三分量阵列感应共面线圈系在均匀地层中的响应特性分析

采用类似于共轴三线圈系的方法推导了共面三线圈系视电导率的解析解,对比共面线圈系与共轴线圈系Born几何因子响应特性,分析工作频率、主接收线圈位置和比例系数α对共面线圈系响应特性的影响。结果表明:仪器的工作频率越高,距发射线圈的距离越远,趋肤效应越严重;比例系数α越大,井眼影响和目的层影响的负贡献越大,但α无论多小,负的响应影响依然存在,这是目前三分量感应共面线圈系的固有缺陷。通过分析目前三分量共面线圈系的特点及其存在的问题,为今后共面线圈系的设计优化提供参考。     

玻璃钢和两端金属对三分量阵列感应水平分量的影响研究

考虑不同地层电导率情况下玻璃钢和两端金属体存在时的物理问题,通过COMSOL有限元数值计算分析玻璃钢半径、两端金属体长度和距离变化对三分量阵列感应水平接收信号的影响规律。结果表明,玻璃钢的存在减少了发射线圈与接收线圈之间的涡流,增大了水平线圈接收信号;金属长度的变化对各子阵列的影响可以忽略;两端金属体对接收信号的影响与周围地层的电导率有关,绝对误差与地层电导率近似成正比关系;金属与最近端线圈距离大于0.3 m时,各子阵列测量信号受金属影响可以忽略。     

均匀地层中单个砾岩对阵列感应响应的影响机理分析

单个砾岩对阵列感应测井的影响机理研究是复杂砾岩地层中响应特性研究的基础.建立单个砾岩中的阵列感应测井响应计算模型,研究使计算有效的网格剖分方法,计算分析砾岩空间位置、背景电导率及砾岩尺寸分别变化时的阵列感应测井响应.数值计算砾岩地层中井眼周围旋涡电流的空间轨迹,揭示了砾岩地层的阵列感应测井响应机理:非导电砾岩使井眼周围涡流产生复杂的非对称的空间分布,接收线圈中产生的二次磁场方向发生变化,对阵列感应不同长度子阵列的影响由短到长逐渐减弱.     

基于三维有限差分方法的三分量感应测井正演模拟

在三分量感应测井中,正演模拟是研究测井响应特征和资料处理的必要基础,其能够为快速有效分析地层物理特性提供依据,从而帮助找到最佳钻井区域。为系统考察多种复杂地层模型下的三分量感应测井的响应特征,从Maxwell电磁方程组出发,利用交错网格有限差分法推导三维频域电磁响应的差分计算格式。针对水平地层和倾斜地层等复杂模型中的三分量感应测井响应进行数值计算,总结发现三维感应测井工具对复杂地层具有很强的探测能力,且纵向磁场分量比水平磁场分量具有更高的纵向分辨率,对于地层变化更加敏感。正演模拟及分析结果可为三分量感应测井仪器参数的优化设计、资料处理等工作提供重要的理论基础及参考依据。     

多分量感应测井响应的交错网格有限差分法模拟

从电磁响应方程出发,应用交错网格有限差分法推导了三维各向异性地层多分量感应测井响应的差分计算格式,并利用所形成的算法考察了多种环境条件下多分量感应测井的响应规律。计算结果表明,多分量感应测井各磁场分量不仅与地层水平电阻率和垂直电阻率有关,还与仪器方位角、井斜角、井眼轴与地层走向的相对位置有关。根据仪器方位角与井斜角间的关系和各测量量,可反演出地层水平电阻率和垂直电阻率,进而改善电性各向异性储层的含油饱和度评价。计算结果表明该算法是准确可靠的。     

多分量感应测井响应的交错网格有限差分法模拟

从电磁响应方程出发，应用交错网格有限差分法推导了三维各向异性地层多分量感应测井响应的差分计算格式，并利用所形成的算法考察了多种环境条件下多分量感应测井的响应规律。计算结果表明，多分量感应测井各磁场分量不仅与地层水平电阻率和垂直电阻率有关，还与仪器方位角、井斜角、井眼轴与地层走向的桕对位置有关。根据仪器方位角与井斜角间的关系和各测量量，可反演出地层水平电阻率和垂直电阻率，进而改善电性各向异性储层的含油饱和度评价。计算结果表明该算法是准确可靠的。     

利用积分方程计算阵列感应测井响应

利用积分方程计算了阵列感应测井仪器各子阵列在轴对称二维地层中的响应，计算中将纵向成层原状地层作为背景地层，从而将计算区域限制在井眼和侵入带内。与数值模式匹配法和有限元素法将全部地层作为求解区域相比，未知量范围和计算量均大大减小，计算精度亦可相应提高。采用改进型逐次逼近解法（MSAM）计算了积分方程，该方法所需内存量小，且可适用于高电导率对比度地层。采用递推算法计算纵向成层背景地层中Green函数及其对空间坐标积分的待定系数，从而大大加快了计算速度。数值算例的结果说明了利用积分方程计算阵列感应测井响应的有效性。     

利用积分方程计算阵列感应测井响应

利用积分方程计算了阵列感应测井仪器各子阵列在轴对称二维地层中的响应,计算中将纵向成层原状地层作为背景地层,从而将计算区域限制在井眼和侵入带内。与数值模式匹配法和有限元素法将全部地层作为求解区域相比,未知量范围和计算量均大大减小,计算精度亦可相应提高。采用改进型逐次逼近解法(MSAM)计算了积分方程,该方法所需内存量小,且可适用于高电导率对比度地层。采用递推算法计算纵向成层背景地层中Green函数及其对空间坐标积分的待定系数,从而大大加快了计算速度。数值算例的结果说明了利用积分方程计算阵列感应测井响应的有效性。     

阵列感应测井技术发展状况综述

主要介绍了国内外阵列感应测井技术的发展状况,包括斯伦贝谢测井公司的阵列感应测井AIT,贝克-阿特拉斯测井公司的阵列感应测井仪HDIL,哈里伯顿测井公司的阵列感应测井仪HRI.国内主要是中国石油集团测井有限公司的阵列感应成像测井仪器MIT.     

阵列感应测井仪刻度方法研究

正确的刻度是阵列感应测井仪测量的关键。在阵列感应测井仪刻度理论的基础上,在半空间刻度环境下,理论计算并且分析了阵列感应的视电导率,通过与实际测量对比,进而得到刻度环境的大地电导率。利用大地电导率可以得到更加精确的线圈系误差。     

VD-MOS高频感应加热装置的研究

以功率MOSFET为开关元件,采用多管并联方式研制出高频感应加热电源。该电源逆变控制采用了锁相技术,利用锁相技术使功率MOSFET实现零电流开关,并使逆变器的工作频率跟踪系统因有谐振频率。使得该电源始终能运行在负载功率因数为1的状态。     

用柱状成层各向异性介质的并矢Green函数模拟多分量感应测井仪器的响应

采用递推方法得到柱状成层各向异性介质(横向各向同性)中并矢Green函数的解析表达式。该表达式可用于模拟柱状成层各向异性地层中任意点源(包括电流源和磁流源)的响应,地层数目可以任意,源点和场点的位置可以在任意地层中。利用上述表达式模拟含金属心轴和绝缘保护层多分量感应测井仪器在有井眼和侵入带各向异性地层中的响应。为提高模拟精度,考虑各分量线圈系的具体形状。将金属心轴作为一层介质处理,既可以考虑其电导率有限,也可以考虑其电导率为无穷大的情况。数值模拟结果表明,共面线圈系具有与共轴线圈系完全不同的响应特性。共面线圈系的响应特性更为复杂,对钻井液电导率、侵入带电导率、地层电导率、地层各向异性的变化更为敏感,且在很多情况下其响应会随这些参数的变化出现符号改变。此外,由于共面线圈系的同一响应可对应各向同性地层或各向异性地层的不同电导率,从而使得对测量数据的解释处理变得复杂。     

阵列感应测井五参数反演方法

针对钻井液侵入过程中储层径向电阻率可能存在的高侵、低侵、低阻环等非线性变化特征,提出五参数地层模型。基于几何因子理论,采用阻尼最小二乘法,利用阵列感应测井资料对地层参数进行反演,并重构储层径向电阻率剖面。结果表明:五参数模型能很好地表征不同侵入特征的储层电阻率分布形态;基于0.6 m分辨率阵列感应测井曲线进行反演,在层厚大于0.5 m的砂泥岩储层中,可较好地重构储层电阻率剖面,获取原状地层电阻率;反演算法稳定可靠,能对实际测井资料进行连续快速处理,为储层流体识别提供依据。     

高分辨率阵列感应测井倾角影响校正研究

倾角影响校正是大斜度井和高倾角地层中应用阵列感应测井数据正确解释的前提。针对高分辨率阵列感应测井(HDIL),研究斜井解析几何因子与数值几何因子响应特性,比较分析两种几何因子的优缺点,建立解析体积几何因子和数值电荷几何因子相结合的信号处理倾角影响校正新方法,推导出设计体积滤波器和电荷滤波器的基本方程及约束条件。计算机仿真表明,基于新方法设计的滤波器和算法在倾角小于75°范围内可以有效消除测井数据中的倾角影响。     

水平井各向异性地层双感应测井响应数值模拟

地层电阻率是影响油气评价的重要参数,水平井中常利用感应测井确定地层电阻率,由于水平井与直井测量环境有较大差异,响应方式势必与直井不同。基于三维数值模式匹配法模拟了水平井各向异性地层双感应的测井响应,分析了地层各向异性系数、围岩层厚、地层界面距离、泥浆侵入、不同地层对比度以及围岩和各向异性对各双感应测井响应的影响。模拟结果表明:目的层高阻时,水平井中双感应受围岩影响较大,低阻时受围岩影响较小;当目的层较薄时,围岩影响要大于各向异性影响;水平井中双感应幅度差主要受围岩影响,各向异性较小时,其幅度差可忽略。     

阵列侧向测井响应的计算及其特征

用稳流场的有限元数值方法，对于包含井眼，侵入带，围岩和目的层的地层模型，计算了阵列侧向具有不同探测深度的视电阻率的径向侵入特性，井眼效应和层厚影响，给出了阵列侧向的伪几何因子曲线，结合仪器常数的计算讨论了该仪器的测井响应特征，将计算结果与双侧向测井响应进行了对比，结果表明，阵列侧向测井能够同时给出6个不同探测深度的响应值，具有纵向分辨率高，径向探测信息丰富等优点，尤其适用于薄层测井和测量井周围非均匀地层的性质，是1种新型的，有效的测井手段。     

基于嵌入式架构的阵列感应成像测井仪调试台架设计

介绍了阵列感应成像测井仪调试台架的设计。根据阵列感应测井仪的结构特点,将仪器调试分为线圈、线圈系和整机三个层级,并从元件级设计了各调试子系统。该调试系统采用主从式结构,主机和前端机通过以太网互联。基于嵌入式技术的前端机通过扩展总线控制线圈、线圈系和整机调试子系统。扩展总线在硬件实现上借鉴了PC104的自堆叠结构,使前端机和各调试功能板形成积木式组合,也使系统具有良好的可靠性和可扩展性。该系统已成功应用于阵列感应成像测井仪的产业化过程,并为新型线圈及线圈系设计提供了良好的测试平台。     

感应测井仪器响应特性与地层关系研究

通过对感应测井仪器响应函数和视电阻率对地层参数的相对偏导数曲线的考察，本文提出一种考察感应测井仪器响应特性的新方法，发现测井仪器的响应特性不仅与仪器自身结构有关，而且与所测量的地层性质有关，对于仪器设计和地层纵向边界位置的确定提供了理论依据，该方法也可以推广应用到其它电磁感应测井仪器。     

垂直三分量磁场发生器

用三组相同的亥姆霍兹线圈按照设计的构造图,做出三个垂直方向上磁场强度已知的三分量磁场发生器。通入线圈的电流是采用精度较高的可变恒流源,以减少温度等外界因素引起的误差。把恒流源接入三组线圈中,通过调节恒流源中的电阻,改变恒流源产生的电流的大小,从而控制了产生的三分量磁场的强度。     

随钻感应电阻率方位响应特性研究

文章针对引进的随钻感应电阻率测井仪，由于该仪器所具有的偏心结构特性，使其具有方位探测功能，此项功能生产厂家并未开发，通过室内实验和现场试验所取得的数据，证明了该仪器的方位响应特性，对现场应用有一定的指导作用。