基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法

本发明涉及石油勘探开发领域，属于电测井方法范畴，具体的说是涉及一种基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法。

背景技术：

1、油基泥浆高阻地层是目前深层油气勘探开发面临的重要问题。电磁波电阻率测井方法不仅能够应用于油基泥浆井眼环境中，且能够满足多频测量的需求。目前，常规感应和阵列感应仪器设计可以有效应用于中低阻地层中，但对高阻地层的敏感性差，因此需探究电磁波电阻率测井方法在高阻地层中的可行性。同时，油基泥浆因配比不同造成井眼电阻率未知等情况，则进行井眼校正是测井资料处理中不可缺少的一环，校正效果的好坏关系到储层识别的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法。

2、本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

3、基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法，包括如下步骤：

4、s1.建立高阻地层电磁波电阻率测井方法；

5、s2.基于高阻地层中不同含井眼柱状成层地层模型开发磁偶极子源电磁场伪解析快速算法；

6、s3.模拟分析由于井眼的存在而导致的地层电阻率异常的问题；

7、s4.高阻地层条件下不同井眼因素参数的选择，确定了井眼校正数据库中包含的数据范围；

8、s5.对泥浆电阻率、井径、偏心率、相对介电常数等井眼影响因素进行正演模拟与分析；

9、s6.详述在高阻地层中不同影响因素其响应结果的变化规律；

10、s7.将模拟结果得到的数据组合并建立井眼校正数据库，形成基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法。

11、步骤s1中，电磁波电阻率测井方法的频率，线圈结构和信号定义为：

12、电磁波电阻率测井主要通过测量地层中电磁波信号的速度和衰减来表征地层电阻率信息，其中还考虑到了复介电常数的影响，介电常数即为原外加电场与最终介质电场的比值，是描述介质在外电场下的极化能力的物理量，与频率的大小相关，频率较高时，介电常数贡献加大，油、水层的介电常数差异明显，对划分油水储层十分有利；

13、借鉴随钻电磁波测井方法的线圈结构，将以单个发射线圈和两个接收线圈的仪器展开，假设发射线圈到接收器的距离要大于井眼直径，对于大多数的情况而言，只有折射波在接收线圈处的贡献最大，例如，如果井眼电阻率rb远小于地层电阻率rt，则反射波和直达波比折射波受到的衰减更大，在这种情况下，折射波平行于井眼轴传播；另一方面，如果是rb>>rt，则井眼内的波长会远大于井眼直径；由此，我们可以得出直达波和反射波的衰减明显大于折射波的结论；

14、井眼校正与井眼外参数无关，这意味着侵入层和薄层的校正可以独立于井眼校正进行；因此，在之后的井眼校正中不考虑侵入和薄层的影响；其次还要注意井眼对于接收线圈相位的影响与发射线圈到接收线圈之间的间距无关，但要保证发射线圈到接收线圈的间距大于井眼的直径。

15、步骤s2中，基于高阻地层中不同含井眼柱状成层地层模型开发磁偶极子源电磁场伪解析快速算法的步骤，具体为：

16、步骤s21、电磁场伪解析解快速计算方法

17、对于位于(ρt,0,0)处的磁偶极子，在介质中的场在柱坐标系下z分量场展开为：

18、

19、步骤s22、通过匹配边界条件导出狭义的反射/透射系数的表达式，即：

20、

21、

22、

23、

24、公式(2)中，表示两层之间的狭义反射系数，表示两层之间的狭义透射系数；

25、经过对狭义反射/透射系数的扩展及讨论，得到柱状成层介质中驻波和外向波经广义反射/透射求解后的表达式，即：

26、

27、

28、步骤s5中，高阻地层条件下不同井眼因素参数的选择具体为：

29、井眼泥浆电导率rm、井径a、仪器偏心率ecc以及相对介电常数εr，根据地层的实际情况：(1)考虑泥浆是由不同油水配比得到，则可认为井眼泥浆电阻率的范围是从淡水泥浆到完全不导电的纯油泥浆，即rm＝1ω·m-100000ω·m；(2)井径的取值范围是a＝0.05m-0.22m；(3)考虑仪器的钻杆尺寸与钻铤尺寸，仪器不存在完全偏离井轴中心的情况，即偏心率的选择为ecc＝0-0.8，其中ecc＝ρecc/a，ρecc为偏心的距离；(4)考虑地层和泥浆的介电常数范围，将相对介电常数的取值范围选择为εr＝1-20；针对上述参数及其取值范围，采用含井眼模型电磁波测井快速正演算法计算不同影响因素图版及建立井眼校正数据库。

30、步骤s7中，建立井眼校正数据库步骤为：

31、步骤s71、先计算各种地层和井眼条件下的相位差和幅度比；

32、步骤s72、根据均匀地层介质中的相位差、幅度比和地层电阻率的关系，把实际测量得到的响应结果转换成视电阻率。

33、有益效果：本发明实施中系统开展了针对于高阻地层油基泥浆的电磁波测井方法及井眼校正方法的研究，针对不同的探测模式，借鉴感应测井和随钻电磁波测井的信号处理方式，计算了不同地层和井眼条件的电磁波电阻率测井响应，形成了井眼校正图版及井眼校正数据库，提出了一种高阻地层电磁波电阻率测井方法，建立了一种针对高阻地层油基泥浆的井眼环境校正方法，为深层油气、页岩油气高阻储层的石油勘探开发提供理论基础及技术参考。

技术特征：

1.基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法，其特征在于，所述步骤s2中，基于高阻地层中不同含井眼柱状成层地层模型开发磁偶极子源电磁场伪解析快速算法的步骤，具体为：

3.根据权利要求1所述的基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法，其特征在于，所述步骤s5中，高阻地层条件下井眼影响因素参数的选择，具体为：

4.根据权利要求1所述的基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法，其特征在于，所述步骤s7中，建立井眼校正数据库步骤为：

技术总结
本发明建公开了基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法，其包括步骤：s1.建立高阻地层电磁波电阻率测井方法；s2.基于高阻地层中不同含井眼柱状成层地层模型开发磁偶极子源电磁场伪解析快速算法；s3.模拟分析由于井眼的存在而导致的地层电阻率异常的问题；s4.高阻地层条件下不同井眼因素参数的选择，确定了井眼校正数据库中包含的数据范围；s5.对泥浆电阻率、井径、偏心率、相对介电常数等井眼影响因素进行正演模拟与分析；s6.详述了在高阻地层中不同影响因素其响应结果的变化规律；s7.将模拟结果得到的数据组合并建立井眼校正数据库，形成基于高频电磁波电阻率测井的高阻地层井眼校正方法。

技术研发人员：王琳婧,邓少贵,冯世博,孙维江,杜宇,裴培,蔡联云
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14