隨鉆方位伽馬成像測井是隨鉆測井中必測項(xiàng)目之一,它可以提供即時(shí)的巖性信息,指導(dǎo)鉆頭鉆進(jìn)的方向,引導(dǎo)鉆井井跡進(jìn)入最佳的目標(biāo)地層。國內(nèi)目前更多的是對隨鉆方位伽馬成像儀器的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及縱向分辨率和徑向探測深度的研究,對儀器的方位探測特性研究甚少,但是對于各向異性的非均質(zhì)地層,對儀器的方位分辨率優(yōu)化研究至關(guān)重要。本文建立數(shù)值計(jì)算模型,由蒙特卡羅數(shù)值計(jì)算的結(jié)果,提出了一種隨鉆方位伽馬成像測井儀器方位分辨率的計(jì)算方法;在綜合考慮泥漿性質(zhì)、地層密度、井眼半徑、泥漿密度和孔隙度等因素對方位微分幾何因子影響的基礎(chǔ)上,求取了通用的方位分辨率響應(yīng)函數(shù);結(jié)合不同方位角度的儀器響應(yīng)特征,反演出相對應(yīng)的地層特征,從而獲得不同扇區(qū)對應(yīng)的放射性強(qiáng)度代表值,以達(dá)到分辨多扇區(qū)地層的目的。研究表明:該優(yōu)化方法可以使方位分辨率達(dá)到22.5°,能分辨16個(gè)扇區(qū)的地層,并且其計(jì)算誤差絕對值不超過5%。利用這種優(yōu)化方法得到的地層響應(yīng)特征,將更準(zhǔn)確地指導(dǎo)地質(zhì)導(dǎo)向,發(fā)現(xiàn)更多有利的油氣區(qū)塊。 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

隨鉆伽馬測井儀器結(jié)構(gòu)模型示意圖

第3章方位分辨率計(jì)算方法研究-10-圖3.2方位分辨率計(jì)算模型橫截面Fig.3.2Thecrosssectionofcalculationmodelforazimuthalresolution3.2方位分辨率計(jì)算儀器的縱向探測特性和徑向探測特性是通過求取其縱向分辨率和徑向探測深度來展開研究的[41-43]，同理，通過求取儀器的方位分辨率可以研究其周向探測特性。具體方法如下：保持高放射性地層體積微元和周圍均勻的非放射性地層不變，令儀器以固定步長沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)一周，步長取值越小，計(jì)算越精確。本文步長取7.5°，在儀器旋轉(zhuǎn)過程中，通過數(shù)值模擬，不同的方位角度會(huì)得到與之對應(yīng)的計(jì)數(shù)率，將計(jì)數(shù)率進(jìn)行歸一化處理，則方位角度與歸一化計(jì)數(shù)率的關(guān)系為儀器的方位微分幾何因子，設(shè)當(dāng)探測晶體窗口正對高放射性地層體積微元時(shí)其方位角度為0°，此時(shí)方位微分幾何因子的值最大，與實(shí)際情況相符，如圖3.3所示。該圖說明，正對探測晶體窗口的那部分扇體介質(zhì)的相對貢獻(xiàn)最大，而其左右環(huán)側(cè)的扇體介質(zhì)的相對貢獻(xiàn)隨著與晶體窗口夾角的增大而迅速減校因此，方位微分幾何因子決定儀器的方位分辨能力和圍巖影響的大校通過MATLAB編程，采用對稱累加的方式利用方位微分幾何因子求取方位積分幾何因子，從而研究儀器的方位探測特性，結(jié)果如圖3.4所示。該圖說明，當(dāng)角度趨近于360°，方位積分幾何因子趨近于1。方位積分幾何因子用來說明某一角度扇體地層對測量結(jié)果的相對貢獻(xiàn)和圍巖的影響，所以通過所獲得的方位積分幾何因子就可以求取儀器的方位分辨率：當(dāng)方位積分幾何因子取0.8時(shí)所對應(yīng)的角度即儀器的方位分辨率。方位分辨率的幾何意義是當(dāng)扇體地層計(jì)數(shù)的貢獻(xiàn)率占整個(gè)空間計(jì)數(shù)的80%時(shí)所對應(yīng)的方位角度。因?yàn)榉轿环直媛适莾x器能分辨的最小地層角

第3章方位分辨率計(jì)算方法研究-12-3.3方位響應(yīng)函數(shù)的求取對最優(yōu)化儀器模型的方位微分幾何因子進(jìn)行函數(shù)擬合[44]，如圖3.5所示，求得擬合函數(shù)，分析其影響因素，包括：泥漿性質(zhì)、地層密度、井眼半徑、泥漿密度和孔隙度等[45]，綜合考慮各個(gè)影響因素，求取影響因素與擬合函數(shù)中相應(yīng)系數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，將影響因素代入擬合函數(shù)，消除其影響，從而得到不同井眼、地層條件下通用的方位響應(yīng)函數(shù)。圖3.5方位微分幾何因子擬合函數(shù)Fig.3.5Thefittingfunctionofazimuthaldifferentialgeometryfactor經(jīng)過研究，當(dāng)擬合函數(shù)選用高斯函數(shù)時(shí)，相關(guān)系數(shù)R2在0.98左右，所以選用其作為方位微分幾何因子的擬合函數(shù)，即方位響應(yīng)函數(shù)，該函數(shù)的基本形式是：20exp0.5/cyAx（3.1）其中：()代表方位響應(yīng)函數(shù)，是方位角度，y0、xc、和A是方位響應(yīng)函數(shù)擬合系數(shù)，根據(jù)所建立的模型，儀器的各個(gè)尺寸已經(jīng)達(dá)到了最優(yōu)化的效果，影響擬合函數(shù)的主要是井眼和地層環(huán)境，所以本文研究的是泥漿性質(zhì)、地層密度、井眼半徑、泥漿密度、孔隙度等因素對方位響應(yīng)函數(shù)中擬合系數(shù)的影響。通過求取系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3519419