大介电常数非均质地层中阵列感应测井响应特征的研究

【摘要】：在感应测井中,原状地层电导率通常是由测量信号的实部得到的,虚部信号比实部信号在数量级上小很多,人们通常把虚部信号用来做趋肤效应校正。然而,在一些泥岩层(烃源岩层)的测井响应图中会观察到较为明显的大的负的虚部信号,对于这种情况测井专家分析是由于一些特殊的岩石本身固有的性质所决定的。通过分析,这种大的负的虚部信号来源于大的介电常数效应。本文主要考查大介电常数地层对阵列感应测井仪器AIL(Array induction logging)的正演数值模拟响应影响的特征。 阵列感应测井仪器AIL是利用多个不同线圈源距的三线圈系子阵列,三个发射频率信号,结合了现代测井技术同时测量了多条不同探测深度和不同分辨率的测井曲线。因此,通过阵列感应测井响应我们能获取较为丰富的地层信息,对准确地判别地层特征及定性分析含油气情况有着重要的意义。本文主要从以下几个方面进行研究： 第一章,简述大介电常数响应存在的客观事实并简要分析了大介电常数地层产生的条件以及研究这一课题的意义所在；概述了感应测井发展的过程以及阵列感应测井仪器的工作原理；阐述本文研究的主要内容及研究的方法。 第二章,系统的研究了大介电常数均匀介质地层中阵列感应测井的基本原理；对大介电常数对阵列感应测井响应的影响进行了简单的数学分析；考查了含有大介电常数的均质地层对阵列感应测井仪器AIL的响应特征。最后,对数据结果进行综合分析得出以下结论：(1)均质地层中大的介电常数对高阻地层产生的影响较大。(2)原状地层电阻率越大,地层视电导率产生的虚部信号越向负数方向增大。(3)随着介电常数的增加,地层视电导率虚部信号越来越小,且为负值。(4)随着发射线圈工作频率的增加,低阻地层的虚部信号逐渐增加,高阻地层的虚部信号逐渐减小,且为负值。(5)随着线圈源距的增加,地层的视电导率虚部信号有所减小,其中低阻信号减小的幅度比较大；高阻的信号减小幅度较小,且均为负值。 第三章,主要研究大介电常数水平非均匀介质地层中阵列感应测井响应的正演数值模拟。应用模式匹配的算法推导出含有大介电常数的水平层状非均质地层中阵列感应测井响应的数值模拟过程,分别考查了原状地层电阻率、泥浆电阻率、发射线圈工作频率、线圈源距的变化对大介电常数非均质地层中阵列感应测井响应的影响,最终进行了综合性的分析。通过数值模拟结果可以得知：(1)在大介电常数水平层状非均质地层中,泥浆电阻率的改变对测量信号的影响不大。(2)在其它条件不变的情况下,随着原状地层电阻率的增加地层视电导率虚部有所减小。(3)增加发射线圈和接收线圈的距离,虚部信号均有所减小,并且介电常数大的地层减小的幅度相对较大些。(4)改变频率的大小对阵列感应测井响应信号的影响也非常大,当发射线圈工作频率增加时,地层视电导率虚部值有所减小,且高阻地层比低阻地层的虚部信号减小的幅度大一些。值得注意的是,高阻地层虚部信号均为负值。 通过以上研究,我们对阵列感应测井响应产生的较大的负数的虚部信号特征有了系统的了解。利用这种大介电常数响应特征我们可以获得识别烃源岩地层信息,从而为测井工作创造有利的条件。