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高分辨率侧向测井的地层测量和反演结果
Hakv.,RG;张云亮
【期刊名称】《测井与射孔》
【年(卷),期】2000(000)002
【摘要】高分辨率侧向测井仪（ＨＤＬＬ）是一种多电极电阻率测量仪器（ＭＥＲＴ），这种新仪器由西方阿特拉公司（ＷＡＬＳ）和壳牌石油公司联合研制，它可以克服常规侧向测井技术的一些缺点，包括纵向分辨率差和斜井中会出现假象等问题，该仪器包括一个主电汉供电电极和１８个电位测量电极，它们距说电极的距离不同。
仪器测量绝对电位和基本电位差（基本电位差是指相邻电极之间的电位差），最原始的响应是通过在井场测量浅探测、中探测和
【总页数】7页(P29-34,68)
【作者】Hakv.,RG;张云亮
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】P631.811
【相关文献】
1.高分辨率双侧向和双感应测井联合反演 [J], 刘振华;成志刚;仵杰
2.高分辨率双侧向测井和双感应测井数据联合反演研究与应用 [J], 成志刚;孙宝佃;刘振华;仵杰
3.轴对称地层中高分辨率阵列侧向测井信赖域反演法 [J], 潘克家;汤井田;杜华坤;蔡志杰
4.斜井各向异性地层阵列侧向测井资料快速分级反演方法 [J], 范宜仁;吴易智;李潮流;巫振观;袁超;邢涛
5.用双侧向测井响应求取地层参数的Newton－SVD反演方法 [J], 杨韡;刘国强;冯启宁;尚作源;傅有升;唐永福
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一种新型的高分辨率双侧向测井方法
一种新型的高分辨率双侧向测井方法
针对目前广泛使用的常规双侧向测井仪分辨率不高、电极系很长、不便于现场组合测井等缺点,一种新型的高分辨率双侧向测井仪被提出、设计、研制完成并投入生产.介绍了高分辨率双侧向的电极系结构、工作原理,并通过数值模拟结果阐述了它的分层能力、探测深度和围岩、侵入及井眼等影响.结果表明,高分辨率双侧向在大大缩短了仪器长度的情况下,同时取得了高分辨率和深的探测深度;尽管高分辨率双侧向井眼影响较大,但在大多数情况下高分辨率双侧向可以取代常规双侧向用于常规测井.高分辨率双侧向测井仪是快速与成像测井系统EILog-05最重要的井下仪之一.
作者：朱军冯琳伟李剑浩赵养真王敬农 ZHU Jun FENG Lin-wei LI Jian-hao ZHAO Yang-zhen WANG Jing-nong 作者单位：朱军,ZHU Jun(中国石油集团测井有限公司,陕西,西安,710021;中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院,北京,100083)
冯琳伟,FENG Lin-wei(中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院,北京,100083)
李剑浩,赵养真,王敬农,LI Jian-hao,ZHAO Yang-zhen,WANG Jing-nong(中国石油集团测井有限公司,陕西,西安,710021) 刊名：测井技术ISTIC PKU 英文刊名：WELL LOGGING TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2007 31(2) 分类号： P631.83 关键词：电阻率测井高分辨率双侧向电极系分层能力探测深度井眼影响。
双感应测井资料化快速迭代反演技术及其在大庆油田的应用
双感应测井资料实用化快速迭代反演技术及其在大庆油田的应用介绍了最近开发的一种双感应资料实用化快速迭代反演技术及其在大庆油田的应用,包括测井资料综合分层、双感应原始视电阻率提取以及快速正反演计算等内容.综合分层技术主要用于从双感应资料中提取层界面位置及地层电阻率初值,原始视电阻率提取主要用于消除3点反褶积和趋肤效应校正对原始视电导率的改变,实用化快速反演技术则主要用来消除井眼泥浆和围岩等对双感应资料的影响以获得更加准确反映地层侵入状态的地层电阻率.用该技术已处理了大庆油田60多口井的测井资料,取得了满意效果.
作者：陶宏根李庆峰王桂萍汪宏年 TAO Hong-gen LI Qing-feng WANG Gui-ping WANG Hong-nian 作者单位：陶宏根,李庆峰,王桂萍,TAO Hong-gen,LI Qing-feng,WANG Gui-ping(大庆石油管理局钻探集团测井公司,黑龙江,大庆,163412)
汪宏年,WANG Hong-nian(吉林大学物理学院,吉林,长春,130021)
刊名：测井技术ISTIC PKU英文刊名：WELL LOGGING TECHNOLOGY 年，卷(期)：2007 31(5) 分类号：P631.31 关键词：双感应测井原始视电阻率综合分层技术实用化快速迭代反演。
感应测井反演方法感应测井反演方法是一种利用感应测井数据来推断地下岩石物性参数的方法。
感应测井是一种非侵入式的地球物理勘探技术，通过在井中放置感应线圈，利用电磁感应原理测量地下岩石的电导率和磁导率等物理参数，从而推断地下岩石的物性参数。
感应测井反演方法的基本思想是，利用感应测井数据建立地下岩石的物理模型，然后通过数学反演方法，将感应测井数据转化为地下岩石的物性参数。
感应测井反演方法的优点是，可以在不破坏地下岩石结构的情况下，获取地下岩石的物性参数，为油气勘探和开发提供了重要的技术支持。
感应测井反演方法的具体步骤包括以下几个方面：1.建立地下岩石的物理模型。
地下岩石的物理模型是指将地下岩石的物性参数与感应测井数据联系起来的数学模型。
建立地下岩石的物理模型需要考虑地下岩石的物性参数与感应测井数据之间的关系，以及地下岩石的结构和成分等因素。
2.获取感应测井数据。
感应测井数据是指在井中放置感应线圈，利用电磁感应原理测量地下岩石的电导率和磁导率等物理参数的数据。
获取感应测井数据需要选择合适的感应测井仪器，并按照规定的方法进行测量。
3.进行数据处理。
数据处理是指对感应测井数据进行滤波、去噪、校正等处理，以提高数据的质量和准确性。
数据处理需要根据具体情况选择合适的方法和工具。
4.进行反演计算。
反演计算是指利用感应测井数据和地下岩石的物理模型，通过数学反演方法，将感应测井数据转化为地下岩石的物性参数。
反演计算需要选择合适的反演算法，并进行参数调整和优化。
5.分析和解释结果。
分析和解释结果是指对反演计算得到的地下岩石物性参数进行分析和解释，以了解地下岩石的结构和成分等信息。
分析和解释结果需要根据具体情况选择合适的方法和工具。
感应测井反演方法在油气勘探和开发中具有重要的应用价值。
通过感应测井反演方法，可以获取地下岩石的物性参数，为油气勘探和开发提供重要的技术支持。
同时，感应测井反演方法也可以应用于地质灾害预测、地下水资源评价等领域，具有广泛的应用前景。
第26卷第4期2003年8月 勘探地球物理进展Progress in Exploration G eophysicsVol.26,No.4Aug.,2003文章编号:167128585(2003)0420305204阵列侧向测井的正反演杨 韦华(石油大学,北京100083)摘要:在二维地层模型条件下,应用有限元方法模拟了阵列侧向测井的响应,通过与双侧向测井的响应进行对比,发现阵列侧向测井曲线能详细描述侵入剖面,且分辨率高。
利用阵列侧向测井提供的4条探测深度不同的曲线,联合反演侵入半径、侵入带电阻率和原状地层电阻率,具有很好的效果。
关键词:阵列侧向测井;双侧向测井;正反演;原状地层电阻率;侵入半径中图分类号:P63118 文献标识码:AFor w ard and inversion of array laterolog logging dataYang Wei(University of Petroleum,Beijing102249,China)Abstract:In22D formation model,finite element method(FEM)was used to simulate the res ponses of array laterolog (ALL).These responses can characterize the invasion section more clearer than dual laterolog(DLL).ALL can pro2 vide4logs that have different investigation depth.They can be used to inverse invasion radius,invasion zone resistivity and virgin zone resistivity.K ey w ords:array laterolog(ALL);dual laterolog(DLL);forward and inversion;virgin zone resistivity;invasion ra2 dius 由于受到井眼 侵入和围岩的影响电法测井的电阻率读数常常与地层真实的电阻率相差很大,在咸水泥浆侵入和薄互层中尤为严重。
双侧向测井影响因素与应对措施分析摘要：双侧向测井仪作为测量电阻率的特殊仪器，地层电阻率正是我们发现油气层，确定含油饱和程度计算的重要参数。
在高电阻率地层和盐水泥浆的井中,双侧向测井是确定地层真电阻率的主要手段。
在碳酸盐岩裂缝性地层中,它可以提供裂缝孔隙度的信息。
本文结合双侧向测井工作原理，从现场问题出发，对自然电位、深井回路、深驱性动板、滤波器等影响因素与解决方法进行了简要的探究和阐述。
关键字：双侧向；测井；影响因素；应对措施双侧向测井技术利用两个屏蔽电极对主电流进行聚焦，具有很多优点，比如具有较大的径向探测深度和很高的垂向分辨率，同时能够利用同一电极系进行深部和浅部的探测。
因而双侧向测井已成为一种广泛应用的电阻率测井方法。
影响双侧向测井质量的因素很多，遇到不明情况出现时，一定要祥加分析，找出影响因素，才能有针对性地采取相应措施，以便获得满意的测井效果。
一、双侧向测井工作原理从双侧向电极工作情况来看，它有9个电极构成，主电极位于中央，并且在主电极的上下还有4对对称的电极，分别用短路性线进行连接。
另外还有两对监督性电极和两对聚焦性电极（又称屏蔽性电极），而参考电极测量与回流电极都在无限远处。
在进行较深的探测时，两对屏蔽性电极始终保持着电位，并且主电流与屏流是同极。
由于屏蔽性电极相对较长，所以它无形中也增加了屏流对于主电流的集聚功能，所以主电流层一旦进入人地层，就会分散。
另外，受探测深度影响，探测的视电阻率会和真电阻率比较接近。
对于浅探测，在双侧向测井中，电极具有回流电极的功能，也就是说其中两对电极具有反极性，这样也就会削弱屏流对双侧向测井主电流的集聚功能；当主电流接近地层时，就会产生发散，而在探测深度不够的情况下，视电阻率将会受到侵入带影响。
二、对双侧向测井构成影响的因素（一）测井回路从双侧向测井回路连接过程来看，不管是浅侧向回路，还是深侧向回路统一是10号的芯线，而深侧向的回路测量则是7号缆芯。
高分辨率双侧向和双感应测井联合反演刘振华;成志刚;仵杰【摘要】利用电阻率测井理论和反演技术,建立了高分辨率双侧向(HRDL)和高分辨率双感应(HRDI)测井响应的联合反演算法,对HRDL和HRDI测井曲线进行连续反演.构造不同层厚的地层模型,将联合反演结果和单一HRDL反演以及HRDI反演结果进行了对比,结果表明:联合反演不仅可以同时确定地层真电阻率、侵入深度和侵入带电阻率,而且还可以改善测井反演问题中解的局部收敛性和多解性.对现场HRDL和HRDI测井曲线的联合反演结果也证明了其有效性和可靠性.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(025)006【总页数】5页(P23-27)【关键词】高分辨率双侧向测井;高分辨率双感应测井;联合反演【作者】刘振华;成志刚;仵杰【作者单位】西安石油大学,机械工程学院,陕西,西安,710065;中国石油集团测井有限公司,陕西,西安,710021;西安石油大学,电子工程学院,陕西,西安,710065【正文语种】中文【中图分类】TE12;P631.8受井眼、泥浆侵入和围岩等环境因素的影响,电阻率测井响应一般偏离地层真值.从测井数据反演地层参数是电阻率测井的最终目的.电测井响应的反演属于非线性问题,若测量数据有限,会导致反演结果具有局域收敛性或非惟一性,这增加了测井解释的难度.利用测井数据提高测井解释精度的途径之一是增加测井信息,如使用可以获得多个测井数据的阵列测井仪器,对多个测井响应进行反演[1-4],或在获得目的层段岩心分析资料和试油资料等多种信息后,通过综合分析进行测井解释研究[5].另一途径就是对测量原理不同的仪器测量结果进行联合反演[6-9],联合反演尤其适用于地层模型参数完全相同,只是由于测量仪器原理不同而使测量数据具有不同含义的情况.研究结果表明,测量原理迥异的材料数据可以为联合反演提供互为补充的信息,提高解估计的精度,改善测井反演问题中的多解性[6-9],联合反演是推动反演技术更加实用化的途径之一.基于感应型的双感应测井和基于电流型的双侧向测井是目前测井作业中的必测项目,在传统双侧向测井仪器基础上重新设计的高分辨率双侧向测井仪 (High Resolution Dual Laterolog,HRDL)[10-11]和经过信号处理具有高分辨率的双感应测井仪 (HRD I)[12],均具有足够的纵向分辨率和径向探测深度,解决了原仪器纵向分辨率和径向探测深度不能兼顾的矛盾.目前,HRDL和 HRD I逐渐应用于国内部分油气田.但是,无论是高分辨率双侧向测井反演还是高分辨率双感应测井反演,一般只能进行两参数(侵入带深度 ri和地层真电阻率 Rt)反演,而侵入带电阻率 Rxo通常是由其他更浅探测深度的电阻率测量结果获得.为了提高反演精度,充分利用测井数据,克服单一测井仪器反演的缺陷,建立了HRDL/HRD I联合反演理论模型和相应算法,同时利用HRDL和HRD I的 4个测量数据,进行三参数(Rt、Rxo和 ri)反演.构造不同的理论地层模型验证了模型算法的正确性,对比了单一的 HRDL和单一的HRD I反演结果和联合反演结果的优劣,讨论了目的层厚度变化对反演收敛性、反演精度的影响,最后给出了现场应用实例.HRDL/HRD I联合反演结果不仅有助于提高解估计的精度,缩小解的存在范围,而且还可进行多参数反演,得到较准确的地层电阻率和侵入参数.1 高分辨率双侧向及高分辨率双感应测井响应正演计算图1示意出二维地层模型,在径向上包括井眼(半径 rh、泥浆电阻率 Rm)、侵入带(深度 ri、电阻率Rxo)和原状地层 (电阻率 Rt),纵向则包含 N层 (厚度 h),地层模型关于井轴旋转对称.图1 地层模型1.1 高分辨率双侧向测井(HRDL)仪器响应传统的双侧向测井仪器的纵向分辨率一般为0.6～0.9 m,高分辨率双侧向测井仪器在原双侧向电极系基础上,将主电极分为三部分:中间为测量电极,两侧为短路的主电极,仍属于电流型测量仪器(图 2).与原双侧向测井电极系比较,中间的测量电极M相当于监督电极M1(M1′).工作时,调整屏蔽电极A1(A1′)或A2(A2′)的电流使监督电极M和M1等电位,通过测量M上的电位 U,用下式计算视电阻率式中:K为电极系的仪器常数,IA0和IA0′分别对应主电极A0和A0′发出的电流.将深、浅模式下测量到的电压和电流代入式 (1)就可得到深、浅测井响应, HRDL的纵向分辨率可以达到 0.4 m.图2 高分辨率双侧向测井仪器的电极系对应于图 1的二维非均匀介质模型,在电阻率等于常数的每一个区域中,电位分布函数U(r,z)满足的微分方程为式中:R为地层电阻率.上式的定解条件是在相邻α、β区域的交界面上满足其中,n为交界面的法线.在无穷远边界满足U=0.由于所考虑的地层介质模型在纵向和径向上都不均匀,故采用有限元方法求解上述方程,求出测量电极M的电位U后,代入式(1)可得视电阻率的数值解.1.2 高分辨率双感应测井(HRD I)仪器响应HRD I的仪器结构和传统的双感应测井线圈系相同,通过信号处理改善了深中双感应测井的探测特性,使之具有和高分辨率双侧向测井仪器相同的0.4 m分辨率[8],而感应测井仪器响应的计算则基于电场强度 E所满足的 Helmholtz方程式中:J是电流密度,μ是磁导率,ω是圆频率,α是求解区域的分区数传播常数κ满足式中:ε是介电常数.在区域α和β的边界,电场强度的切向分量满足如下边界条件利用数值模式匹配方法求解以上方程,求出电场强度 E后,可得到感应测井仪器的视电阻率2 联合反演算法对高分辨率双侧向测井和高分辨率双感应测井响应的联合反演,采用的是阻尼最小二乘法,即用具有m个待定参数的正演模型去拟合 k个测井数据值,其数学表达式为式中:Rn表示测井数值,由于HRDL和HRD I共提供4组测量数据,这里的n=1、2、3、4,记R1=R ID和R2= RIM分别代表高分辨率的深、中感应测井值,R3= RLD和R4=RLS分别代表高分辨率的深、浅侧向测井值.式 (8)中函数 F表示正演模型,Rt、Rxo、ri表示待反演的模型参数,Sn表示正演模型中的其他参数.式(8)是非线性方程组,可以在模型的初始猜测处用泰勒级数把右边展开为线性形式把上式写成矩阵形式式中:R =(R ID,R IM,RLD,RLS)T为测井数据,R0=为正演模型预测数据,ε为测井值和预测值之差,P=(Rt,Rxo,ri)T为待反演参数(地层电阻率、侵入电阻率和侵入半径),J为 Jacobi矩阵.式(9)是关于反演参数修正步长δP的线性方程组,相应的阻尼最小二乘解为式中:η为阻尼因子,I0为单位矩阵.由上式求出参数 P的增量δP后,可以得到新的参数把这组新的参数代入正演模型,求出新的差值ε= R-R′以及新的参数增量δP′,由此构成迭代过程,直到满足收敛条件为止.一般地层电测井的视电阻率变化范围可达 2～4个数量级,若不做处理,按前述的迭代流程进行迭代,结果会很不稳定.因此,对这些变化梯度大的量用对数来表示,可以有效增加迭代的稳定性.把现场测井响应值和正演模拟值分别记为 Rman和 Rsan(n = 1,2,3,4),将式 (9)中的电阻率一类的量都换成用对数表示的形式 (变化梯度小的侵入半径不做变换),式(9)变换为令α1=Rt,α2=Rxo,α3=ri,则第 k次迭代时矩阵中各量的变换结果为将变换后的各量代入式 (10),解出δP＊后,可得第 k+1次的迭代结果利用上述方法进行联合反演计算,可以使迭代具有较好的稳定性和收敛性.3 理论地层模型的反演采用构造目的层厚度在 0.4～5.0 m之间变化的理论地层模型计算相应的HRDL和HRD I的测井响应,并对此进行了反演计算,结果如图 3所示.图3(a)示意出具有不同层厚的地层模型,为了研究联合反演算法对不同层厚的适应性,选取层厚分别为0.4、0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0 m和 5.0 m.选取地层真电阻率Rt=5Ω·m,侵入带电阻率Rxo= 20Ω·m,侵入带深度 ri=0.68 m,上下围岩电阻率均为2Ω·m.图3(b)、图 3(c)分别给出高分辨率双侧向测井(HRDL)和高分辨率双感应测井(HRD I)的仪器响应(实线为深侧向或深感应测井响应,虚线为浅侧向或中感应测井响应).正演计算结果表明,无论是 HRDL还是 HRD I,对目的层均有明显响应,分辨率比传统的双感应和双侧向有了明显改善.但是,受侵入的影响,视电阻率都偏离了地层电阻率真值.图3 理论地层模型及正反演计算结果图3(d)分别给出对地层真电阻率的反演结果,其中,实线为联合反演的结果,为便于比较,还给出了仅用高分辨率双侧向测井(HRDL)数据进行反演的结果(图中长虚线)和仅用高分辨率双感应测井(HRD I)数据进行反演的结果 (图中短虚线),单一反演时,把中感应或浅侧向测井数值近似视为侵入带电阻率.从图看出,无论是薄层还是厚层,联合反演均能较好地反映侵入特性,表 1列出联合反演和HRDL、HRD I反演的地层真电阻率相对误差.从表中数据看出,对于1.5 m以上的目的层,联合反演误差在10%以内,比 HRDL和 HRD I单一反演结果的误差明显减小,即使是薄层,联合反演误差也远远低于单一测井数据的反演误差.所以,联合反演明显优于单一测井数据的反演结果,这是联合反演的优点之一.表1 联合反演和 HRDL、HRD I反演的地层真电阻率相对误差层厚H/m 0.4 0.6 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 5.0联合反演误差/% 45.2 42.8 18.4 10.6 5 3.4 4.4 3.4 3.4 HRDL反演误差/% 376.0 363.0 286.0 263.0 251.0 204.0 180.0 166.0 100.1 HRD I反演误差/% 188.0 106.0 51.4 32.2 13.5 33.6 19.2 14.8 14.2图3(e)是利用联合反演得到的侵入带电阻率,与侵入带电阻率真值(Rxo=20Ω·m)较为接近.联合反演是同时利用了 HRDL和HRD I的 4组测井数据,使同时反演地层真电阻率、侵入带电阻率、侵入带深度 3个参数成为可能.而无论是 HRDL还是HRD I的单一反演,通常利用的是一种仪器的 2组测井数据,只能反演地层真电阻率和侵入带深度 2个参数.所以,联合反演的优点之二是增加了反演的地层信息量.图3(f)中实线为联合反演算法对侵入带深度 ri的反演结果,它和侵入带深度真值(0.68 m)较接近.为便于比较,还给出了 HRDL(图中长虚线)和HRD I(图中短虚线)对ri的反演结果.结果表明,对侵入带深度的联合反演结果也明显优于单一测井数据的反演结果.上面的理论地层模型反演结果验证了本文反演算法的正确性,联合反演精度不仅明显优于单一测井数据的反演结果,而且联合反演还充分利用了测井数据,增加了反演的地层信息量,从两参数反演增加为三参数反演.另外,联合反演的收敛性也优于单一反演的结果.4 现场应用实例对某油田某井 540～590 m井段的高分辨率双侧向和高分辨率双感应测井数据进行了联合反演计算,结果如图 4所示.图 4(a)、图 4(b)分别给出高分辨率双侧向测井(HRDL)和高分辨率双感应测井(HRD I)的现场测井曲线.图 4(c)是对 HRDL和HRD I测井数据进行联合反演得到的地层真电阻率Rt(实线)和侵入带电阻率 Rxo(虚线).反演结果表明,该井段属高侵,侵入带电阻率较高,所以较浅探测深度的测井响应值大于深探测深度的测井响应.图 4(d)则给出联合反演得到的侵入深度,联合反演的结果和测井综合解释结果相吻合.图4 对某油田某井段的 HRDL和 HRD I测井曲线进行联合反演的结果5 结论(1)联合反演把测量原理迥异的测井数据综合起来进行反演,能够利用不同类型测量数据的互补性,从而提高解估计的精度,改善测井反演问题中的多解性,是推动反演技术更加实用化的途径之一.因此联合反演正逐渐得到研究者和现场测井工作者的重视.(2)高分辨率双侧向测井和高分辨率双感应测井联合反演算法,充分利用了不同测井仪器的测量数据,可以同时反演三参数:地层真电阻率、侵入带电阻率和侵入带半径,增加了反演的地层信息量.而单一的双侧向或双感应测井反演,只能进行地层真电阻率和侵入带半径两参数反演.(3)对于实际测井作业及测井解释,在侵入带电阻率未知的情况下,单一的双侧向或双感应测井反演是把其他浅探测仪器的电阻率测量结果近似作为侵入带电阻率,降低了反演精度.联合反演直接把侵入带电阻率作为待反演参量,可以综合利用 4个测井数据进行三参数反演,反演得到的地层电阻率和侵入带电阻率比单一仪器的反演更符合测井响应特性,反演收敛性有明显改善,减小了解估计的分布范围,不失为一种较为合理、有效的反演方法.参考文献:[1] Barger T D,Rosthal R ing a multiarray induction tool to achieve high-resolution logs with minimun environmental effects[C].Presented at the 66th SPE Annual Technical Conference and Exihibition,1991.[2] Smits J W,Dubourg I. 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