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随着大斜度井(HA)和水平井(HZ)钻井技术的发展,HA/HZ井测井技术成为人们研究的重点。HA/HZ测井响应与直井存在较大差异,以直井理论为基础的测井解释方法限制了HA/HZ测井地层评价效果。本文旨在利用三维数值方法,系统研究HA/HZ井周岩石物理特性及电测井响应特征,以期将电测井更好地应用于HA/HZ井非均匀油气藏评价。
根据三维有限元理论,建立斜井、水平井电性各向异性地层的双侧向测井响应泛函;针对HA/HZ测井的特点,研究三维网格自动生成及边界处理办法,采用非均匀网格处理技术,提高计算效率,根据地层边界与四面体元素相切的不同情况,采用不同介质电导率体积加权确定四面体单元的平均电导率;利用前线解法求解方程组,优化安装顺序,简化回代次数,提高计算效率,最终实现双侧向测井响应的正演计算。
直井条件下电阻率测井正反演研究,系统研究不同地层厚度、多层、互层以及泥浆侵入等多种情况下电测井响应特征;采用非线性最小二乘法,建立非线性目标函数,自动寻优方向和确定步长,利用深浅电测井曲线进行原状地层电阻率、冲洗带电阻率及侵入半径的三参数反演,完成对电测井资料的环境校正,实际资料处理结果验证了方法的可靠性。
数值模拟表明,相对井斜角较小时,井斜对视电阻率的影响较小;泥浆侵入油层造成深浅侧向幅度变化,由于不同井斜情况围岩影响不同,二者不一定出现直井固有的正差异特征;井斜较小时,各向异性地层电测井值主要反映地层层理方向电阻率,随井斜角增大,地层垂直向电阻率贡献增大;各向异性明显的地层,深浅电阻率随井斜角增大由负差异向正差异转变;在一定条件下,建立校正图版,可对电测井曲线进行校正;通过各向异性校正,可将各向异性地层视电阻率校正为地层层理方向电阻率。
以油水两相流模型和水的对流方程为基础,采用三维数值方法,模拟HA/HZ井泥浆侵入过程中地层压力、孔隙流体、地层电阻率等井周岩石物理性质的瞬变特征及电测井响应。泥浆重力影响较大、渗透性各向异性明显,均可呈现不对称的泥浆侵入特征,反之,HA/HZ出现关于井轴对称的泥浆侵入特征;淡水泥浆侵入油层过程,受到矿化度差异、地层含油性等因素影响,地层电阻率分布较为复杂,造成深浅电测井响应幅度差异的不确定性;HA/HZ条件下的时间推移测井,突破了传统阶跃介质的模型框架,与实际地层情况较为符合,有利于将不同时间的测井资料进行对比分析,进而进行有效的地层评价。