电阻率各向异性模拟井设计.pdfVIP

获“2013年科技论文报告会”二等奖 电阻率各向异性模拟井设计 罗曦1李爱勇1马明学1孙向阳2 (1中海油服油田技术研究院燕郊065201) (2COSL—UESTC电法测井联合实验室，四川成都610054) 摘要：国内外有条件的测井技术研发机构均致力于多分量电磁波测井仪的研发。测井仪器的研发和生产都离不开试验， 而可靠的试验环境对仪器的研发和生产均是至关重要的。由于缺少已知电各向异性参数的测试环境，设计一个电阻率各 向异性模拟井对于多分量电磁波测井仪的研发显得尤其重要。本文探讨了电阻率各向异性模拟井设计方法，给出了…种 新颖、实用的设计方案，在确保整套系统的精确可靠和易操作的前提下，最大限度降低研制和运行成本。提高试验效率。 最后，通过数值仿真和实测效果对比验证了模拟井的设计和功能。 关键词：电阻率各向异性模拟井，三维感应测井，电各向异性地层、垂直＼水平电阻率 引 言 一种新型测井仪器在投入使用之前，大都会经过理论研究、实验方法研究和样机的研制、最后才 到大批量的生产和投入使用这一流程。实验方法研究是非常关键的，既可用来验证理论的正确性、方 案的可行性，也能根据实验结果对仪器的一些参数设计提供指导，同时在仪器投产后也能提供可靠的 质检方法。 现今，国内外有条件的测井技术研发机构均致力于多分量电磁波测井仪的研发。据估计，世界上大 约30％的油气存在于宏观上呈现出电各向异性的泥质砂岩薄互层地层中…。传统感应测井仪由于只能测 量地层水平电阻率和其垂直分辨率的局限，不能对泥质砂岩薄互层作出正确的地质评估，解释中通常 遗漏掉该类地层中的油气储层。三维感应测井仪相对于传统感应测井仪主要优势就是由于其多分量探 头设计，可以同时探测薄层状砂泥岩地层的宏观垂直和水平电阻率，从而加强对储层的认识“。，减少 低估或漏掉油气层的机会。而用于传统感应测井仪器的试验井不能有效的验证分析三维感应测井仪器， 这是因为传统感应测井仪器的试验井中模拟地层的是各向同性均匀介质，无法模拟电各向异性薄层状 砂泥岩地层。所以有必要专门建设一个具备电各向异性模型地层的模拟井。国际领先的油田服务公司 已经成功的建造了能够对三维感应仪器进行试验的模拟井。贝克-N特拉斯已经成功在其试验井中验 证了他们的三维测井仪3D—Explorer对各向异性地层或薄层的敏感响应”1，斯伦贝谢也做了类似的工 作“1。由此可以见，国外油田服务公司的这些模拟井在他们研发三维感应测井仪和其他电阻率测井仪 的过程中发挥了重要的作用。另外，主要用于随钻测井领域的多分量电磁波传播测井仪削，可依靠多 分量线圈系对地层界面的灵敏性为解释地层形态和钻井地质导向提供帮助，也需要电阻率各向异性的 试验环境进行验证。 本文讨论的是一种同时配备了均匀地层和各向异性模型地层的模拟井设计方法。均匀地层可以用 来验证所有电磁波测井仪的常规响应，各向异性模型地层用于验证三维感应测井仪等具备多分量探头 仪器的各向异性探测能力。为了达到以上功能，提高电阻率各向异性模拟井的可靠性，安全性，易操 作性，并从成本和经济效益方面考虑，本文提出一些新颖的设计方案，并进行了论证。 ·S0· 获“2013年科技论文报告会”二等奖 一、电阻率各向异性模拟井总体设计 本文提供了一种j层模型地层的搭建方案(如图1)，即从上到下分别为均匀介质层、宏观电阻率 各向异性层、均匀介质层(缓冲层)，可有效地模拟上下围岩以及薄互层的宏观单轴各向异性。整个模 拟井外壳为一个玻璃钢水罐，测试时通过更换罐巾溶液电阻率来改变模型地层电阻率。 t 图1三层椟型地层设计 丰水罐径向上由内到外可分井眼层、模型地层。井眼层通过一根套管实现，材料为绝缘材料或具 有一定导电能力的复合材料，内径250mm(需人‘j：测试仪器外径)。 模型地层外径即主水罐内径，设计值越大越好，越能模拟实际地层，但直径设计过大会增力¨建造 难度和成本。实际试验巾，测试仪器在模拟井中的实测数据与依照在模拟井叶]实际测试坏境建模仿真 得到的数值仿真结果相对比，数据越接近说明仪器的测量精度越高。