2018,
Vol. 42
随着大斜度井、水平井(HA/HZ)的日益普及与随钻测井技术的进步, 随钻测井技术已较为广泛地应用于随钻地质导向与HA/HZ井评价, 特别是近几年, 几大油田服务公司陆续推出了随钻方位电磁波仪器(斯伦贝谢PeriScope, 贝克休斯Azitrak, 哈里伯顿ADR, 威德福GuideWave)[1-4]与远探测方位电磁波仪器(斯伦贝谢GeoSphere, 贝克休斯VisiTrak)[5-8], 能够定量反演地层边界距与地层电阻率, 实现更为主动的地质导向[9-11]。中国随钻方位电磁波仪器的研发也已逐步成型, 并开始进入商业化推广阶段[12-13]。随着随钻方位电磁波仪器的推广应用, 国内外学者对其理论基础、响应特征与反演处理也进行了深入的探讨。Michael Zhdanov[14]系统阐述了进行磁场多分量测量的原理及不同分量在各向异性地层中的响应特征, 该研究为多分量感应测量与方位电磁波测量提供了理论基础。无论采用轴向、正交、或倾斜的线圈结构, 随钻方位电磁波仪器响应均可通过将线圈等效为磁偶极子, 进而利用解析解进行模拟分析。魏宝君、杨锦舟等[15-16]采用磁流源并矢Green函数法模拟了层状介质中方位电磁波仪器响应, 并对地层各向异性、地层相对倾角、接收天线倾角等影响进行了系统分析; 魏宝君等[17]采用并矢Green函数法对随钻电磁波的偏心影响进行了分析; Hu Li等[18-19]采用时域有限差分算法对随钻电磁波、方位电磁波仪器受偏心影响进行了模拟分析。由于资料的反演处理需多次调用正演程序, 对正演模拟与反演算法的要求较高, 而地质导向的实时性要求, 增加了反演处理的难度。Dzevat Omeragic[20]最早采用数据库的方法, 通过响应的快速查询实现地质界面的反演; 由于贝克休斯公司Azitrak仪器仅测量Hzz与Hzx分量, 因此Dong等[21]提出采用改进的镜像法进行仪器响应的快速模拟与反演; 通过算法优化, Li等[22]采用高斯牛顿法, 通过严格解析解实现了对地质界面的快速反演处理; 魏宝君等[23]提出采用交会图版法计算仪器到界面的距离。然而, 目前方位电磁波仪器的研究与分析, 多针对其地质导向功能, 缺少对地层各向异性电阻率的系统分析, 而当地层存在电阻率各向异性时, 会影响地质界面反演的准确性与可靠性。笔者在对已有测量结构进行理论分析的基础上, 提出新型的倾斜发射-倾斜接收线圈结构, 并对该仪器结构的响应特征和探测特性进行系统分析, 开发针对新型仪器的各向异性与地层边界距反演算法。
1 新型结构设计的必要性与可行性目前的商业化随钻方位电磁波仪器多采用轴向线圈发射-倾斜线圈接收或轴向线圈发射-正交线圈接收的结构设计[24](轴线线圈指线圈等效偶极子指向与仪器轴重合; 正交线圈指线圈等效偶极子指向与仪器轴垂直; 倾斜线圈指线圈等效偶极子指向与仪器轴成一定角度, 一般为45°), 实现方位信息的测量。
对轴向发射-正交接收线圈, 地质信号定义为接收线圈等效偶极子指向上方时, 测量得到的电压信号:
| $ {V_{zx}} = {\rm{i}}\omega \mu S{H_{zx}}. $ | (1) |
式中, Hzx为接收线圈磁场, 第一下标与第二下标分别表示发射线圈与接收线圈等效偶极子朝向, 轴向线圈为z方向, 正交线圈为x方向; Vzx为接收线圈电压; ω为仪器工作角频率; μ为磁导率; S为接收线圈面积。
对轴向发射-倾斜接收线圈系结构, 其接收到的磁场既包括Hzx分量, 也包括Hzz分量, 仪器测量得到相位差、幅度比地质信号可以表述为
| $ {P_{\rm{G}}} = \arg \left( {\frac{{{V_{zz}} - {V_{zx}}}}{{{V_{zz}} + {V_{zx}}}}} \right), $ | (2) |
| $ {A_{\rm{G}}} = 20\lg \left( {\frac{{{V_{zz}} - {V_{zx}}}}{{{V_{zz}} + {V_{zx}}}}} \right). $ | (3) |
式中, PG为相位差地质信号; AG为幅度比地质信号; arg指取复数的角度。由信号定义可以看出, 地质信号主要通过测量Hzx分量(交叉分量)获得。地质信号并不能用来直接反演各向异性电阻率, 如最终输出曲线采用对称补偿处理, 则完全失去了对电阻率各向异性的敏感性[25]。但是, 电阻率各向异性是重要的地层参数, 获得各向异性信息也是准确进行地质界面反演的前提, 因此有必要研究新型仪器结构, 简单、有效地实现地质界面与各向异性信息的测量。
1.1 均匀各向异性地层中不同仪器结构响应计算在不同相对倾角、方位角条件下, 地层电阻率各向异性对不同磁场分量的影响已被广泛讨论。本文中主要分析实际仪器的测量信号对地层电阻率各向异性的敏感性。本节中讨论的地层模型为均匀各向异性地层, 忽略井眼、钻铤等结构, 将线圈等效为偶极子, 不同磁场分量在各向异性地层中的响应可以表示[14]为
| $ \begin{array}{l} H_x^x = - \frac{{IA}}{{4{\rm{ \mathsf{ π} }}}}{{\rm{e}}^{{\rm{i}}{k_{\rm{v}}}s}}\left[ {\frac{{k_{\rm{h}}^2}}{{\lambda s}} + \frac{{i{k_{\rm{h}}}s - {x^2}{k_{\rm{h}}}{k_{\rm{v}}}}}{{{\rho ^2}s}} - 2\frac{{i{k_{\rm{h}}}x_{\rm{R}}^2}}{{{\rho ^4}}}} \right] + \\ \frac{{IA}}{{4{\rm{ \mathsf{ π} }}}}{{\rm{e}}^{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}r}}\left[ {\frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}r - x_{\rm{R}}^2k_{\rm{h}}^2}}{{r{\rho ^2}}} - 2\frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}x_{\rm{R}}^2}}{{{\rho ^4}}} - \frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}}}{{{r^2}}} + \frac{{x_{\rm{R}}^2k_{\rm{h}}^2 + 1}}{{{r^3}}} + } \right.\\ \left. {\frac{{3{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}x_{\rm{R}}^2}}{{{r^4}}} - \frac{{3x_{\rm{R}}^2}}{{{r^5}}}} \right], \end{array} $ | (4) |
| $ H_z^x = H_x^z = {x_{\rm{R}}}{z_{\rm{R}}}\frac{{IA}}{{4{\rm{ \mathsf{ π} }}}}{{\rm{e}}^{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}r}}\left[ {\frac{{k_{\rm{h}}^2}}{{{r^3}}} + \frac{{3{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}}}{{{r^4}}} - \frac{3}{{{r^5}}}} \right], $ | (5) |
| $ \begin{array}{l} H_y^y = - \frac{{IA}}{{4{\rm{ \mathsf{ π} }}}}{{\rm{e}}^{{\rm{i}}{k_{\rm{v}}}s}}\left[ {\frac{{k_{\rm{h}}^2}}{{\lambda s}} + \frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}s - {y^2}{k_{\rm{h}}}{k_{\rm{v}}}}}{{{\rho ^2}s}} - 2\frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}y_{\rm{R}}^2}}{{{\rho ^4}}}} \right] + \\ \frac{{IA}}{{4{\rm{ \mathsf{ π} }}}}{{\rm{e}}^{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}r}}\left[ {\frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}r - x_{\rm{R}}^2k_{\rm{h}}^2}}{{r{\rho ^2}}} - 2\frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}y_{\rm{R}}^2}}{{{\rho ^4}}} - \frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}}}{{{r^2}}} + \frac{{y_{\rm{R}}^2k_{\rm{h}}^2 + 1}}{{{r^3}}} + \frac{{3{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}y_{\rm{R}}^2}}{{{r^4}}} - } \right.\\ \left. {\frac{{3y_{\rm{R}}^2}}{{{r^5}}}} \right], \end{array} $ | (6) |
| $ H_z^z = - \frac{{IA}}{{4{\rm{ \mathsf{ π} }}}}{{\rm{e}}^{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}r}}\left[ {k_{\rm{h}}^2 + \frac{{{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}}}{r} - \frac{{z_{\rm{R}}^2k_{\rm{h}}^2 + 1}}{{{r^2}}} - \frac{{3{\rm{i}}{k_{\rm{h}}}z_{\rm{R}}^2}}{{{r^3}}} + \frac{{3z_{\rm{R}}^2}}{{r4}}} \right], $ | (7) |
| $ H_y^x = H_x^y = H_z^y = H_y^z = 0. $ | (8) |
式中, Hqp中上下标p=x, y, z; q=x, y, z表示发射、接收线圈法线朝向; I为发射线圈电流; A为接收线圈面积; xR、yR、zR为接收线圈相对于发射线圈位置, 假设仪器在xz平面内移动, 即yR=0,
| $ {\mathit{\boldsymbol{R}}_\alpha } = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\cos \alpha }&0&{ - \sin \alpha }\\ 0&1&0\\ {\sin \alpha }&0&{\cos \alpha } \end{array}} \right]. $ | (9) |
式中, α为井眼与地层相对倾角。第二次坐标变换可以表示为
| $ {\mathit{\boldsymbol{R}}_\beta } = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\cos \beta }&{\sin \beta }&0\\ { - \sin \beta }&{\cos \beta }&0\\ 0&0&1 \end{array}} \right]. $ | (10) |
式中, β为仪器旋转过程中线圈法线指向与仪器x方向夹角。则两个变换可以整体写为
| $ \mathit{\boldsymbol{R}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} {\cos \alpha \cos \beta }&{\cos \alpha \sin \beta }&{ - \sin \alpha }\\ { - \sin \beta }&{\cos \beta }&0\\ {\sin \alpha \cos \beta }&{\sin \alpha \sin \beta }&{\cos \alpha } \end{array}} \right]. $ | (11) |
则经变换后, 仪器坐标系下获得磁场为
| $ \mathit{\boldsymbol{H'}} = {\mathit{\boldsymbol{R}}^{ - 1}}\mathit{\boldsymbol{HRM'}}. $ | (12) |
式中, H′为仪器坐标系下磁场; H为地层坐标系下磁场; M′为仪器坐标系下源的表征矢量, 如仪器仅有z方向源, 则M′=(0, 0, 1)。
1.2 轴向线圈结构-传播电阻率随钻电磁波传播电阻率是通过测量两个接收线圈电压的相位差、幅度比转换获得的电阻率。仪器中所有线圈均为轴向线圈。相位差(PS)与幅度比(Att)信号定义为
| $ {P_{\rm{S}}} = \arg \left( {V_{zz}^1} \right) - \arg \left( {V_{zz}^2} \right), $ | (13) |
| $ {A_{{\rm{tt}}}} = 20\lg \left( {\frac{{V_{zz}^1}}{{V_{zz}^2}}} \right). $ | (14) |
式中, Vzz1为第一个接收线圈的电压; Vzz2为第二个接收线圈的电压; arg指取复数的角度。
图 1为常规传播电阻率仪器响应对地层电阻率各向异性的敏感性分析。计算条件为:发射线圈至测量参考点距离为1.219 2 m, 两接收线圈间距为0.203 2 m, 仪器工作频率为2 MHz与400 kHz, 地层水平电阻率为1 Ω·m。对比不同倾角条件下相位差、幅度比电阻率响应, 可以看出, 高频时幅度比电阻率受各向异性响应更为明显, 低频时相位差更为明显, 相对倾角越大, 视电阻率受各向异性影响越明显, 在低相对倾角(小于30°)时, 传播电阻率几乎不受电阻率各向异性的影响, 视电阻率主要反映地层水平电阻率。
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图 1 传播电阻率仪器对电阻率各向异性的敏感性 Fig.1 Sensitivity of propagation resistivity tool to resistivity anisotropy |
多分量感应测井采用正交线圈结构, 直接测量仪器坐标系下9个分量, 其中Vxx、Vyy、Vzx分量(图 2)对电阻率各向异性较为敏感。Vxx与Vyy响应特征类似, 在相对倾角0°~80°范围内对地层各向异性较为敏感。Vzx正交信号在相对倾角为40°~70°范围内, 对电阻率各向异性较为敏感, 随着相对角度增大或降低, 敏感度也随之降低。图 2的计算条件为:发射线圈至测量参考点距离为1.219 2 m, 两接收线圈间距为0.203 2 m, 仪器工作频率为2 MHz, 地层水平电阻率为1 Ω·m, 各向异性系数为1~5。电压幅度为单位偶极子发射-单位偶极子接收得到电压值, 实际仪器电压幅值应考虑线圈匝数、等效面积、钻铤等影响。在仪器工业化设计时, 绝对电压的测量需要仪器经过精细的刻度, 且测量电压易受井内压力、温度等影响, 仪器电子器件制作难度大。考虑Va=Vxx-Vyy, 可以看出, Va在相对倾角大于20°时, 对电阻率各向异性存在敏感性, 在70°~80°范围内, 由于不同各向异性系数时Va差异较小, 敏感性较低, 但此时Vzx信号仍存在一定的敏感性。因此新型的仪器设计应考虑采用相对值测量, 并综合利用以上3个分量, 使得信号在较大范围内, 特别是在高角度条件下对电阻率各向异性较为敏感。同时, 新型仪器应能测量得到地质信号, 实现地质导向功能。
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图 2 Vzx, Vxx, Vyy分量与Vxx-Vyy分量响应特征 Fig.2 Response characteristics of voltage components of Vzx, Vxx, Vyy and Vxx-Vyy |
通过以上分析, 能够满足同时测量地质信号与各向异性信号的要求, 并使仪器结构最简化, 优化信号传输, 设计倾斜发射-倾斜接收线圈系结构, 如图 3所示。
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图 3 倾斜发射-倾斜接收线圈结构 Fig.3 Tilted transmitter-tilted receiver structure |
相位差(PGT)、幅度比(AGT)地质信号定义为
| $ {P_{{\rm{GT}}}} = \arg \left( {\frac{{{V_{xx}} + {V_{zx}} - {V_{xz}} - {V_{zz}}}}{{{V_{xx}} - {V_{zx}} + {V_{xz}} - {V_{zz}}}}} \right), $ | (15) |
| $ {A_{{\rm{GT}}}} = 20\lg \left( {\frac{{{V_{xx}} + {V_{zx}} - {V_{xz}} - {V_{zz}}}}{{{V_{xx}} - {V_{zx}} + {V_{xz}} - {V_{zz}}}}} \right). $ | (16) |
相位差(PM)、幅度比(AM)各向异性信号定义为
| $ {P_{\rm{M}}} = \arg \left( {\frac{{{V_{xx}} + {V_{zx}} - {V_{xz}} - {V_{zz}}}}{{{V_{yy}} - {V_{zy}} + {V_{yz}} - {V_{zz}}}}} \right), $ | (17) |
| $ {A_{\rm{M}}} = 20\lg \left( {\frac{{{V_{xx}} + {V_{zx}} - {V_{xz}} - {V_{zz}}}}{{{V_{yy}} - {V_{zy}} + {V_{yz}} - {V_{zz}}}}} \right). $ | (18) |
从以上信号定义可以看出, 地质信号包含了Vzx、Vxx、Vzz分量, 主要探测来自地质界面的信息。各向异性信号包含Vxx、Vyy、Vzx、Vxz与Vzz分量, 能最大程度测量电阻率各向异性信息。
仪器在工作过程中, 发射线圈发射一定频率的电磁波信号, 随着仪器转动, 接收线圈采集仪器工具面朝向不同方位时的测量信号, 从而实现方位信息的测量。图 4为不同相对倾角时, 仪器旋转测量得到相位差与幅度比各向异性信号, 计算条件为:仪器发射与接收线圈距为2.438 4 m, 发射频率为100 kHz。从图 4可以看出, 仪器在不同倾角条件下对地层各向异性电阻率均有敏感性, 在10°~20°范围时, 敏感度最小, 在水平井条件下敏感度最大。
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图 4 各向异性信号响应特征 Fig.4 Response characteristics of anisotropy signals |
地质信号的测量与地质导向能力是方位电磁波仪器设计的关键, 对地质界面的指示作用有利于预测界面的位置, 从而更好地实现钻井着陆和增大井眼与储层的接触面积。在仪器接近或穿过地层界面时, 地质信号幅度会随仪器距界面距离减小而增大, 在远离地层界面时, 地质信号响应为零。通过对不同电阻率对比度条件下地质信号模拟, 可以分析其响应特征与探测特性。
图 5给出了不同电阻率对比度条件下相位差与幅度比地质信号响应。计算条件为:仪器发射与接收线圈距为2.438 4 m, 发射频率为100 kHz。垂深DTV=0 m处为地层界面, 低阻地层电阻率为1 Ω·m。从图 5中可以看出, 仪器在高阻地层中的探测深度明显大于低阻地层中, 当仪器在低阻地层中时, 不同围岩电阻率对仪器响应的影响不明显, 曲线差异较小, 因此仪器在低阻地层中时, 对围岩电阻率值不敏感, 难以准确得到围岩电阻率, 随着仪器所在地层的电阻率增加, 仪器探测深度增加, 幅度比地质信号探测深度大于相位差地质信号探测深度。
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图 5 不同电阻率对比度条件下地质信号响应 Fig.5 Geosignal measured in different resistivity contrasts |
探测深度是评价仪器的重要指标, 在图 5的分析中, 选取了0.1°与0.02 dB作为相位差信号与幅度比信号测量精度的门限值。为进一步分析仪器在不同地层条件下探测深度分布, 制作了地质信号探测深度分布图(图 6)。计算条件为:仪器位于电阻率为Rt2地层中, 围岩电阻率为Rt1, 仪器线圈距为2.438 4 m, 频率为100 kHz。由图 6可以看出, 在高阻地层中探测低阻边界, 探测深度随着仪器所在地层的电阻率增高而增大, 幅度比地质信号的探测深度优于相位差地质信号。可以看到, 仪器最大探测深度接近7 m。
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图 6 方位测量信号探测深度分布 Fig.6 Detection range of directional measurement |
为考察各向异性曲线对地层各向异性的敏感性, 建立如图 7所示砂泥互层模型, 其中泥岩地层电阻率为1 Ω·m, 砂岩地层水平电阻率为2 Ω·m, 各向异性系数分别为2、4、6、8。图 7中, 由左至右分别为:地层模型; 相位差、幅度比地质信号; 相位差各向异性信号; 幅度比各向异性信号。从图 7中可以看出, 地质信号主要指示界面的存在, 在地层内响应为零, 无法反映地层电阻率各向异性。各向异性曲线在地层界面处也会出现响应, 但在各向同性地层内响应为零, 在各向异性地层, 其响应受垂直电阻率与水平电阻率综合影响, 能很好地指示电阻率各向异性的存在与强度。
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图 7 各向异性地层中仪器的响应 Fig.7 Tools' response in anisotropic formation |
图 8为两种新型仪器典型的成像响应, 左图为相位差地质信号图像, 右图为幅度比各向异性信号图像。
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图 8 典型仪器成像响应 Fig.8 Typical tool's image response |
计算条件:发射频率为100 kHz, 源距为2.438 4 m。地层模型为两层, 第一层为各向异性地层(地层水平电阻率为5 Ω·m, 垂直电阻率为20 Ω·m), 第二层为均匀地层(地层电阻率为1 Ω·m)。DTV=25 m处为地层界面。从图 8中可以看出, 地质信号图像可以很好地表征地层界面信息, 而各向异性图像很好地指示了地层电阻率各向异性的存在, 在第一层中显示出地层的电阻率异常(电阻率各向异性), 而在第二层显示为均匀图像。各向异性图像在地层界面处出现一定波动, 主要因为Va=Vxx-Vyy不仅受地层电阻率各向异性的影响, 还一定程度上受地层界面的影响, 但界面对该曲线影响范围较小。对比地质信号图像与各向异性信号图像, 可清晰地判断地层界面与电阻率各向异性。
3 距界面距离与各向异性电阻率反演 3.1 反演算法仪器响应(电阻率曲线、地质信号与各向异性信号)决定于地层参数, 包括地层水平电阻率、垂直电阻率、仪器距界面的距离DTB、仪器与地层相对倾角等, 数学函数表示为
| $ {y_n} = f\left( \mathit{\boldsymbol{x}} \right) = f\left( {\sigma _{\rm{h}}^i,\sigma _{\rm{v}}^i,{D_{{\rm{TB}}}}^j,\alpha } \right). $ | (19) |
式中, x为地层参数矢量; n∈[1, N]为测井曲线数; i∈[1, M]为地层层数; j∈[1, M-1]为层界面个数; α为仪器与地层相对倾角。利用测井响应反演地层参数, 问题可归结为最小二乘问题, 即
| $ O = \sum\limits_{n = 1}^N {e\left( \mathit{\boldsymbol{x}} \right)_n^2} = \sum\limits_{n = 1}^N {{{\left( {{y_n} - f\left( \mathit{\boldsymbol{x}} \right)} \right)}^2}} . $ | (20) |
采用牛顿法最优化式(20)中的目标函数, 第k步的搜索方向可以表示为
| $ \begin{array}{l} {s^k} = {x^{k + 1}} - {x^k} = - {\left[ {{\mathit{\boldsymbol{J}}^{\rm{T}}} \cdot \mathit{\boldsymbol{W}}_{\rm{d}}^{\rm{T}} \cdot {\mathit{\boldsymbol{W}}_{\rm{d}}} \cdot \mathit{\boldsymbol{J}}} \right]^{ - 1}}\left[ {{\mathit{\boldsymbol{J}}^{\rm{T}}} \cdot \mathit{\boldsymbol{W}}_{\rm{d}}^{\rm{T}} \cdot } \right.\\ \left. {{\mathit{\boldsymbol{W}}_{\rm{d}}} \cdot e\left( \mathit{\boldsymbol{x}} \right)} \right]. \end{array} $ | (21) |
式中, J为雅克比矩阵; Wd为仅有对角线不为零的矩阵, 表述了测量信号的信噪比。
3.2 各向异性电阻率零维反演实例零维反演假设地层为均匀各向异性地层, 反演得到仪器与地层的相对倾角、地层水平电阻率与垂直电阻率。仪器响应正演可采用公式(4)~(8)快速计算得到。零维反演程序简单, 计算效率高, 在地质导向过程中, 可第一时间观察是否有电阻率各向异性的存在, 从而避免在解释过程中受其影响。如图 9所示建立三层各向异性地层模型, 仪器与地层相对倾角为80°, 三层的水平电阻率分别为1、2、10 Ω·m, 垂直电阻率分别为2、11、50 Ω·m。中间层厚度为10 m。图 9中, Rmh为模型中的水平电阻率, Rmv为模型中的垂直电阻率, Rh为反演得到的水平电阻率, Rv为反演得到的垂直电阻率, 图中给出仅采用各向异性信号进行反演得到的地层水平电阻率与垂直电阻率, 反演中模型为均匀地层模型。由结果可以看出, 通过反演, 在厚层中可以有效地获得地层各向异性电阻率, 但是在地层界面处附近, 反演得到的地层电阻率易受界面的影响。
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图 9 电阻率各向异性反演结果 Fig.9 Inversion results of anisotropic resistivity |
为考察仪器对地层界面的敏感性及距地层界面距离的反演精度, 建立多层介质模型, 如图 10右下方所示, 地层由多层砂泥交互层组成, 且砂层普遍存在电阻率各向异性, 图 10中第2道给出了反演得到的水平电阻率与垂直电阻率, 可以看到, 反演得到各向异性电阻率与地层模型电阻率吻合良好, 同时反演得到的地层界面位置(右下方地层界面位置以点的形式重合在地层模型上), 可以很好地预测地层的走向, 帮助地质导向。
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图 10 多层介质中边界距离和电阻率各向异性反演结果 Fig.10 Inversion results of DTB and anisotropic resistivity in multilayer media |
本文中从目前商业化随钻方位电磁波仪器结构与信号定义出发, 分析总结了不同仪器测量信号进行各向异性评价与地质导向的优缺点。在分析结果的基础上, 提出了倾斜发射-倾斜接收的仪器结构, 给出了详细的仪器结构、信号定义、成像特征与探测特征分析。该仪器结构可以同时测量地质信号与各向异性信号, 很好地指示地层电阻率各向异性的存在。在电阻率比值为100:1的地层模型中, 地质信号探测深度近7 m。针对新的仪器结构, 开发了地层各向异性与地质界面反演算法, 通过电阻率各向异性零维反演和地层边界距离(DTB)反演实例, 证明了该反演算法稳定、可靠, 可以为地质导向与地层各向异性评价提供有效的技术支持。
致谢 感谢美国麦氏技术公司(Maxwell Dynamics, Inc)周强博士、李虎博士的悉心指导。
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