套管井电阻率测井是上世纪九十年代后期发展起来的一种新的测井方法,由于能在套管井中测量地层的电阻率,与传统的裸眼井测井不同,它可以用于油气开发的各个不同阶段。近年来随着世界上大部分油田已进入开发的中、后期,这种技术受到石油公司愈来愈多的关注与应用。然而,由于套管电阻率测井影响因素较多与纳伏级的信号幅度,到目前为止还没有一套准确的能完善模拟井下复杂地层响应的模拟算法与数据处理解释系统。已有的套管井数值模拟方法,存在着模型过于简单,不能满足模拟真实套管井中测井的实际状况,同时无法考察套管形变、水泥环等因素对仪器测量的影响。现有的套管井电阻率测量影响因素校正也只能依靠图版人工读取和校正。在仪器设计参数理论分析方面,从已有的公开文献来看,只有零星的、定性的讨论,关于仪器设计的关键参数,如仪器的工作频率、仪器测量信号的量级、仪器的电极距、仪器电极系探测特性等都没有形成系统认识。鉴于以上存在的问题,文中建立起能模拟复杂套管井眼条件的、可用于仪器设计参数理论考察和测量影响因素分析的套管井地层电阻率模拟系统,该系统主要包括,改进的传输线理论和求解曲面方程的边界元理论。用边界元理论,可导出同时存在套管、水泥环等的复杂模型的测井响应。利用该模拟结果,分析了套管井电阻率测井仪测量信号与电极距、地层纵向分辨率之间的关系。也依据仪器的设计要求,重点考察了仪器工作频率、套管中流体分流对测量的影响,接着考察了仪器的电极系探测特性。依据模拟系统分析出的测量信号量级,从理论上分析了,微弱信号检测特征,设计了仪器的微弱信号检测电路,从而,为仪器的开发从理论方面奠定坚实的基础。文中建立的套管井电阻率测井校正系统,包括套管非均匀性、地层上、下围岩和水泥环的校正。套管非均匀性校正是根据电极互换性原理,导出套管非均匀性引起地层电阻率的变化的校正公式,从而减小其对测量的影响。围岩与水泥环的影响是从文中计算出的校正图版,得到围岩、水泥环的校正公式,实现影响因素用软件自动化校正。通过对在中国东部、西部油田的13口套管井电阻率测井资料处理,证明该系统有较好的应用效果。建立的套管井测井资料数据处理解释方法,能根据不同的地质区域特点,提供套管井电阻率测井解释模型和资料处理结果。它利用经过校正后的套管井电阻率资料与裸眼井资料结合,分析得到储层的泥质含量、束缚水饱和度,接着得到原始含油饱和度、剩余油饱和度,进而与求取或测试的储层渗透率、含水率和驱油效率结合,主要是根据含油饱和度变化,结合其它资料,把储层的水淹级别具体划分为四个等级,可得出剩余油饱和度与水淹级别关系的定量标准。通过对东、西部油田的应用实例分析,说明了套管外地层电阻率测井资料在寻找未动用或/和漏失油层、注水开发油藏储层的水淹程度及开发过程中储层含油性变化评价方面的应用。利用套管井电阻率测井资料评价油气层水淹级别,它是油气藏动态监测及注水效果评价的基础,利用套管井电阻率解释系统计算出的剩余油饱和度,可绘制出不同时期油藏的纵向和平面剩余油的分布,能评价已射开层和未射开层的剩余油潜力,为开发方案的调整、油藏实施动态方案调整,提供具体的井位部署,为油藏精细描述和油藏综合管理依据有力帮助。不同地质特征和开采情况的油田现场应用效果分析表明套管外电阻率测井为油藏监测、老油井挖潜提供了有力的支持,具有广阔的应用和市场前景。