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 .     

水平井随钻电磁波电阻率数值模拟

随钻电磁波电阻率随着钻井技术进步市场和份额逐渐增加,由于水平井测量环境与直井存在较大差别,仪器受到影响因素也与直井不同,明确水平井中随钻电磁波电阻率的测井响应规律有助于水平井测井资料解释。依据电磁波电阻率测量原理,根据Chew理论,推导了TI介质中电磁场的波场分解,进而建立三维空间电磁波电阻率数值模拟正演方法。模拟了不同工作频率、不同相对井斜角、不同围岩电阻率以及地层界面情况下电磁波电阻率的测井响应规律。结果表明:幅度比和相位差随着地层电阻率的增大而减小,表现出与地层电阻率呈单调递减的函数关系;相位差对地层电阻率的敏感程度明显优于幅度比,适用的地层范围更大;井斜角越大,地层界面上下地层电阻率对比度越高,越容易在层界面附近产生"极化角",有助于识别地层界面;相同工作频率,围岩对幅度衰减电阻率的影响要大于相位差电阻率的影响;相同测量方式,围岩对低频工作模式的影响要大于对高频工作模式的影响;随井斜角的增大,幅度衰减电阻率与相位电阻率出现分离;工作频率越高,不同源距的电阻率值分离程度大。     

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。     

氘-氘和氘-氚随钻中子孔隙度测井探测特性对比

为考察在随钻中子孔隙度测井中用氘-氘(D-D)脉冲源替代氘氚(D-T)源的可行性,利用蒙特卡罗模拟方法,对比分析使用两种脉冲源时测井仪器的热中子空间分布、零源距区域、地层孔隙度灵敏度以及探测深度等探测特性.研究结果表明,D-D与D-T源相比,虽然在水平或大斜度井段对地层界面的分辨能力稍低一点,但是两者的零源距区的上限值、近源距和探测深度都大致相等,且D-D源对地层孔隙度的灵敏度更高、使用时更安全,在随钻脉冲中子孔隙度测井中可以得到更好的使用.     

薄互层页岩油核磁共振测井响应特征——以准噶尔盆地二叠系风城组为例

为明确核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)测井仪纵向分辨率对薄互层陆相页岩响应特征的影响,以准噶尔盆地二叠系风城组3组薄互层接触面全直径岩心为研究对象,通过设计不同岩心取样方式,模拟核磁共振仪器不同纵向分辨对薄互层的核磁共振测量。研究核磁共振仪器纵向分辨率在不同薄互层厚度情况下横向弛豫时间T₂谱的响应特征的差异,明确核磁共振仪器纵向分辨率对T₂谱形态、核磁孔隙度、核磁T₂特征截止值及几何平均值的影响。结果表明：当薄互层物性差别较大且仪器纵向分辨率较低时,T₂谱形态不能准确反映真实储层特征,进行核磁测井资料解释需要考虑分辨率的影响;核磁孔隙度受仪器纵向分辨率影响较小,是薄互层探测区域的线性平均值;T₂特征截止值和几何均值会受到较大影响,会造成核磁有效孔隙度、可动流体饱和度和核磁渗透率偏小。研究结果对薄互层型页岩储层核磁共振测井评价具有重要指导意义,为核磁共振测井在页岩薄互层储层性质评价提供了参考依据。     

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。     

套管井中补偿密度测井响应特性的Monte Carlo数值模拟

为了研究常规密度测井在套管井中的测井响应特性,应用Monte Carlo方法,从光子与物质相互作用的机理出发,利用Schlumberger公司的TLD仪器,计算得到了不同套管条件下光子通量的能量谱、光子通量与源距和地层电子密度的关系、长源距计数与短源距计数的交会图以及套管或水泥环厚度对长、短源距计数的影响等.计算结果表明,当套管和水泥环厚度小于4.4 cm时,常规的TLD密度测井仪器在套管井中对地层密度的变化反应仍然灵敏.也就是说,在套管井中,密度测井仪器能够测量地层的密度;可以用双源距裸眼井密度测井的补偿原理来处理套管井密度测井的数据.但在套管井密度测井中,当套管厚度大于一定值后,仪器将难以正确识别地层的岩性.     

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。     

硼中子寿命测井的研究及应用

硼中子寿命测井是在中子寿命测井改进中发展起来的一种适应低矿化度地层的动态监测新技术。它是向地层中注入高俘获截面的硼酸,使中子寿命测井也适用于低矿化度地区。该技术通过暂时改变井筒附近地层水的性质,采用“测—注—测”工艺获取地层剩余油信息,直观解释产层的油水比例关系。根据硼中子寿命测井资料实施措施的通61-更40井和河68-24井取得了明显的增油效果。在油田开发进入中后期后,新区产能又接替不上的情况下,加快硼中子寿命测井的探索和推广应用,挖掘潜力油层,具有重要的现实意义。     

中子输运理论在中子测井数值模拟中的应用及校正图版制作

讨论了中子输运理论在中子测井数值模拟中的应用，用国际通用的核数据库和中子输运离散纵标程序ＤＯＴ４．２对不同岩性、几何尺寸和地质环境条件（如岩层化度等）的模型井进行了响应曲线的数值模拟计算，从而实现了中子测井的正演计算，同时根据计算结果制作了不同测井环境条件下的理论校正图版，结果令人满意，研究结果测井工作有一定的参考价值。     

弱面地层斜井井壁稳定性分析

建立了弱面地层数学模型,分析了斜井井壁岩石应力状态,推导出了井壁岩石最大主应力与低强度地层（弱面地层）法向夹角的计算公式,建立了用于大倾角地层钻井液密度安全下限的力学模型,详细分析了倾斜地层的倾角和走向对井壁稳定性的影响。研究结果表明,弱面地层的存在易使井壁失稳。对斜井来说,地层走向、地层倾角、井斜方位和井斜角不同,其井壁稳定性也不同。将打直井改为斜井,可以提高井壁的稳定性,也有利于安全钻进     

四川盆地双鱼石区块深井钻井井斜规律研究

针对双鱼石区块井斜控制问题,考虑钻头与地层互作用、地层倾角、井斜角、地层各向异性指数、地层自然造斜力、钻头侧向力,综合建立了钻头侧向力模型,根据不同影响因素探讨了井斜变化规律,通过实钻资料验证了模型的正确性。结果表明,与常规钻井方式相比,空气钻井条件下地层自然造斜力增加,且增加幅度较大。随着地层倾角增加,地层自然造斜力增加。随着井斜角的增大,钻头综合侧向力减小,在空气钻井中和常规泥浆钻井中,钻头综合侧向力均存在零值平衡点。随着地层各向异性指数的增加,地层自然造斜能力增大导致井斜角增大。结合理论研究,通过钻具组合优化、钻井参数优选提出井斜控制措施,将该区块深层易斜地层井斜角降低至0.50°～1.15°,机械钻速提高了40%～85%。研究结果可为超深层井斜规律的研究和高效控制提供重要的参考和指导。     

斜直井段套管-水泥环组合系统受力特性分析

为分析斜直井条件下套管-水泥环-地层组合系统的受力特性,将地层主应力通过坐标变换转换到井眼轴线与垂直于井眼轴线平面所确定的坐标系上,将变换后的应力张量进行分解,得到3个新的应力张量,以3个新应力张量为边界条件建立相应的线性方程组,并计算地层主应力3种条件下斜直井中系统各接触表面的应力分布,对比不同井斜角条件下的应力分布规律。结果表明:地层3个主应力大小关系不同时得到的斜直井下套管-水泥环界面的径向接触应力随井斜角的变化规律不同,在某些地层下水平井的套管抗外挤能力大于同等条件下直井的套管抗外挤能力,而在另一些地层下直井的套管抗外挤能力大于同等条件下水平井的套管抗外挤能力。     

机械式静态双层推靠自动垂直钻具设计

为满足小尺寸垂直钻探的作业要求,设计一种外径127 mm、具有双层推靠活塞的机械式静态自动垂直钻井工具。该垂直钻具不含独立的电子和液压系统,仅依靠偏重块在重力作用下自动偏向井眼低边的物理特性,带动环阀转动进而改变钻井液流道的开闭,使钻井液在钻具内部和环空中形成压差,驱动双层分布的8个活塞以相应的组合方式推向井眼高边,实现自动纠斜,维持井眼垂直。该钻具采用全新的环阀设计,避免常规盘阀较大的摩擦阻力,提高纠偏的灵敏度和精度,其推靠活塞为独特的双层分布,纠斜时有3个不同层的推靠活塞同时推出,可在较小的钻头压降下获得较大的推靠力和纠斜力矩,纠斜能力显著提升,而且不同层推出的3个推靠活塞形成稳定的三角结构,有效提升钻具的稳定性和可靠性。在钻具结构设计的基础上,对钻具偏心机构、推出机构的力学性能进行分析,并研究角接触球轴承的摩擦阻力对钻具纠斜行为的影响。结果表明:该自动垂直钻具的推靠合力是单个推靠活塞的1+2~(1/2)倍,理论上其纠斜精度仅在井斜角降至0.154°后才会受到影响,纠斜极限井斜角可达0.059°,具有很好的纠斜能力、纠斜精度和灵敏度,而且该钻具结构设计简单,造价及维护成本较低,其机械式的控制方式不受井下温度影响,具有很好的现场应用前景。     

光栅条纹最小偏向角的研究

在光栅方程的基础上,利用矢量法和标量法证明了只有入射角与同侧某一级明条纹的衍射角相等时,该级条纹的偏向角为最小偏向角。通过实验数据计算波长,比较结果可知,实验中入射角与衍射角虽然不完全相等,但在相差不超过1°的前提下,可以认为满足最小偏向角的条件。通过对光栅条纹最小偏向角的研究,可以大幅度提高光波波长测量精度,避免了调节垂直入射这一复杂的步骤,将物理实验化繁为简,使实验结果变得更加清晰明朗。     

快速调节分光计的原理与技巧

叙述了快速调节分光计的原理与技巧，包括自准直望远镜的调节，双平面镜的放置，望远镜光轴与旋转主轴垂直，三棱镜的放置、三棱镜顶角和最小偏向角的测定等一系列调节的原理与技巧。     

各向异性油藏定向井表皮因子计算方法研究

为了研究定向井近井地带储层渗流规律对表皮因子的影响,采用坐标变换方法将渗透率各向异性介质转换为各向同性介质,建立了适应于各向异性油藏任意井眼轨迹的定向井裸眼完井表皮因子计算模型。在此基础上,应用该模型研究了由于井斜和储层污染产生的表皮因子随井斜角、方位角的变化规律。计算分析表明：在各向异性油藏中,定向井的井眼轨迹对表皮因子具有重要影响。井斜角的减小会导致井斜产生的表皮因子增加,而井斜角、方位角的减小均会导致储层污染产生的表皮因子增加。该模型适用范围广泛,能够为进一步研究定向井的产能提供依据。     

南阳凹陷边界断层三维几何学及运动学特征

新野断层位于南襄盆地南阳凹陷南部的控凹边界断裂,研究其三维几何学和运动学特征对分析南阳凹陷的形成演化至关重要。以2/3D地震、钻井及测井资料为基础,以正断层相关褶皱理论和构造复原理论为指导,深入剖析新野断层的三维几何学和运动学特征及其对凹陷形成的控制作用。根据断层平面走向,结合倾角和断距变化,将新野断层分为西、中、东3段;空间上认为,新野断层是由多个等倾角面构成的复杂曲面,通过两个垂向轴面和4个横向轴面,将新野断层断面分为11个等倾角区。根据平衡地质剖面复原结果对比,认为新野断层西段、东段形成于晚白垩世,中段形成于始新世大仓房期并逐渐与西段、东段硬连接形成一条断层;断层及其上盘地层旋转程度自西向东逐渐增强;断层反转强度自西向东亦逐渐变大。新野断层西段为"座椅式"正断层,中段由"转折式"正断层转"犁式"正断层,东段为"犁式"正断层。沿断层走向的差异沉降和断面形态差异是南阳凹陷构造特征及形成演化的重要控制因素。