陣列感應(yīng)測(cè)井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r綜述

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1、陣列感應(yīng)測(cè)井技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r綜述劉春雅1,程旭2(1.陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西西安710300;2.西安科技大學(xué),陜西西安710054)摘要:主要介紹了國內(nèi)外陣列感應(yīng)測(cè)井技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,包括斯倫貝謝測(cè)井公司的陣列感應(yīng)測(cè)井AIT,貝克-阿特拉斯測(cè)井公司的陣列感應(yīng)測(cè)井儀HDIL,哈里伯頓測(cè)井公司的陣列感應(yīng)測(cè)井儀HRI。國內(nèi)主要是中國石油集團(tuán)測(cè)井有限公司的陣列感應(yīng)成像測(cè)井儀器MIT。關(guān)鍵詞:陣列感應(yīng)測(cè)井;發(fā)展?fàn)顩r;綜述中圖分類號(hào):TE151在石油測(cè)井中,地層電阻率測(cè)量是測(cè)井解釋評(píng)價(jià)油氣儲(chǔ)藏的主要依據(jù),感應(yīng)測(cè)井是重要的電阻率測(cè)量方法。隨著石

2、油勘探的進(jìn)一步深入,對(duì)測(cè)井的要求也越來越高,要求能進(jìn)行精細(xì)測(cè)量,以便分析復(fù)雜的侵入地層。傳統(tǒng)的雙感應(yīng)測(cè)井只提供兩條一維的測(cè)量信號(hào),不能有效地消除二維的井眼、侵入、圍巖等環(huán)境影響和趨膚效應(yīng)影響,以至無法得到真實(shí)的地層電阻率。20世紀(jì)90年代,國外出現(xiàn)了新的感應(yīng)測(cè)井方法-陣列感應(yīng)測(cè)井。它改變了傳統(tǒng)感應(yīng)測(cè)井在井下線圈系復(fù)雜聚焦,地面簡單處理的思想,采用井下線圈系簡單聚焦,地面計(jì)算機(jī)軟件復(fù)雜處理的方法。在井下布置多個(gè)三線圈系,有多個(gè)工作頻率,將采集到的各陣列信號(hào)數(shù)字化后經(jīng)電纜傳送到地面,由地面功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)合成等各種處理,提供用戶所

3、需的各種曲線。由于井下探頭采集了豐富的二維地層信息,軟件可有效地消除二維的井眼、侵入、圍巖等環(huán)境影響和趨膚效應(yīng)影響,從而進(jìn)行復(fù)雜的侵入分析和提供真實(shí)的地層電阻率,提高精細(xì)勘探的能力。它還可以提供比傳統(tǒng)雙感應(yīng)測(cè)井更多的信息,得到不同探測(cè)深度的多條曲線。響應(yīng)函數(shù)的徑向和縱向特性用最優(yōu)化技術(shù)分別達(dá)到最優(yōu)。可以達(dá)到6FF40感應(yīng)儀器的測(cè)量效果。實(shí)際上,徑向特性和縱向特性分別達(dá)到最優(yōu)是有問題的,它們的二維特性并不一定最優(yōu)。1989年,MPI公司開始研究一種新型的陣列感應(yīng)測(cè)井儀器XHR,該儀器有一個(gè)發(fā)射和兩個(gè)接收線圈,發(fā)射線圈發(fā)射寬脈沖信號(hào),每個(gè)

4、接收線圈的接收信號(hào)傳送到地面,通過解Maxwell方程進(jìn)行地層電導(dǎo)率反演。這是一種大功率脈沖感應(yīng)測(cè)井,與常規(guī)感應(yīng)測(cè)井不一樣。1990年,Schlumberger公司公布了其陣列感應(yīng)測(cè)井方面的研究成果,并推出商用的AIT-B型儀器,該儀器由一個(gè)發(fā)射線圈和八個(gè)接收子陣列組成,每個(gè)接收線圈系包含一個(gè)主接收線圈和一個(gè)屏蔽接收線圈,與主發(fā)射線圈構(gòu)成一個(gè)三線圈系子陣列。以3種頻率(26.325、52.65、105.3kHz)工作,根據(jù)主線圈間距的大小來選擇子陣列的工作頻率。儀器同時(shí)測(cè)量實(shí)部分量和虛部分量,利用軟件聚焦得到3種縱向分辨率(1、2和4

5、ft)、五種徑向探測(cè)深度(10、20、30、60、90in.)的合成曲線。由于AIT提供了大量的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),有可能進(jìn)行徑向電阻率剖面成像;定義了新的侵入分析參數(shù);與孔隙度測(cè)井相結(jié)合,可進(jìn)行二維的含水飽和度成像。1992年,開始1國外陣列感應(yīng)測(cè)井技術(shù)的發(fā)展感應(yīng)測(cè)井儀器經(jīng)歷了單感應(yīng),雙感應(yīng),相量感應(yīng),陣列感應(yīng)測(cè)井儀器等幾個(gè)發(fā)展階段。陣列感應(yīng)測(cè)井是在電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的基礎(chǔ)上推出的一代新型的成像測(cè)井方法。20世紀(jì)80年代,BPB公司提出了陣列感應(yīng)測(cè)井(AIS)理論和方法,采用一個(gè)發(fā)射線圈和4個(gè)單側(cè)布置的接收線圈組成,主接收線圈間距來

6、源于傳統(tǒng)雙感應(yīng)測(cè)井線圈系間距,采用單頻率,所有接收信商業(yè)應(yīng)用。由于實(shí)際測(cè)井中經(jīng)常遇到測(cè)井不勻速、遇卡和儀器組合長等問題,1995年,推出了井場(chǎng)使用最優(yōu)的陣列感應(yīng)測(cè)井儀器AIT-H。該儀器仍保留5種探測(cè)深度的3組分辨率曲線;接收線圈系布應(yīng)采用六線圈系或八線圈系,發(fā)射頻率為20kHz。國內(nèi)勝利油田測(cè)井公司于上世紀(jì)90年代中期參考Halliburton公司的高分辨率感應(yīng)測(cè)井儀器HRI,在國內(nèi)首先研制高分辨率感應(yīng)測(cè)井儀器,于2002年,研究完成并開始投入商用。頻率為20kHz,提供深、中探測(cè)兩條電阻率曲線,具有較高的縱向分辨率。中國石油集團(tuán)測(cè)

7、井有限公司生產(chǎn)陣列感應(yīng)成像測(cè)井儀器(MIT),與西方陣列感應(yīng)測(cè)井儀器類似,采用單個(gè)發(fā)射線圈和多個(gè)接收線圈組合,利用軟件聚焦方法得到不同分辨率(0.3、0.6和1.2m)和不同探測(cè)深度(5種探測(cè)深度:0.25、0.50、0.75、1.50和2.25m)的電阻率曲線。AIT的適用范圍在非常咸的泥漿井、大井眼及高地層電阻率對(duì)比度井仍用側(cè)向測(cè)井比較合適。1996年,BakerAtlas公司推出新型的陣列感應(yīng)測(cè)井儀器HDIL,HDIL是數(shù)字化、全譜感應(yīng)測(cè)井儀器。其線圈系陣列由七個(gè)單側(cè)布置的三線圈系子陣列組成;主接收線圈間距從6in.至94in.

8、,按對(duì)數(shù)等間隔布置;所有子陣列同時(shí)接收包含八個(gè)頻率(10、30、50、70、90、110、130和150kHz)的時(shí)間序列波形,波形數(shù)字化后送到地面,地面用付立葉變換將波形分解為實(shí)部和虛部信號(hào),總共得到112個(gè)信號(hào);現(xiàn)場(chǎng)