阵列侧向仪器介绍
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EALT阵列侧向电阻率测井井场处理软件算法
第４ ０卷 第４期 ２ ０ １ ６年８月 （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ４ １ ３ ３ ８ ２ ０ １ ６ ０ ４ ０ ４ ３ ２ ０ ７ － － － 测 井 技 术
ＷＥ Ｌ Ｌ Ｌ Ｏ Ｇ Ｇ Ｉ ＮＧ Ｔ Ｅ ＣＨＮＯ Ｌ Ｏ ＧＹ
Ｖ ｏ ｌ ． ４ ０ Ｎ ｏ ． ４ Ａ ｕ ２ ０ １ ６ ｇ
Ｅ Ａ Ｌ Ｔ Ａ ｒ ｒ ａ Ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｌ Ｌ ｏ ｉ ｎ Ｗ ｅ ｌ ｌ Ｓ ｉ ｔ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ Ａ ｌ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｙ ｇ ｇ ｇ ｇ ｇ
１ ２ ３ ３ ２４ ， ＭＡ ，Ｚ ，Ｚ Ｘ Ｉ ＡＯ Ｄ ｏ ｎ Ｂ ａ ｏ ｈ ｕ ａ Ｈ ｕ ａ ｎ ｂ ｏ ＨＡＮＧ Ｑ ｕ ａ ｎ ｗ ｅ ｎ ＨＡＮＧ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ， ＭＡＯ ｇ ｑ ｇ ，
Ｅ Ａ Ｌ Ｔ 阵列侧向电阻率测井 井场处理软件算法
４ 肖东１， 毛保华２， 马欢波３， 张全文３， 张中庆２，
（ 中海石油深圳分公司勘探部 ，广东 深圳 ５ 杭州迅美科技有限公司 ，浙江 杭州 ３ １． １ ８ ０ ６ ７； ２． １ ０ ０ １ ２； ） 中海油服油田技术研究院 ，河北 燕郊 ０ 浙江大学 ，浙江 杭州 ３ ３． ６ ５ ２ ０ １； ４． １ ０ ０ １ ２ 摘要 ：研发了一套适用于 Ｅ 可快速消 除 井 眼 环 境 对 仪 器 测 量 响 Ａ Ｌ Ｔ 阵列侧向电阻率测井仪的井场资料处理软件 ， 应的影响 ， 还可实时反演获得测量点的偏心距 、 侵入深度 、 侵入带电阻率和地层 电 阻 率 。 引 入 的 侵 入 深 度 与 曲 线 分 避 免 了 迭 代 过 程 陷 入 局 部 最 优 解 的 困 扰 。Ｏ 离程度的定量关系式提供了更加准确的模型初始值 选 择 方 案 ， ｋ ａ ｈ ｏ ｌ ａ － 采用数据库 拟 合 技 术 可 有 效 解 决 反 演 结 果 在 层 界 面 处 的 跳 变 现 象 ， 且单点处理时间仅需 ｍ ａ模型验证结果表明 ， 。 南海某井的应用结果显示 ， 泥岩段不同探测深度的 视 电 阻 率 曲 线 校 正 后 基 本 重 合 ， 渗透层恢复了浅探测模 ０ ． ２ｓ 式的薄层分辨能力 ， 表明自适应井眼校正可有效消除井眼环境对仪器测量响应的影响 ； 一维 反 演 的 侵 入 特 性 与 Ｇ Ｒ 曲线具有很好的一致性 ， 反演的地层电阻率较视电阻率 曲 线 有 ２ 为计算地层含水饱和度提供了更加准 ０％ 的 提 升 ， 确的电阻率信息 。 关键词 ：阵列侧向测井 ；模型初始值 ；数据库拟合 ；自适应井眼校正 ；一维反演 ；地层电阻率 中图分类号 ： Ｐ ６ ３ １ ． ８ ３ 文献标识码 ：Ａ ： ／ Ｄ ｏ ｉ １ ０． １ ６ ４ ８ ９ １ ３ ３ ８． ２ ０ １ ６． ０ ４． ０ ０ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ － ｊ
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Ｖ ｏ ｌ ． ４ ０ Ｎ ｏ ． ４ Ａ ｕ ２ ０ １ ６ ｇ
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１ ２ ３ ３ ２４ ， ＭＡ ，Ｚ ，Ｚ Ｘ Ｉ ＡＯ Ｄ ｏ ｎ Ｂ ａ ｏ ｈ ｕ ａ Ｈ ｕ ａ ｎ ｂ ｏ ＨＡＮＧ Ｑ ｕ ａ ｎ ｗ ｅ ｎ ＨＡＮＧ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ， ＭＡＯ ｇ ｑ ｇ ，
Ｅ Ａ Ｌ Ｔ 阵列侧向电阻率测井 井场处理软件算法
４ 肖东１， 毛保华２， 马欢波３， 张全文３， 张中庆２，
（ 中海石油深圳分公司勘探部 ，广东 深圳 ５ 杭州迅美科技有限公司 ，浙江 杭州 ３ １． １ ８ ０ ６ ７； ２． １ ０ ０ １ ２； ） 中海油服油田技术研究院 ，河北 燕郊 ０ 浙江大学 ，浙江 杭州 ３ ３． ６ ５ ２ ０ １； ４． １ ０ ０ １ ２ 摘要 ：研发了一套适用于 Ｅ 可快速消 除 井 眼 环 境 对 仪 器 测 量 响 Ａ Ｌ Ｔ 阵列侧向电阻率测井仪的井场资料处理软件 ， 应的影响 ， 还可实时反演获得测量点的偏心距 、 侵入深度 、 侵入带电阻率和地层 电 阻 率 。 引 入 的 侵 入 深 度 与 曲 线 分 避 免 了 迭 代 过 程 陷 入 局 部 最 优 解 的 困 扰 。Ｏ 离程度的定量关系式提供了更加准确的模型初始值 选 择 方 案 ， ｋ ａ ｈ ｏ ｌ ａ － 采用数据库 拟 合 技 术 可 有 效 解 决 反 演 结 果 在 层 界 面 处 的 跳 变 现 象 ， 且单点处理时间仅需 ｍ ａ模型验证结果表明 ， 。 南海某井的应用结果显示 ， 泥岩段不同探测深度的 视 电 阻 率 曲 线 校 正 后 基 本 重 合 ， 渗透层恢复了浅探测模 ０ ． ２ｓ 式的薄层分辨能力 ， 表明自适应井眼校正可有效消除井眼环境对仪器测量响应的影响 ； 一维 反 演 的 侵 入 特 性 与 Ｇ Ｒ 曲线具有很好的一致性 ， 反演的地层电阻率较视电阻率 曲 线 有 ２ 为计算地层含水饱和度提供了更加准 ０％ 的 提 升 ， 确的电阻率信息 。 关键词 ：阵列侧向测井 ；模型初始值 ；数据库拟合 ；自适应井眼校正 ；一维反演 ；地层电阻率 中图分类号 ： Ｐ ６ ３ １ ． ８ ３ 文献标识码 ：Ａ ： ／ Ｄ ｏ ｉ １ ０． １ ６ ４ ８ ９ １ ３ ３ ８． ２ ０ １ ６． ０ ４． ０ ０ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ － ｊ
侧向测井与方位阵列测井仪
侧向测井与方位阵列测井仪作者：姜黎明来源：《石油知识》 2016年第6期姜黎明在油气资源领域，测井被誉为地质家的“眼镜”，帮助地质家回答油气勘探开发中的6个基本问题，即：地下是否有油气？有多少油气？是否可开采？能开采多久？开采效率如何？下一口井应该布在哪里？测井的应用贯穿油气勘探开发的全过程，成为石油工程技术服务的主干技术之一。
针对岩石的电、声、放射性、光等物理特性，发展了一项又一项测井技术，主要包括自然电位、自然伽马、感应、侧向、声波、密度、中子等常规测井技术系列。
随着勘探开发的逐步深入，面对页岩、致密砂岩、碳酸盐岩等复杂储层，阵列感应、阵列侧向、微电阻成像、超声成像、多极子阵列声波、核磁共振等成像测井技术系列成为主导。
国外代表性公司有斯伦贝谢的MAXIS-500成像测井系统、贝克休斯的ECLIPS-5700成像测井系统、哈里伯顿的EXCELL-2000成像测井系统。
国内有中国石油测井的EILOG快速成像测井系统。
什么是侧向测井在上述诸多测井方法中，电法测井是确定地质参数的重要手段之一。
电法测井主要有感应、侧向两大类，本文重点介绍一下侧向测井的发展历程。
在高矿化度泥浆和高阻地层的井中，由普通电极系供电电极流出的电流，几乎全部在井内、低阻围岩中流动，很少流入目的层。
为了减小泥浆的分流作用和低阻围岩的影响，提出了侧向测井。
侧向测井又叫聚焦式电法测井。
它的电极系中除了主电极之外，上下各有一个屏蔽电极，从主电极和屏蔽电极流出同极性电流。
由于电流极性相同，它们之间有相互排斥作用，主电极流出的电流被“挤压”成近似垂直于井壁的盘状流入地层。
这就大大降低了井筒和低阻围岩对视电阻率测量的影响。
侧向测井有起初的三侧向、七侧向发展为目前的双侧向、阵列侧向、方位阵列侧向。
方位阵列测井仪器研制成功从20世纪90年代开始，感应测井仪器有了重大进展，推出了阵列感应测井仪器，这促进了侧向测井仪器的进步和更新。
国内外投入了大量的人力物力进行研发。
阵列侧向测井仪器的正演响应分析
维普资讯
２０ 年 １ ０８ 月 第２ ３卷第 ｌ 期
西安石油大学学报（ 自然科学版） Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｎＳ ｉ ｕＵｎｖｒｔ（ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ １ ｏｒａ ｏ ｈｙ ｉ ｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ Ｘａ ｏ ｅｉ ｅ ｔｎ
极 Ｍ１Ｍ２从 主 电极 向两 侧 电极依 次 称 为 Ａ 、 、 、 ． ０ Ａ１ Ａ 、 、 ４和 Ａ ， ２Ａ３Ａ ５ 每个 电极均 向外 发 出具 有一 定 聚 焦 能力 的电流 ． １ 出 了电极 系结构 的上半部 分 ． 图 给
度要求高 ， 因此 Ｈ Ｌ Ｄ Ｌ测量不稳定， 一致性差 ． 斯伦 贝谢提出了基本电极具有聚焦能力的阵列侧 向测井 仪器， 提供 ５ ６ 至 条不同探测深度 曲线 ． 无侵地层响 应、 伪几何因子、 井眼影响等分析表明该仪器分层能 力强， 不同探测深度曲线分辨率近似匹配 ， 探测深度
主 电流 Ｊ ｏ流 出 ， 返 回 到 电 极 Ａ１Ａ１） （ 、
（ ２ ）Ａ （ ３ ）Ａ （ ４ ）Ａ （ ５ ）测量Ｍ１ Ａ ，、 ３ Ａ ，、 ４ Ａ ，、 ５ Ａ ， （ 与 Ｍ２ Ｍ２） Ｍ１） （ 之间的电位差 ． 由于主电极没有
根据有限元原理 ， 把求解电位 函数的定解问题 等价地化为泛函极值问题［５ 对阵列侧 向测井 ， ３］ －． 要
响． 结果表 明 ， 阵列侧 向测 井的不 同探 测 深度 曲线分 辨 率 匹配 、 厚 和测 量模 式 不 同， 数 不 同． 层 读 侵
入 半 径 变化 影响 明显 ， 浅探 测 深度 曲线外 ， 余 曲线的侵入 影响特 性接 近 ． 除 其 高侵 时 ， 量读数会乱 测 序 ． 同的 井眼 、 不 围岩 、 侵入 和地层 参数 时侧 向测 井的仪 器 常数不 同 ， 将影 响测 井响 应读数 ．
２０ 年 １ ０８ 月 第２ ３卷第 ｌ 期
西安石油大学学报（ 自然科学版） Ｊｕｎｌ ｆ ｉ ｎＳ ｉ ｕＵｎｖｒｔ（ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄ ｉ １ ｏｒａ ｏ ｈｙ ｉ ｓｙ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ Ｘａ ｏ ｅｉ ｅ ｔｎ
极 Ｍ１Ｍ２从 主 电极 向两 侧 电极依 次 称 为 Ａ 、 、 、 ． ０ Ａ１ Ａ 、 、 ４和 Ａ ， ２Ａ３Ａ ５ 每个 电极均 向外 发 出具 有一 定 聚 焦 能力 的电流 ． １ 出 了电极 系结构 的上半部 分 ． 图 给
度要求高 ， 因此 Ｈ Ｌ Ｄ Ｌ测量不稳定， 一致性差 ． 斯伦 贝谢提出了基本电极具有聚焦能力的阵列侧 向测井 仪器， 提供 ５ ６ 至 条不同探测深度 曲线 ． 无侵地层响 应、 伪几何因子、 井眼影响等分析表明该仪器分层能 力强， 不同探测深度曲线分辨率近似匹配 ， 探测深度
主 电流 Ｊ ｏ流 出 ， 返 回 到 电 极 Ａ１Ａ１） （ 、
（ ２ ）Ａ （ ３ ）Ａ （ ４ ）Ａ （ ５ ）测量Ｍ１ Ａ ，、 ３ Ａ ，、 ４ Ａ ，、 ５ Ａ ， （ 与 Ｍ２ Ｍ２） Ｍ１） （ 之间的电位差 ． 由于主电极没有
根据有限元原理 ， 把求解电位 函数的定解问题 等价地化为泛函极值问题［５ 对阵列侧 向测井 ， ３］ －． 要
响． 结果表 明 ， 阵列侧 向测 井的不 同探 测 深度 曲线分 辨 率 匹配 、 厚 和测 量模 式 不 同， 数 不 同． 层 读 侵
入 半 径 变化 影响 明显 ， 浅探 测 深度 曲线外 ， 余 曲线的侵入 影响特 性接 近 ． 除 其 高侵 时 ， 量读数会乱 测 序 ． 同的 井眼 、 不 围岩 、 侵入 和地层 参数 时侧 向测 井的仪 器 常数不 同 ， 将影 响测 井响 应读数 ．
XX项目测井、射孔方案优化设计
XX项目测井、射孔优化方案设计一、装备选型：选用中国石油测井有限公司自主研发的EILog05成套测井装备。
EILog快速-成像测井成套装备由综合化地面仪器、高速数据传输仪器、集成化常规测井仪器、系列化成像测井仪器及套管井测井仪器、特种仪器和工具组成。
能完成裸眼井测井、套管井测井、工程测井，以及射孔和取心等作业。
集成化快速组合测井仪具有稳定性好、纵向分辨率高、探测深度大等特点。
组合测井能力强，测井效率高，一次下井取得全部常规测井资料，测井作业时效平均提高50% 以上。
二、测井服务系列优化方案：（一）裸眼测井系列1、常规测井：包括四岩性、多电阻率、三孔隙度测井、工程测井和三参数测井。
2、优化项目介绍：1）岩性密度PE：通过岩性密度测井得到的PE曲线，可精细划分岩性。
不同岩石的PE值不同，存在明显差别，而且PE受孔隙度的影响小，所以根据PE值可更加准确的划分岩性。
2）阵列感应测井(MIT)：提供3 种纵向分辨率（30cm、60cm、120cm）、5 种径向探测深度（25cm、50cm、75cm、150cm、225cm）共计15条的地层电阻率曲线。
可有效地描述地层剖面的电阻率特征，提供地层视电阻率、地层含水/含油饱和度的二维剖面成像图，能够分析薄层和层内非均质性，直观清晰地描述泥浆侵入特征，判断油水层性质。
他甚至可以在录井和全烃无显示，井眼垮塌，孔隙度曲线失真的情况下，准确识别油层，避免油层漏失。
与常规双感应八侧向测井相比，它的优势在于：纵向分辨率高，分辨率统一，能精细描述侵入剖面，直接识别流体性质，准确确定地层真电阻率。
该项测井技术成熟，目前在大庆、吉林、长庆、华北、青海、吐哈等油田已投产120多支，累计测井6000多口，已成为发现、识别油气层的利器。
3）三孔隙度测井：测井取全、取准三孔隙度测井资料对贵公司油田勘探开发是十分必要的。
由于三孔隙度测井采用了不同的工作原理，在不同的岩性地层有着不同的响应，但在确定地层孔隙方面有着密切的相关性，在计算岩性地层孔隙度及渗透率方面有着比其它测井资料更直接更准确的优势，能更直观的判定储集层的含油性、可动油气和可动水。
一种高分辨率阵列侧向测井仪设计
参考 文献 ：
【］ １ ＡＤＩ 司． Ｓ — Ｓ ０ ｉｅＳ ＡＲ ｒ ｃ ｓｏ ａｄ ｒ 公 ＡＤ Ｐ Ｔ ２ １ ｇ ｒ Ｈ Ｃ ｐ ｏ ｅｓ ｒ ｒ ｗａｅ Ｔ ｈ
ｒｆ ｅｃ ［ ．０ ４ ｅｅ ｎ ｅＭ］２ ０ ． ｒ ［］ Ａ ２ ＤＩ 公 ． ＡＤ Ｐ Ｔ ２ Ｔ ｇ ｒ Ｈ Ｒ ｐ ｏ ｅ ｓｒ Ｓ — Ｓ ０ ｉｅＳ Ａ Ｃ ｒ ｃ ｓｏ １ ｐｏ ｒｍｍｉｇｒｆｒｎ ｅＭ］２ ０ ． ｒｇａ ｎ ｅｅ ｃ［ ．０ ４ ｅ ［】ＡＮ ＯＧ ＤＥ Ｉ Ｅ ，Ｉ ．ＡＤ ＰＴ ２ ＴｇｒＨＡ Ｃ ３ ＡＬ Ｖ Ｃ Ｓ ＮＣ Ｓ — Ｓ ０ ｉ Ｓ Ｒ １ ｅ ｐｏ ｅｓｒ ｏ ｔｏｄｒ ｅ ｅ ｏ ｅａ ｏ Ｅ２ ０Ｍ］２ ０ ． ｒｃｓｏ ｏ ａ ｅ ｋｒ ｌ ｐ ｒｔ ｎＥ 一０ ［ ． ０ ３ ｂ ｌ ｎ ｉ ［］ ＡＮＡ Ｏ Ｄ ＶＩ Ｅ ， １ ． Ｖｓ ａ Ｓ ＋ ４５ ｓｒ ４ Ｌ Ｇ Ｅ Ｃ Ｓ ＮＣ ｉ ｌ ｕ Ｄ Ｐ ＋ ． ｕｅ ｍａｕ ｌ ． ０ ５ ｎ ａ［ ２ ０ ． Ｍ］
的 。 该 电极 系 结 构 在 理 论上 保 证 了高 分 辨 率 的要
（ 上接 第３ 页 ） ６
级 联 的方 式简 化 了硬 件 电路 ，同时 更加 町靠 并提 供 了强人 的数据 吞 吐能 力 ，非 常适 合通 信 、声 呐 、雷
达 等方 面 应用 。多 片 Ｔ ｇｒ Ｈ Ｃ系 统 能发挥 该 系 ｉｅＳ ＡＲ
足 够 的信 息确 定地 层 真 电阻 率 Ｒ ，此外 ，深侧 向测 ｔ
￣Ｉ ＝ ｎ ｔ － ． ｐ ｏ 鲁
～
Ｒｒ＝ ｐ ＝ Ｋ Ａ Ｖ
一
（ ５）
』。
量 受 高 阻 层 影 响 较 大 ，特 别 是 在 测 井 仪 接 近 套 管
【］ １ ＡＤＩ 司． Ｓ — Ｓ ０ ｉｅＳ ＡＲ ｒ ｃ ｓｏ ａｄ ｒ 公 ＡＤ Ｐ Ｔ ２ １ ｇ ｒ Ｈ Ｃ ｐ ｏ ｅｓ ｒ ｒ ｗａｅ Ｔ ｈ
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的 。 该 电极 系 结 构 在 理 论上 保 证 了高 分 辨 率 的要
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级 联 的方 式简 化 了硬 件 电路 ，同时 更加 町靠 并提 供 了强人 的数据 吞 吐能 力 ，非 常适 合通 信 、声 呐 、雷
达 等方 面 应用 。多 片 Ｔ ｇｒ Ｈ Ｃ系 统 能发挥 该 系 ｉｅＳ ＡＲ
足 够 的信 息确 定地 层 真 电阻 率 Ｒ ，此外 ，深侧 向测 ｔ
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量 受 高 阻 层 影 响 较 大 ，特 别 是 在 测 井 仪 接 近 套 管
阵列方位侧向测井仪器的数值模拟研究
全取代 了三侧 向测井 。双侧 向测井是 地层 电阻率 剖面 的主要测 井方法 之一 ，但其 分层能 力不 高 ，一般 为 ０ ６ ． ｍ，且 只能提 供 ２ 电阻率 曲线 ，不能提 供丰 富信息详 细揭 示侵入 剖 面 。为 了 准确描 述侵 入特 ． ～Ｏ ８ 条 性和进行 薄层 电阻率评 价 ，２ Ｏ世 纪 ９ 年 代 国外 许多公 司陆 续开展 了 阵列侧 向测 井 的Ｌ Ｌ和斯伦 贝谢 的 ＨＲ Ａ 为代表 ，这 ２ 仪器 都能提 供多 条不 同探 测 深度 而分 辨率 基本 Ｌ 种
相 同 的曲线 ，为反 演提供 匹配 的数 据 。在 此基 础 上 ，西 安石 油 仪 器 厂研 制 了阵列 方 位 侧 向测井 仪 卅］ 器 ，该仪器 除能提 供多条 不 同探 测深 度而分辨 率基本 相 同的 曲线 外 ，还 具有 区分不 同方位地 层 电阻率的 特性 。为此 ，笔者利 用 ＡＮＳ Ｓ软件对该 仪器 进行数 值模拟 ，以期 为改进 该仪 器 的设 计提供参 考 。 Ｙ
阵 列 方 位 侧 向测 井 仪 器 的数 值 模 拟 研 究
到 明礼 （ １ 浙江师范 大学工学院， 浙江 金 ３２０） 华 １０ ４ 杨 铧 （ 中国石油大 （ 学 北京）地球物理 与信息工 程学院， 北京１２ ９ ２ ） ０ ４
［ 要］ 应用 ＡＮ ＹＳ软 件 ，在 三 维地 层 模 型 下 对 阵 列 方 位 侧 向测 井仪 器 进 行 有 限 元 数 值 模 拟 。 计 算 了仪 摘 Ｓ 器 的某 一 方 位 视 电 阻 率响 应 、 伪 几 何 因子 及 井 眼校 正 曲线 。 通 过 对 模 拟 结 果 分 析 ，发 现 该 仪 器 除 了 具 有 区分 同一 深度 地 层 不 同方 位 视 电阻 率 变 化 的特 性 以外 ，还 有 一 个 重 要 特 性 ， 即 阵 列 方 位 侧 向测 井仪 器 与 普 通 三 侧 向测 井仪 器 在 不 同直 径 井 眼校 正 曲 线 的相 对 位 置 刚 好 相 反 。 ［ 键 词 ］ 阵 列 方位 侧 向测 井 ；三 侧 向测 井 ；ＡＮ ＹＳ 数值 模 拟 关 Ｓ ； ［ 中图 分 类 号 ］Ｐ ３ ． ６ １８ ［ 文献 标 识 码 ］ Ａ ［ 章 编 号 ］ １ ７ —１ ０ （０ ０ ２ ０ ５— ５ 文 ６ ３ ４ ９ ２ １ ）０ 一Ｎ ４ ０
相 同 的曲线 ，为反 演提供 匹配 的数 据 。在 此基 础 上 ，西 安石 油 仪 器 厂研 制 了阵列 方 位 侧 向测井 仪 卅］ 器 ，该仪器 除能提 供多条 不 同探 测深 度而分辨 率基本 相 同的 曲线 外 ，还 具有 区分不 同方位地 层 电阻率的 特性 。为此 ，笔者利 用 ＡＮＳ Ｓ软件对该 仪器 进行数 值模拟 ，以期 为改进 该仪 器 的设 计提供参 考 。 Ｙ
阵 列 方 位 侧 向测 井 仪 器 的数 值 模 拟 研 究
到 明礼 （ １ 浙江师范 大学工学院， 浙江 金 ３２０） 华 １０ ４ 杨 铧 （ 中国石油大 （ 学 北京）地球物理 与信息工 程学院， 北京１２ ９ ２ ） ０ ４
［ 要］ 应用 ＡＮ ＹＳ软 件 ，在 三 维地 层 模 型 下 对 阵 列 方 位 侧 向测 井仪 器 进 行 有 限 元 数 值 模 拟 。 计 算 了仪 摘 Ｓ 器 的某 一 方 位 视 电 阻 率响 应 、 伪 几 何 因子 及 井 眼校 正 曲线 。 通 过 对 模 拟 结 果 分 析 ，发 现 该 仪 器 除 了 具 有 区分 同一 深度 地 层 不 同方 位 视 电阻 率 变 化 的特 性 以外 ，还 有 一 个 重 要 特 性 ， 即 阵 列 方 位 侧 向测 井仪 器 与 普 通 三 侧 向测 井仪 器 在 不 同直 径 井 眼校 正 曲 线 的相 对 位 置 刚 好 相 反 。 ［ 键 词 ］ 阵 列 方位 侧 向测 井 ；三 侧 向测 井 ；ＡＮ ＹＳ 数值 模 拟 关 Ｓ ； ［ 中图 分 类 号 ］Ｐ ３ ． ６ １８ ［ 文献 标 识 码 ］ Ａ ［ 章 编 号 ］ １ ７ —１ ０ （０ ０ ２ ０ ５— ５ 文 ６ ３ ４ ９ ２ １ ）０ 一Ｎ ４ ０
第二章 第二节阵列感应成像测井仪AIT
6ft分辨率，曲线符号AS10、AS20、 AS30、 AS60、 AS90 6ft分辨率 曲线符号AS10、AS20、 AS30、 AS60、 分辨率，
现在的AIT有三种垂向分辨率：1ft、2ft、4ft,它们的探测深度 现在的AIT有三种垂向分辨率：1ft、2ft、4ft,它们的探测深度
仍然是10in 20in、30in、60in、90in。 仍然是10in、20in、30in、60in、90in。 10in、 Atlas:1ft垂向分辨率是设计在光滑井眼中使用、2ft分辨率曲线组 Atlas:1ft垂向分辨率是设计在光滑井眼中使用、2ft分辨率曲线组 垂向分辨率是设计在光滑井眼中使用 孔洞效应不甚敏感、4ft或6ft垂向分辨率曲线组对孔洞效应 垂向分辨率曲线组对孔洞效应极不 对孔洞效应不甚敏感、4ft或6ft垂向分辨率曲线组对孔洞效应极不 敏感。 敏感。
1990年，阿特拉斯研制出了向量双感应测井仪，测量R分量和X分 年 阿特拉斯研制出了向量双感应测井仪，测量 分量 分量和 分 研制出了向量双感应测井仪 地面进行反褶积 采用了10、 、 反褶积， 工作频率改变探测半 量，地面进行反褶积，采用了 、20、30khz工作频率改变探测半 工作频率改变 同时扩大了电阻率测量的动态范围。 电阻率测量的动态范围 径，同时扩大了电阻率测量的动态范围。
90年代，斯伦貝谢研制出了阵列感应测井仪（AIT)。采用几种工作 年代，斯伦貝谢研制出了阵列感应测井仪（ 年代 。采用几 频率来控制探测深度 采用阵列线圈测量R分量 同时提取X分量 探测深度， 分量， 分量, 频率来控制探测深度，采用阵列线圈测量 分量，同时提取 分量 获得几组具有相同纵向分辨率， 探测深度不同的电阻率曲线 几组具有相同纵向分辨率 的电阻率曲线。 获得几组具有相同纵向分辨率，但探测深度不同的电阻率曲线。可 得到一幅径向含水饱和度的垂直剖面，并能看到侵入带的全貌。 径向含水饱和度的垂直剖面 得到一幅径向含水饱和度的垂直剖面，并能看到侵入带的全貌。
基于复杂洞穴模型的阵列侧向测井正演响应研究
中图分类号：ＴＥ６３１．８４ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１４１０１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００２－４３３６．２０１９．０４．０１１
０ 前 言
随着测井技术的发展，新型测井仪器诸如电成 像等的应用在很大程度上提高了洞穴型储层解释的 精度，但由于它们探测的空间范围有限，对于规模较 大，复杂的 溶 洞，微 电 阻 率 测 井 很 难 得 到 完 整 的 图 像。此种情况下，阵列侧向测井是在双侧向测井基 础上发展而来的测井新技术，可以提供 ５条丰富的 电阻率曲线，且探测范围较大，电流聚焦效果强，因 此更加适合于洞穴型地层的评价。前人对洞穴性储 层进行了一定的研究，Ａｇｕｉｌｅｒａ等［１３］提出适用于基 质和不连通的孔洞及基质和连通的孔洞组合的精确 公式，次年又提出了不同的三孔隙模型—即基质、裂 缝与不连通孔洞的组合；潘保芝等［４］对 Ａｇｕｉｌｅｒａ的 ３个模型进行了说明和推导；卢春利等［５］对洞穴性 储层进行了三维双侧向测井响应的数值研究，运用 了三维有限元的方法对洞穴型地层中井眼，基岩石 电阻率，洞穴半径，洞穴内流体电阻率的变化，洞穴 的径向和纵向深度的影响进行分析；王钧等［６］通 过井震结合的地震多属性融合缝洞体系综合预测方 法较好地实现碳酸盐岩储层缝洞体系的有效预测；
蒋云箭［７］利 用 声 波 和 自 然 伽 马 交 会 识 别 裂 缝—孔 洞型流体性质的方法，并建立了裂缝—孔洞型储层 流体识别图版。基于前人研究发现，目前对于洞穴 型阵列侧向测井响应研究较少，且对于椭球形洞穴 的正演研究更是少见。本文利用三维有限元技术， 研究了洞穴内流体电阻率，洞穴中心与仪器中心的 纵向距离，椭球形洞穴的扁平程度和与井眼位置的 几何关系对阵列侧向测井的响应特征，以期为洞穴 型储层的定性识别和定量计算提供理论基础。
摘 要：碳酸盐岩、火成岩等复杂油气藏是油气勘探的重要目标，洞穴型储层作为其重要的储集空 间类型，洞穴的识别和预测相当重要。利用三维有限元数值模拟方法研究了洞穴内流体电阻率， 洞穴中心与仪器中心的纵向距离，洞穴的扁平程度，钻穿程度和椭球形洞穴长轴与井轴夹角的变 化的仪器响应特征，以及对洞穴型储层的定性识别和定量计算提供理论基础。研究表明：仪器响 应随着洞穴内流体电阻率增大而增大；仪器响应随着仪器中心与洞穴中心的纵向距离的减小而减 小，越接近洞穴中心受到洞穴的影响越大；随着洞穴的扁平性增大，仪器响应的变化程度也越大， 对洞穴的识别能力减弱；随着椭球形洞穴钻穿程度的增大，仪器对洞穴的识别能力也增强，钻穿程 度在 ２０％以下，对阵列侧向测井仪器响应影响程度较大；仪器中心轴与椭球形洞穴长轴夹角在 １０（°）～６０（°）之间时对仪器响应的影响较大，且随夹角的增大仪器响应也增大。 关键词：洞穴型储层；椭球形；阵列侧向测井；有限元正演
０ 前 言
随着测井技术的发展，新型测井仪器诸如电成 像等的应用在很大程度上提高了洞穴型储层解释的 精度，但由于它们探测的空间范围有限，对于规模较 大，复杂的 溶 洞，微 电 阻 率 测 井 很 难 得 到 完 整 的 图 像。此种情况下，阵列侧向测井是在双侧向测井基 础上发展而来的测井新技术，可以提供 ５条丰富的 电阻率曲线，且探测范围较大，电流聚焦效果强，因 此更加适合于洞穴型地层的评价。前人对洞穴性储 层进行了一定的研究，Ａｇｕｉｌｅｒａ等［１３］提出适用于基 质和不连通的孔洞及基质和连通的孔洞组合的精确 公式，次年又提出了不同的三孔隙模型—即基质、裂 缝与不连通孔洞的组合；潘保芝等［４］对 Ａｇｕｉｌｅｒａ的 ３个模型进行了说明和推导；卢春利等［５］对洞穴性 储层进行了三维双侧向测井响应的数值研究，运用 了三维有限元的方法对洞穴型地层中井眼，基岩石 电阻率，洞穴半径，洞穴内流体电阻率的变化，洞穴 的径向和纵向深度的影响进行分析；王钧等［６］通 过井震结合的地震多属性融合缝洞体系综合预测方 法较好地实现碳酸盐岩储层缝洞体系的有效预测；
蒋云箭［７］利 用 声 波 和 自 然 伽 马 交 会 识 别 裂 缝—孔 洞型流体性质的方法，并建立了裂缝—孔洞型储层 流体识别图版。基于前人研究发现，目前对于洞穴 型阵列侧向测井响应研究较少，且对于椭球形洞穴 的正演研究更是少见。本文利用三维有限元技术， 研究了洞穴内流体电阻率，洞穴中心与仪器中心的 纵向距离，椭球形洞穴的扁平程度和与井眼位置的 几何关系对阵列侧向测井的响应特征，以期为洞穴 型储层的定性识别和定量计算提供理论基础。
摘 要：碳酸盐岩、火成岩等复杂油气藏是油气勘探的重要目标，洞穴型储层作为其重要的储集空 间类型，洞穴的识别和预测相当重要。利用三维有限元数值模拟方法研究了洞穴内流体电阻率， 洞穴中心与仪器中心的纵向距离，洞穴的扁平程度，钻穿程度和椭球形洞穴长轴与井轴夹角的变 化的仪器响应特征，以及对洞穴型储层的定性识别和定量计算提供理论基础。研究表明：仪器响 应随着洞穴内流体电阻率增大而增大；仪器响应随着仪器中心与洞穴中心的纵向距离的减小而减 小，越接近洞穴中心受到洞穴的影响越大；随着洞穴的扁平性增大，仪器响应的变化程度也越大， 对洞穴的识别能力减弱；随着椭球形洞穴钻穿程度的增大，仪器对洞穴的识别能力也增强，钻穿程 度在 ２０％以下，对阵列侧向测井仪器响应影响程度较大；仪器中心轴与椭球形洞穴长轴夹角在 １０（°）～６０（°）之间时对仪器响应的影响较大，且随夹角的增大仪器响应也增大。 关键词：洞穴型储层；椭球形；阵列侧向测井；有限元正演
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提纲
一 概述 二 三 仪器用途及特点
仪器技术指标 四 仪器结构及工作原理
五
测井试验效果
二、仪器用途及特点 仪器用途： 测量导电泥浆地层电阻率 定量评价薄层 评价地层侵入特征 计算饱和度 识别油水界面
二、仪器用途及特点 仪器特点： 围岩影响小，纵向分辨率高，可清晰分辨0.3m薄 层，层位显示明确 RAL0模式可反演计算泥浆电阻率 五条不同探测深度曲线RAL1-RAL5 可准确判断径 向侵入性质 1维反演可得到较准确的地层真电阻率Rt和侵入带 信息 所有电流返回到仪器本身，没有格罗宁根等N电极 电位影响 深探测受井眼影响小，井眼校正曲线规律
一维快速反演
井眼校正与1维快速反演软件
五、测井试验效果
苏XX井 HAL－1维快速反演 Rt Rxo Di提供现场决策
五、测井试验效果
试验表明，阵列侧向仪器测井曲线质量高，重 复性、一致性好，纵向分辨率高，曲线形态合理， 五条曲线能够较好地反映地层侵入变化，且对比关 系良好，符合变化规律，反应地层侵入变化清楚。 标志着阵列侧向仪器性能良好，具备推广应用条 件，填补了我国阵列侧向测井技术装备空白。
五、测井试验效果
雁X-X3井重复性对比
仪器一致性
在马XX1井中 ，HAL仪器全井段 RAL0、RAL2－ RAL5 5条曲线一 致性对比较好，对 应曲线几乎完全重 合，误差在1％以 内；在1490－1505 米段为煤层扩径， 由于RAL1探测深 度最浅受井眼影响 最大，两次曲线一 致性偏差15％。除 此段外，RAL1和 其余5条曲线一样 ，吻合较好。
马491井吉林 黑-XX8井
与斯伦贝谢HRAL对比
五、测井试验效果
苏40井
与斯伦贝谢HRAL对比
RAL1RAL5与 SLB阵 列侧向 测量值 吻合较 好，在 井径规 则层段 相对误 差在5% 以内。
五、测井试验效果
苏XX井
油气解释
五、测井试验效果
苏XX井：显示油气的渗透层，HAL五条曲线分离明显，电阻率显示 明显油气特征
HAL阵列侧向测井仪介绍
中国石油集团测井有限公司
2011年3月
提纲
一 概述 二 三 仪器用途及特点
仪器技术指标 四 仪器结构及工作原理
五
测井试验效果
一、概述
阵列侧向是继双侧向后发展的新的测井方法， HAL阵列侧向测井仪器是一种新型多探测深度的阵 列化侧向仪器，该仪器是为识别和评价复杂油气 藏而设计研发。主要用于定量描述薄层和地层侵 入特性、测量地层电阻率，反演地层侵入参数和 真电阻率，求取地层含油饱和度。
五、测井试验效果
兴XX1井
N电极影响对比
五、测井试验效果
在存在低阻或高 阻厚围岩的层段 ，采用井下N电 极的双侧向出现 相应的负差异或 正差异现象，不 利于测井解释， HAL阵列侧向没 有N电极影响， 五条曲线重合。
兴XX2井
N电极影响对比
五、测井试验效果
由于N电极的 原因，双侧 向在套管下 部地层测井 曲线无渗透 致密岩层出 现差异；阵 列侧向没有N 电极影响， 五条曲线重 合。
一、概述
该方法通过增加屏蔽电极个数来实现六种不同探测
深度的测量，能够探测从泥浆、侵入带到地层深部电阻
率变化，清晰描述侵入特性。其中RAL0曲线可以反演泥
浆电阻率，能够进行有效井眼校正，五条曲线能够较好
地反映地层侵入变化，能够反演地层真电阻率。较高的
纵向分辨率可以对薄层进行有效的评价，单一的环境影 响因素特性可以进行有效井眼校正和反演处理，从而能 够更有效的求取饱和度数值。
阵列侧向所测井为单测，仪器串为三参数-遥测（05）伽
马-阵列侧向HAL;6英寸及以下井眼时未加扶正器，其它加橡 胶扶正器。 现可与声波和阵列感应组合测井。
仪器重复性
以兴XX1井为例：
取井段3965-4000m进行重 复性误差计算，该井段平 均重复性相对误差： RAL0为0.8%， RAL1为3.1%， RAL2 为4.2%， RAL3为4.6%， RAL4为4.6%， RAL5为4.9%。 从计算结果看，6条曲线 重复误差均小于5%，达 到仪器设计指标。
A5′
单 测 结 构 图
A6′
四、仪器结构及工作原理
HAL阵列侧向测井方法
阵列侧向仪器电极系采用多个电极排列，通过改变屏蔽电极和回路电极的位置来同时 实现不同探测深度的测量，共用六种频率进行测量。
阵列侧向6种探测模式
提纲
一 概述 二 三 仪器用途及特点
仪器技术指标 四 仪器结构及工作原理
五
测井试验效果
测量精度：
± 5% 1～2000Ω m ±10% 2000～5000Ω m ±20% 0.2 ～1Ω m , 5000～40000Ω m
30cm
纵向分辨率：
探测深度：
组合
25cm 32cm 39cm 48cm 64cm （140cm）
阵列声波、阵列感应
提纲
一 概述 二 三 仪器用途及特点
HAL 电流返回仪器本身，消除格罗宁根等N电极电位影响
庆阳标准井
与5700双侧向高阻对比
五、测井试验效果
5700双侧 向在1490 －1520米 煤层高阻 厚层边缘 Rs出现畸 变，HAL 阵列侧向 5条曲线 正常 吐哈 马-XX1井
Rs 出 现 畸变
Rs 出 现 畸变
与5700HDIL对比
五、测井试验效果
五、测井试验效果
煤层段 扩径造 成RAL1 一致性 差异
马-XX1井
仪器纵向分层能力
五、测井试验效果
兴801井薄层分辨与高分辨率双侧向一致
仪器纵向分层能力
五、测井试验效果
兴XX2井薄互层分辨能力优于高分辨率双侧向
渗透层曲线关系
五、测井试验效果
兴XX1井渗透层曲线五条曲线分离与双侧向一致
渗透层曲线关系
提纲
一 预备知识及概述 二 三 仪器用途及特点
仪器技术指标 四 仪器结构及工作原理
五
测井试验效果
三、仪器技术指标
主要技术指标
最高温度： 155 ℃ （ 175 ℃ ）
最大压力：
数据传输： 仪器外径： 仪器长度： 井眼范围 测井速度： 测量范围：
120 MPa（ 140 MPa ）
100 kbps（DTB）/430 kbps（CAN） 90 mm 7.2 m (13.2 m) 6in.(150 mm)—16in. (400mm) 1000 m/h 0.2～40000 m
比
仪器重复性
吐哈雁X-X3 井：
取井段15701650m进行重复 性误差计算，该 井段平均重复性 相对误差： RAL0为2.24%， RAL1为1.0%， RAL2 为0.93%， RAL3为0.95%， RAL4为0.95%， RAL5为1.34%。 从计算结果看， 6条曲线重复误 差均小于5%
试验情况简介
五、测井试验效果
仪器所测13口井地层电阻率范围从0.5到几万欧姆米，泥浆 电阻率从0.05欧姆米到十几欧姆米。 兴XX1、XX2井，冀中凹陷廊固凹陷断裂砾岩潜山构造带 ，淡水泥浆，XX1直井，XX2井斜24度；井眼6英寸。
雁X－X3井，边水层状构造背斜型块状底水油藏，盐水泥
浆，泥浆电阻率0.05Ω.m,砂泥岩夹白色石膏层。
五、测井试验效果
苏XX井 渗透层显示明显侵入特性
与HRDL 深侧向对比
在无侵中阻厚层，阵列侧向与 双侧向包括高分辨率双侧向数 值一致，平均相对误差在5% 以内。 说明：由于每种仪器所受 井眼、围岩等因素影响程度不 同，视电阻率数值对比须选用 无侵厚层、井径在8in.左右且 井眼规则的井段进行对比。 Rt/Rm〈十几倍以下，高分 辨率双侧向低阻地层段视电阻 率明显偏高，阵列侧向数值正 常。
仪器技术指标 四 仪器结构及工作原理
五
测井试验效果
HAL阵列侧向
遥测 三参数 自然电位
四、仪器结构及工作原理
A6 A5
自然伽马 补中 补偿密度 （岩性密度） 微球
A4
A3
A2
井径、微电极
A1
A0
7.2m
双 侧 向
阵 列 侧 向
数字声波 A6′ 数字声波
组 合 测 井 结 构 图
A1′
A2′
A3′
A4′