定向電磁波電阻率測井響應特性研究.pdf

1、定向電磁波電阻率測井儀器除含有軸向天線外還含有傾斜天線或橫向天線，可提供多種探測深度的相位差和幅度比，大大提高了隨鉆電磁波傳播測量技術的定向探測能力、方位靈敏性和信息量，從而提高了該技術對未鉆地層界面位置及方位的鉆前預測能力，尤其適合于薄儲集層導向鉆進、油水界面識別、復雜地層判定預警等地質導向作業(yè)。本論文研究定向電磁波電阻率測井理論，設計定向電磁波測井儀器的線圈系參數，研究和分析各種測井環(huán)境對定向隨鉆電磁波測井響應的影響。研究內容主要分

2、為以下四個部分:
　　第一部分闡述了定向電磁波電阻率測井儀器的結構和測量原理。從電磁波電阻率測井儀器的測量原理出發(fā)，推導傾斜線圈的電磁場響應及坐標系轉換公式，最終闡述了定向電磁波電阻率測井儀器測量信號的電阻率幅值比和相位差計算公式。
　　第二部分完成定向電磁波電阻率測井儀器參數的設計。應用COMSOL有限元數值模擬軟件計算定向電磁波電阻率測井儀器不同參數下的測井響應，分析儀器工作頻率、發(fā)射線圈與接收線圈的傾斜角度，以及發(fā)射接

3、收線圈間距等參數對儀器響應特性的影響，從而合理設計定向電磁波電阻率測井儀器的儀器參數。結果表明:當儀器工作頻率為低頻時，接收到的幅值信號小，衰減速度慢，探測范圍大，但對地層電導率不敏感。均勻地層中，線圈傾斜角度越大，接收到的信號幅值越小，相位角衰減越快。當不同對比度地層存在時，可以利用交叉分量識別層界面位置和兩側電導率對比度。源距小時，接收信號受直耦信號影響大于受地層電導率變化影響。增大源距能夠增加探測深度，但源距大時，接收線圈電壓幅值

4、減小，易受噪聲影響。
　　第三部分研究定向電磁波電阻率測井的井眼影響和環(huán)境影響。首先計算分析定向電磁波電阻率測井儀器8個線圈對受井徑、偏心距、泥漿和地層電導率四個參數的影響特征。結果表明:儀器居中時，小源距的線圈對響應受井徑、泥漿和地層電導率影響嚴重，大源距的線圈對所受影響較小。儀器偏心時，接收線圈R3和R4可分別探測到x方向和y方向的偏心。泥漿電導率大時，大源距的線圈對所受偏心影響較大，且隨著偏心距的增大，偏心影響逐漸增大。其次

5、計算分析了侵入和圍巖環(huán)境下的定向電磁波電阻率測井響應。考察侵入和圍巖的各種影響因素，結果表明:在侵入環(huán)境下，短源距線圈對接收信號的定向幅度衰減和定向相移值較大。存在圍巖時，儀器測井響應受到層界面的影響。定向幅度衰減在地層交界面處尖角的峰值增大，這種現象有利于預測未鉆地層界面的存在。目的層和圍巖層電阻率對比度很大時，長源距線圈對定向相移在地層邊界處的峰值向下翻轉，在這種情況下，不能簡單地利用相移來判斷地層界面的存在。
　　第四部分計

6、算分析定向電磁波電阻率測井的電流分布特性，研究測井響應與電流分布特性的關系。通過改變地層之間電導率對比度，改變發(fā)射源在地層中的位置，儀器在井眼中的偏心距，分析得出:在井眼模型中，儀器居中時，電流密度曲線是軸對稱且均勻分布的閉合同心橢圓環(huán);儀器偏心時，電流線不對稱，且隨著偏心距的增大，一側電流線越密，而另一側電流線越疏。當儀器一側靠近井眼邊界時，井壁上產生電流的折射，使得電流線分布不規(guī)則。侵入帶半徑變化對電流流動產生的影響很小。存在圍巖時