随着石油勘探技术的不断发展,丛式井、分支井和大斜度井数量逐渐增加,井轴与地层法向之间夹角的存在使得测井曲线层边界处出现异常现象,造成油气解释评价困难。为了研究高倾角地层中倾角对阵列感应测井的影响,本文针对HDIL型高分辨率阵列感应测井仪器,基于COMSOL多物理场有限元软件,建立不同的地层模型,研究不同地层模型时的倾角响应特性,并对响应机理进行分析。研究成果为高倾角地层中阵列感应测井解释提供理论依据。现将主要研究成果总结归纳如下。第一部分研究无井眼三层地层的倾角响应特性。阐述了建模的整个过程及网格剖分的处理方法,将计算得到数值解与解析解比较后确定模型的适用性,计算和分析目的层厚、目的层与围岩电导率以及倾角对阵列感应测井影响。结果表明:高倾角阵列感应测井响应特性取决于层厚、电导率对比度、倾角等多种因素。当倾角小于30°时,响应结果受倾角影响小,倾角大于30°时,随着倾角的增大,从短子阵列到长子阵列,倾角影响逐渐增大,主接收从高阻进入低阻,界面出现“犄角”。第二部分研究有井眼无侵入三层地层的倾角响应特性。在第一部分的研究基础上加入井眼模型,计算和分析泥浆电导率、目的层与围岩对比度、目的层厚、井径、仪器偏心时的阵列感应倾角影响特性。结果表明:井眼的存在弱化了倾角引起的“犄角”现象,井径越大、阵列间距越短,弱化现象越明显;当仪器在井眼与地层法线构成平面内偏心,倾角影响使仪器记录点偏移,偏移量等于偏心距除以倾角的余弦;倾角影响和井眼影响近似独立,可以分别校正,用直井方法实现井眼校正;通过有无井眼两种情况下层界面空间电流线分布和平面电流流向分析,揭示井眼弱化“犄角”的机理,解释倾斜地层中仪器穿过低电导率到达高电导率边界时,测井响应曲线出现展宽或压缩的现象。第三部分研究有井眼和侵入三层地层的倾角影响特性。计算研究六种高倾角倾入模型中的阵列感应HDIL响应特征。低阻围岩模型中,侵入小于地层电导率时,可以忽略侵入影响,倾角影响记录点移动;侵入大于地层小于围岩时,侵入和倾角影响可以分离;侵入大于围岩时,短阵列的侵入和倾角影响可分离,长阵列不能分离。高阻围岩模型中,侵入小于地层电导率时,侵入对短阵列影响明显,高倾角对所有阵列影响明显,两者不能分离;侵入大于地层时,与低阻围岩类似,但高倾角使长阵列出现明显“犄角”。通过导电媒质交界面全反射现象和空间涡流分布特性分析揭示了高倾角井中存在侵入时的阵列感应响应机理。实际高倾角测井数据的侵入影响分析验证了结论的有效性。第四部分研究层内具有夹层的地层和层内各向异性地层的倾角响应特性。对于层内具有夹层的地层,研究层内夹层厚度、目的层厚度、夹层电导率、目的层电导率、围岩电导率以及倾角对阵列感应测井响应的影响,并分析其响应机理;对于层内各向异性地层,分别研究有、无井眼时水平电阻率不变各向异性系数变化、垂直电导率不变各向异性系数变化、各向异性系数不变三种情况下的倾角响应特性。结果表明,高倾角地层中,长阵列测量值随各向异性系数的增大而增大,短阵列受影响小;垂直电导率不变,对于任意倾角,测量值随各向异性系数的增大而减小。