼25 m范围内的断层、裂缝及岩性界面等反射体,可为试油方案设计提供重要的技术支撑。

关键词： XMAC-F1测井碳酸盐岩储层裂缝远探测反射横波提取偏移成像井旁反射体识别技术川渝地区

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多分量方位远探测声波测井的理论与应用

应用声学 2020年第2期39卷 292-299页

作者：李超张波许孝凯张晋言陈浩何晓王秀明中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 北京市海洋深部钻探测量工程技术研究中心北京100190 中石化胜利石油工程有限公司测井公司东营257096 中国科学院大学北京100049

远探测声波测井技术目前正成为复杂油气藏勘探开发的有力手段,而反射方位信息对于储层评价以及工程措施都至关重要。利用集成了测量单偶极不同方位多分量波场功能的多分量远探测声波测井仪器,研究了单偶极远探测联合识别反射方位的方法... 详细信息

远探测声波测井技术目前正成为复杂油气藏勘探开发的有力手段,而反射方位信息对于储层评价以及工程措施都至关重要。利用集成了测量单偶极不同方位多分量波场功能的多分量远探测声波测井仪器,研究了单偶极远探测联合识别反射方位的方法。由于仪器的影响,单极子不同方位反射波存在振幅差异,据此可以快速判断反射界面方位,但是其准确性依赖于方位接收器个数。偶极SH反射波幅度反映了反射界面的走向变化,但是存在180◦的不确定性。结合单偶极远探测方法的优势,可以快速准确地识别出反射界面方位。理论模拟和实际数据处理表明,两种方法的联合识别,提高了结果的可靠性。

关键词：声波测井多分量远探测方位识别

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声波远探测技术概述及发展

地球物理学进展 2020年第2期35卷 566-572页

作者：董经利许孝凯张晋言翟勇晁永胜张卫峰中石化胜利石油工程有限公司东营257096 中石化胜利石油工程有限公司测井公司东营257096 中石化西北油田分公司乌鲁木齐830011

常规测井项目探测井外信息较浅,难以反映地质异常体距井外较远距离发育情况.声波远探测技术提出已近30年,商业化研究也有10余年,可以对井外数十米甚至上百米范围进行探测,该技术产生大大丰富了研究领域,已经发展成一种油气勘探行业中不... 详细信息

常规测井项目探测井外信息较浅,难以反映地质异常体距井外较远距离发育情况.声波远探测技术提出已近30年,商业化研究也有10余年,可以对井外数十米甚至上百米范围进行探测,该技术产生大大丰富了研究领域,已经发展成一种油气勘探行业中不可缺少的先进技术.声波远探测测井主要可以分为单极子反射纵波远探测和偶极子反射横波远探测,其中,单极子反射纵波远探测以斯伦贝谢为代表,偶极子反射横波由贝克休斯为代表,本文在描述了声波远探测基本概念的基础上,分别对两种远探测方法从国内外发展角度进行了概述,概述内容主要方面有:基本原理发展过程、仪器研发思路、处理方法改进及相关难点,对各科研院所及单位的研发现状进行总结,对偶极子反射横波远探测的优势进行了说明.通过油田应用情况进行分析,概括了远探测测井的主要作用,对偶极子远探测技术最新进展及相关应用实例进行了阐述,最后在分析远探测技术发展现状和趋势基础上,给出应用前景展望.

关键词：远探测声波测井反射横波反射纵波反射声波成像

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井下时域远探测方法研究

井下时域远探测方法研究

作者：史安然河南理工大学

学位级别：硕士

时间域电磁方法利用不接地回线或接地导线向地下发射电磁脉冲,在一次场断电间隙,测量感应二次场,通过研究二次场随时间的响应变化得到大地电性的分布特征,从而解决相关地质问题。由于时间域测井环境复杂,必须通过三维数值模拟方法研究... 详细信息

时间域电磁方法利用不接地回线或接地导线向地下发射电磁脉冲,在一次场断电间隙,测量感应二次场,通过研究二次场随时间的响应变化得到大地电性的分布特征,从而解决相关地质问题。由于时间域测井环境复杂,必须通过三维数值模拟方法研究响应特征。而经典的时域有限体积法一般采用矩形网格,在直角坐标系中把麦克斯韦方程转化为有限体积的形式,但对任意弯曲的界面只能采用阶梯近似的方法。为了能够反映出小尺度上的介质响应特征,需要采用很细的网格进行剖分,以使网格大小和参数变化的空间尺度相匹配,导致在整个计算区域中的网格数剧增。因此,本文采用基于圆柱坐标系下的有限体积法进行建模,网格较密时精确模拟井下各种复杂的环境,能够更有效地减少方程组的规模,提高计算效率。本文通过模拟高精度测井装置下的瞬变电磁波响应,完成了井下时域远探测技术的研究。首先详细的讨论了瞬变电磁法的基本理论,从麦克斯韦电磁方程组出发,根据三维时域有限体积法的基本理论得到控制方程,然后在柱坐标系下实现空间上控制方程的离散,再利用隐式欧拉离散技术对其进行时间上的离散,给出控制方程的初始条件和边界条件,最终求解得到圆柱坐标系下的有限体积法控制方程。针对常见的双层及多层地层模型,对地下介质的响应特征进行了深入的研究与分析。在保证本文算法正确性的前提下,详细探讨了电磁测井在探测距离、薄层敏感性、地层角度等影响因素下三轴测井接收装置的响应特征;根据瞬变电磁法基本理论,结合电磁测井的实际工作环境,在圆柱坐标系下建立包含井液、套管和地层在内的电磁测井模型,详细讨论了在电磁测井中井液参数和套管参数变化对瞬变电磁响应特征的影响,分析了短源距在时间域测井中的优势,研究了井中发射电流的不同形式,在梯波形下讨论了关断时间的影响。结果表明:圆柱坐标系下的有限体积法可以模拟复杂的地质体,提高数值解的模拟精度。时间域远探测距离可达五十米左右,采用三分量感应测井装置可以提高地层分辨率。图40幅,表1个,参考文献85篇。

关键词：瞬变电磁波测井时间域远探测观测系统