阵列感应测井响应的井洞影响分析[1]

第32卷　第6期

2008年12月

测　井　技　术

WELLLOGGINGTECHNOLOGY

Vol.32　No.6Dec2008

文章编号:100421338(2008)0620498205

阵列感应测井响应的井洞影响分析

仵　杰,李博博,解茜草,冯　娟,赵　玲,牒　勇

(西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室,陕西西安710065)

摘要:井洞影响是井径变化致使阵列感应测井响应曲线出现异常的主要原因。在建立井洞影响计算模型的基础上,数值计算分析了井洞径向深度、纵向宽度、井眼泥浆电导率和地层电导率变化对阵列感应测井各子阵列的影响特征。结果表明,井洞影响在子阵列1和2的曲线上显示为假层存在;其他子阵列会出现凸或凹尖峰异常,在高电阻率地层出现负值;数据合成处理异常,深探测深度曲线分辨率高于浅探测深度;大,井洞影响严重;当地层电导率较低时,,的增大,短子阵列表现为假层,较长子阵列的异常明显。。实关键词:阵列感应测井;井洞影响;;;;中图分类号:P631.81A

CEffectontheArrayInductionLoggingResponse

WUJie,LIBo2bo,XIEXi2cao,FENGJuan,ZHAOLing,DIEYong

(KeyLaboratoryofEducationMinistryforPhotoelectricLoggingandDetection,SchoolofElectronic

Engineering,Xi’anShiyouUniversity,Xi’an,Shaanxi710065,China)

Abstract:Thecaveeffectisthemainfactorwhichresultsintheabnormityofarrayinductionlog2gingresponseswhentheboreholeirregularityexits.Onthebasisofbuildingthecaveeffectmod2el,theresponsecharacteristicsofallsubarraysarecalculatedandanalyzedwhenthecaveradialradius,thecaveverticalwidth,themudconductivityinboreholeandformationconductivityarechanged.Theresultsshowthatthecaveeffectgeneratesthefalseformationinthecurvesofthesubarray1and2,theconvexandconcaveabnormalphenomenainothersubarraycurves,orthenegativevalueinhighresistivityformation.Italsomakesthesynthesizingresultabnormal.Theresolutionofdeepinvestigationcurvesisgreaterthanshallowcurves.Withincreaseoftheforma2tionconductivity,negativeabnormalvalueappearseasilyduetothemudconductivityislowerthantheformationconductivity;Whentheformationconductivityislower,thenegativecaveeffectwillmakethelogresponsenegativeabnormal,soweoftenthinkthelogcurveswerepoo2rer.Withincreaseoftheboreholeradius,theshortsubarrayindicatesthefalseformation,sotheabnormalresponseismoreobviousthanthelongersubarray.Theabnormalreasonisexplainedbythe2Dgeometricfactorofthesubarray.Finally,anactualloggingcurvevalidatesthenumeri2calcalculationresultsofthecaveeffect.

Keywords:arrayinductionlogging,caveeffect,geometricfactor,datamodel,resistivity,re2

sponsecurve

0　引　言

在钻井过程中,钻头穿过渗透性目的地层或者

疏松地层时泥岩与砂岩交界处容易破损、垮塌,在疏

松层出现不规则井洞,低电阻率泥浆将填充,并在表面形成泥饼。当测井仪器经过时将产生异常的井洞

作者简介:仵　杰,男,教授,博士,1965年生,主要从事电磁测井理论、数值模拟和阵列感应信号处理方面的研究。

　第32卷　第6期　　　　　　　　　　　　仵　杰,等:阵列感应测井响应的井洞影响分析 499

影响[122]。在常规双感应测井中,由于深、中感应测井探测深度深,在标准8in(非法定计量单位,1in=25.4mm,下同)井眼中,井洞影响的现象很少,通常不予考虑。在阵列感应测井仪器设计中,为了测量薄层和提取井眼校正信息,斯伦贝谢公司的阵列感应测井仪器AIT布置了4个短子阵列。在阵列感应测井的现场应用中,经常发现井洞对这些短子阵列产生严重的井洞影响。井洞的存在,使得测井曲线出现凸起、下凹甚至假层等异常现象。井洞影响使井眼校正困难,信号合成处理出现异常,深探测深度曲线的分辨率高于浅探测深度的分辨率,与人们的认识完全不一致。文献[122]只提到阵列感应测井数据处理要考虑井洞影响,未给出井洞影响的特征及分析。为了进一步了解和认识井洞影响的情况,给现场测井解释人员提供帮助,响的特征和对合成处理的影响。

σ的参数分别是σrh、m、t及井洞几何参数rc和hc。

一般情况下,井洞影响除以上参数外,还与子阵列的发射接收线圈间距、屏蔽线圈的位置和工作频率等因素有关。首先通过模式匹配数值计算方法计算分析井洞几何参数、泥浆和地层电导率变化时对各子阵列的影响,给出信号合成聚焦处理结果,最后用各子阵列的几何因子特性分析井洞导致异常响应的原因

。

1　假设井洞是旋转对称的。单一井洞模型见图1,它等效于疏松层出现的井洞,由井洞、井眼和地层

σ组成。参数rh、rc、hc、井m和σt分别是井眼半径、

洞的径向深度、井洞的纵向宽度、井眼中的泥浆电导率和地层电导率。图2是阵列感应AIT的线圈系结构,它由1个发射线圈和8对接收线圈组成。2个接收线圈中外侧为主接收线圈,内侧为绕向相反的屏蔽线圈,抵消发射线圈与主接收线圈之间的直耦信号。每对接收与发射线圈构成1个三线圈系子阵列,共有8个子阵列,其主间距分别为0.1524、0.2286、0.3048、0.3810、0.5334、0.6858、0.9906m和1.8288m。仪器有高、中、低3个工作

图1　井洞模型

2　井洞影响分析

2.1.1　井洞径向深度和纵向宽度变化的影响

井洞几何参数的变化反映了井洞大小的变化。

计算分析了井洞几何参数rc和hc单独变化或同时变化时在阵列感应各子阵列响应曲线上的表现情况。为了与实际测井曲线比较,下面分析其中3种模型下的响应特性。

模型1:给定井洞纵向宽度,径向深度变化。井眼半径rh=0.1m,地层电导率σt=0.2S/m,泥浆电导率σm=5.0S/m,井洞的径向深度rc分别为0.13、0.24m和0.39m,纵向宽度hc=0.3m。

模型2:给定井洞径向深度,纵向宽度变化。井眼半径rh=0.1m,地层电导率σt=0.2S/m,泥浆电导率σm=5.0S/m,径向深度rc=0.24m,纵向宽度hc分别为0.5、1.0、1.5m。　　图3和图4分别是采用模型1和2时的8个子阵列的原始响应曲线。2个图中的符号a1～a8表示8个子阵列,h和m分别指高频和中频信号,其他信号和低频信号图中没有绘出。

(1)当hc=0.3m、rc=0.13m时,井洞很小,相当于井壁有很小的破碎。子阵列1、2和3

均为对

频率。测量信号井下测量后数字化传到地面,地

面通过二维合成聚焦处理提供3组分辨率(0.3、0.6m和1.2m)的5种探测深度曲线(0.254、0.508、0.762、1.524in和2.286in.)。当阵列感应测井仪器沿井眼移动通过井洞时,第j个子阵列的测量信号(视电导率)与模型参数的关系可用函数表示为

jjσσσ(1)ac=f(m,t,rh,rc,hc)

　　式(1)表明,当仪器参数给定时,影响测量响应

图2　AIT的线圈系结构

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仍较小。当hc增大时(图3、图4中给出了1.0m和

1.5m),子阵列1、2、3和4逐渐显示明显的“地层”存在;子阵列5也指示明显的“地层”,但左边出现下冲的尖峰,右边是相反的尖耳朵;子阵列6和7出现明显小于地层信号的异常,由于2个子阵列的接收线圈分别在发射线圈的两侧,响应的峰值异常,一个出现在边界左边,另一个在右边。当hc大于线圈系间距时,中间出现平直线,指示假层的存在。2.2　地层电导率和泥浆电导率变化的影响

图3 …… 此处隐藏：6402字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……