多频感应幅相测井仪发射参数选择研究及线圈系设计

论文摘要

石油资源是世界上最重要的能源之一,而石油探测在石油开发中起着不可忽视的作用。电法测井作为三大测井方法之一,历经了七十多年的发展已经成为一个独立的学科。电法测井中的感应测井发展十分迅速,一系列感应测井仪相继研发成功。目前,世界上只有美国、俄罗斯等少数国家的测井公司有成熟的感应测井仪器及其解释资料,他们的产品价格昂贵,并且带有测井作业地域限制条款。所以研制具有自主知识产权的感应测井仪器及其解释方法具有重要意义。本课题研究的多频感应幅相测井仪（Multi-frequency Induction Amplitude and Phase Logging Tool）属于新一代数字阵列电磁波电阻率测井仪。课题来源于中国高技术研究发展计划（863）项目（编号:2006AA06Z222）并获教育部新世纪优秀人才支持计划（编号:NCET-05-0804）部分资助。它基于电磁场论和波动学理论,不测量接收信号的绝对值而改测相位差,所测定相位差与井眼周围地层的电导率直接相关。并且引入幅度比的测量,增加探测深度,这一点对于低阻地层尤其有意义。这种方法消除了传统意义上传播效应,即趋肤效应的影响,拓展了电阻率的测量范围,减少了井眼、泥浆及其它因素的影响。在径向探测深度增加的同时,不牺牲纵向分辨率,可靠地获取原状地层参数信息。感应测井仪的发射频率和源距是决定仪器的测量数据与地层参数的关联程度的主要因素。不合理的发射频率,会使仪器各频点的径向探测深度重叠,降低信息量;也会使不感兴趣的地层参数对仪器响应的影响变强,测量数据的反演变复杂。源距长的感应测井仪一般径向探测深度大而纵向分辨率低;源距短的感应测井仪径向探测深度小但纵向分辨率高。因此很难实现对地层纵向分辨率和径向探测深度的同时满足。本文通过分析测井响应与测井频率的关系,解析俄罗斯的高频感应等参数测井仪和西方测井仪器,从最优化测井效果的角度,提出了多频感应幅相测井的发射频率和源距选择原则,并模拟实际工作环境进行实验,实验结果验证了所选择发射频率和源距的正确性及可靠性,本文研究工作为后续测井仪器的设计提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 测井技术概要
• 1.2 电法测井原理及其利弊
• 1.3 相位感应测井的提出及国内外相关研究进展
• 1.4 项目背景及本论文的主要工作
• 第二章 多频感应幅相测井原理
• 2.1 简介
• 2.2 电阻率测井基本原理
• 2.3 相位差幅度比与地层电阻率的关系
• 第三章 测井仪发射频率选择研究
• 3.1 满足似稳电磁场的条件
• 3.2 考虑传播效应的影响
• 3.3 探测深度的要求
• 3.4 信噪比的要求
• 3.5 对俄罗斯测井仪VKIZ 发射频率选择分析
• 3.5.1 VIKIZ 简介
• 3.5.2 VIKIZ 的等参数条件
• 3.6 小结
• 第四章 线圈系源距选择研究
• 4.1 源距与纵向分辨率的关系
• 4.2 源距与径向探测深度的关系
• 4.3 实验结果
• 4.4 线圈系设计原则
• 第五章 仪器的优化分析
• 5.1 对VKIZ 的综合考察
• 5.1.1 VIKIZ 的技术特点
• 5.1.2 VIKIZ 的局限性
• 5.2 对西方测井仪的分析
• 5.2.1 MPR 测井仪
• 5.2.2 EWR 测井仪
• 5.3 对VIKIZ 和西方测井仪的总结
• 5.4 优化原则
• 5.5 多频感应幅相测井仪模型
• 5.6 MFIAP 的探测特性分析
• 5.7 模拟仿真实验
• 5.7.1 本文采用的测井地层模型
• 5.7.2 实验结果
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果