【摘要】：方位隨鉆電磁測井是一種能夠?qū)崟r探測地層邊界、實現(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向與井眼成像的新型測井技術(shù).本文根據(jù)方位隨鉆電磁測井儀器的典型線圈系結(jié)構(gòu),首先引入柱坐標(biāo)系下非均質(zhì)完全各向異性地層中電流源并矢Green函數(shù),并利用電磁場疊加原理給出傾斜發(fā)射線圈激發(fā)的電場以及傾斜接收線圈上感應(yīng)電動勢的計算公式;然后應(yīng)用電流源電場并矢Green函數(shù)的混合勢克服非均質(zhì)地層中電磁數(shù)值模擬的低感應(yīng)數(shù)問題,通過ρ和z方向上Lebedev網(wǎng)格設(shè)法降低網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)個數(shù),并且利用標(biāo)準(zhǔn)化算法確定柱坐標(biāo)系下非均質(zhì)單元上的等效電導(dǎo)率.在此基礎(chǔ)上,用三維有限體積法建立柱坐標(biāo)系電場混合勢的離散方法,得到一個交錯網(wǎng)格上電場矢勢和標(biāo)勢大型代數(shù)方程,并用不完全LU分解以及穩(wěn)定雙共軛梯度法確定數(shù)值解.最后,通過數(shù)據(jù)模擬結(jié)果對算法的有效性進(jìn)行檢驗,并考察鉆鋌、線圈傾斜角度以及地層各向異性等參數(shù)對儀器響應(yīng)的影響.數(shù)值結(jié)果表明:在柱坐標(biāo)系下用三維有限體積法的數(shù)值模擬算法處理非均質(zhì)各向異性層中方位隨鉆電磁測井響應(yīng)可以得到很好的結(jié)果.鉆鋌、電導(dǎo)率各向異性、層邊界均對方位隨鉆電磁波測井響應(yīng)產(chǎn)生較大的影響;在電阻率較大的地層,幅度比和相位差響應(yīng)越小;發(fā)射線圈和接收線圈同時傾斜時,幅度比和相位差響應(yīng)受地層的影響更靈敏.
[Abstract]:Azimuth while drilling electromagnetic logging is a new logging technology which can detect formation boundary in real time and realize geological guidance and borehole imaging. According to the typical coil system structure of azimuth while drilling electromagnetic logging tool, this paper first introduces the dyadic Green function of current source in heterogeneous completely anisotropic formation in cylindrical coordinate system. Based on the superposition principle of electromagnetic field, the formulas of the electric field excited by the inclined transmitting coil and the induction electromotive force on the inclined receiving coil are given. Then, the low induction number problem of electromagnetic numerical simulation in heterogeneous strata is overcome by using the mixed potential of dyadic Green function of current source electric field, and the number of mesh nodes is reduced by using Lebedev mesh in 蟻 and z directions. The equivalent conductivity of heterogeneous elements in cylindrical coordinate system is determined by standardized algorithm. On this basis, the discrete method of electric field mixing potential in cylindrical coordinate system is established by using three-dimensional finite volume method, and a large algebraic equation of electric field vector potential and scalar potential on staggered grid is obtained. The numerical solution is determined by incomplete LU decomposition and stable double conjugate gradient method. Finally, the validity of the algorithm is tested by the data simulation results, and the effects of drill collar, coil tilt angle and formation anisotropy on the instrument response are investigated. The numerical results show that the numerical simulation of azimuth while drilling in anisotropic layers can obtain good results in cylindrical coordinate system. In drill collars, anisotropy of conductivity and boundary of layer have great influence on the response of electromagnetic wave logging with drilling azimuth. The smaller the amplitude ratio and phase difference response are, the smaller the amplitude ratio and phase difference response are, when the transmitting coil and receiving coil are inclined at the same time, The amplitude ratio and the phase difference response are more sensitive to the formation.
【作者單位】： 吉林大學(xué)物理學(xué)院;中國石油集團(tuán)測井有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:41574110) 國家科技重大專項(批準(zhǔn)號:2011ZX0520-001)資助的課題~~
【分類號】：P631.811

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