專利名稱：一種定量將薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隨鉆電磁波電阻率測井儀數(shù)據(jù)處理方法，特別是涉及一種定量將電阻率各向同性薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法。
背景技術(shù)：
隨著陸上水平井和大斜度井鉆井工作量增加以及海上鉆井的需求，常規(guī)電纜測井已經(jīng)不能滿足測井技術(shù)的需要，因此隨鉆測井技術(shù)得到了非常迅速的發(fā)展。隨鉆電磁波電 阻率測井儀器是隨鉆測井中最常用的儀器之一，它通過測量兩個接收線圈上感應(yīng)電動勢的相位差和幅度比來獲得地層的電阻率信息。地層中的電阻率并不全是均勻的，因為常有一些電阻率各向同性薄互層存在，這些薄互層呈現(xiàn)出宏觀的電阻率各向異性(即水平電阻率和垂直電阻率不相等)，而隨鉆電磁波電阻率類儀器在大斜度井中的響應(yīng)受電阻率各向異性的影響很大，使得相位差和幅度比曲線出現(xiàn)分離的現(xiàn)象，但曲線的分離并不僅受電阻率各向異性的影響，泥漿的侵入及儀器在井眼中偏心也能引起曲線的分離，為了分析這種曲線分離現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，需要弄清電阻率各向異性對隨鉆電磁波電阻率測井儀響應(yīng)的影響規(guī)律，而電阻率各向異性通常以薄互層的形式存在，所以有必要對電阻率各向同性薄互層等效成宏觀各向異性進行定量的轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，基于隨鉆電磁波電阻率類儀器在電阻率各向同性薄互地層中的響應(yīng)，提出一種定量將電阻率各向同性薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種定量將薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法，對于一組電阻率各向同性的薄互地層，采用隨鉆電磁波電阻率測井儀，分儀器垂直于薄互地層和傾斜于薄互地層兩種情況計算該儀器在薄互地層中的響應(yīng)，I)、在儀器垂直于薄互地層時，選擇一組發(fā)射頻率和源距，采用縱向成層并矢格林函數(shù)法，計算出儀器通過薄互地層時的相位差視電阻曲線和幅度比視電阻率曲線，確定儀器在垂直于薄互地層時的水平電阻率；2)、在儀器傾斜于薄互地層時，選擇傾斜角度大于60°，將儀器以大于60°的傾斜角度通過薄互地層，選擇與計算儀器垂直于薄互地層時相同的一組工作頻率和源距，計算出儀器此時的相位差視電阻率和幅度比視電阻率響應(yīng)，獲得薄互地層垂直電阻率；3)、根據(jù)獲得的水平電阻率的值，將儀器傾斜于薄互地層時的兩個響應(yīng)值或兩個響應(yīng)值中質(zhì)量較好的一個數(shù)據(jù)作為反演數(shù)據(jù)，通過反演方法獲得垂直電阻率的值；4)、考慮到薄互地層的總厚度足夠大，使得隨鉆電磁波電阻率儀器在薄互地層中的響應(yīng)不受圍巖的影響，將薄互地層等效成電阻率均勻各向異性地層；根據(jù)薄互地層與電阻率均勻各向異性地層的等效關(guān)系，選取電阻率均勻各向異性地層作為反演地層模型，計算薄互地層等效的水平電阻率和垂直電阻率；5)、反演時將儀器傾斜于薄互地層時計算出的相位差和幅度比視電阻率值作為已知響應(yīng)，將儀器垂直于薄互地層時計算得出的視電阻率值作為已知的水平電阻率值，以電阻率均勻各向異性介質(zhì)中該儀器的響應(yīng)作為正演函數(shù)進行反演，得出薄互地層等效的垂直電阻率。所述的定量將薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法，在步驟2)中，采用層狀介質(zhì)中的格林函數(shù)法計算隨鉆電磁波電阻率類儀器在薄互層下的響應(yīng)設(shè)層狀單軸各向異性介質(zhì)共有11+1層，各層編號為1=0，1，...，1!，源在第」層，各層參數(shù)分別為111、％1、￡111，
貝
權(quán)利要求
1.一種定量將薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法，對于一組電阻率各向同性的薄互地層，采用隨鉆電磁波電阻率測井儀，分儀器垂直于薄互地層和傾斜于薄互地層兩種情況計算該儀器在薄互地層中的響應(yīng)，其特征是 1)、在儀器垂直于薄互地層時，選擇一組發(fā)射頻率和源距，采用縱向成層并矢格林函數(shù)法，計算出儀器通過薄互地層時的相位差視電阻曲線和幅度比視電阻率曲線，確定儀器在垂直于薄互地層時的水平電阻率； 2)、在儀器傾斜于薄互地層時，將儀器以大于60°的傾斜角度通過薄互地層，選擇與儀器垂直于薄互地層時相同的一組工作頻率和源距，獲得儀器此時的相位差視電阻率和幅度比視電阻率響應(yīng)； 3)、根據(jù)獲得的水平電阻率的值，將儀器傾斜于薄互地層時的兩個視電阻率響應(yīng)值或兩個視電阻率響應(yīng)值中質(zhì)量較好的一個數(shù)據(jù)作為反演數(shù)據(jù)，通過反演方法獲得垂直電阻率的值； 4)、將薄互地層等效成電阻率均勻各向異性地層，根據(jù)薄互地層與電阻率均勻各向異性地層的等效關(guān)系，選取電阻率均勻各向異性地層作為反演地層模型，計算薄互地層等效的水平電阻率和垂直電阻率； 5)、反演時將儀器傾斜于薄互地層時計算出的相位差和幅度比視電阻率值作為已知響應(yīng)，將儀器垂直于薄互地層時計算得出的視電阻率值作為已知的水平電阻率值，以電阻率均勻各向異性介質(zhì)中該儀器的響應(yīng)作為正演函數(shù)進行反演，得出薄互地層等效的垂直電阻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的定量將薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法，其特征是在步驟2)中，采用層狀介質(zhì)中的格林函數(shù)法計算隨鉆電磁波電阻率類儀器在薄互層下的響應(yīng)設(shè)層狀單軸各向異性介質(zhì)共有n+1層，各層編號為I = 0，1，…，n，源在第j層，各層參數(shù)分別為
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的定量將薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法，其特征是利用儀器響應(yīng)值進行反演時采用均勻各向異性介質(zhì)中磁偶極子源電磁場公式在正演模擬中將發(fā)射源看做磁偶極子，并設(shè)其隨時間的變化關(guān)系為eXp(i t)，其中《為角頻率，9為井眼相對傾角，11和仏為發(fā)射和接收天線磁矩^!￡為2和黽為2分別為發(fā)射天線水平和垂直分量磁矩及接收天線水平和垂直分量磁矩，Ohb為水平電導(dǎo)率，Ovb為垂直電導(dǎo)率， 設(shè)源點位置坐標y = (xr , J1 , Z1 )、場點位置坐標r = (X，y，Z)， 令，其中 kH、r~ = ^x-xy+(y-yf，并令=，K的表達式內(nèi)Ohb和0_分別為向異性介質(zhì)的水平和垂直復(fù)電導(dǎo)率，ehb和e vb分別為各向異性介質(zhì)的水平和垂直復(fù)介電系數(shù)，它們的關(guān)系為ohb = i ehb，ovb=e vb，各向異性介質(zhì)中4方向單位磁偶極子產(chǎn)生的矢勢為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定量將薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法，其特征是反演計算采用高斯牛頓梯度下降方法，均勻各向異性介質(zhì)中的正演問題可以寫成下面的非線性方程F = F(S)(10) 其中^(^…， 廣表示未知的地層參數(shù)^^/^^…’/^表示不同的函數(shù)值’若已知實測的函數(shù)值f，則求解未知量i的反演問題可歸結(jié)為最小化f與的方差問題，可寫成如下形式
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電阻率測井儀數(shù)據(jù)處理方法。一種定量將電阻率各向同性薄互地層等效成水平和垂直電阻率的方法，對于一組電阻率各向同性的薄互地層，在儀器垂直于薄互地層時，選擇一組發(fā)射頻率和源距，計算儀器在垂直于薄互地層時的水平電阻率；在儀器傾斜于薄互地層時，選擇與計算儀器垂直于薄互地層時相同的一組工作頻率和源距，計算薄互地層垂直電阻率；根據(jù)獲得的水平電阻率的值，通過反演方法獲得垂直電阻率的值；將薄互地層等效成電阻率均勻各向異性地層，選取電阻率均勻各向異性地層作為反演地層模型，計算薄互地層等效的水平電阻率和垂直電阻率；以電阻率均勻各向異性介質(zhì)中儀器的響應(yīng)作為正演函數(shù)進行反演，得出薄互地層等效的垂直電阻率。
文檔編號G01V3/30GK102635347SQ201210091428
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者宋殿光, 方輝, 李郴, 段寶良, 郭巍, 韓宏克, 魏少華 申請人:中國電子科技集團公司第二十二研究所