隨鉆方位電阻率測(cè)井電磁響應(yīng)的研究.pdf

1、在石油鉆井領(lǐng)域尤其是海上鉆井中，隨鉆電磁波測(cè)量技術(shù)因其在地質(zhì)導(dǎo)向和邊界探測(cè)中具有重要價(jià)值而得到廣泛開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。然而傳統(tǒng)的隨鉆測(cè)量技術(shù)均采用同軸發(fā)射和接收天線(xiàn)，雖然可以確定油氣儲(chǔ)層的位置，但由于缺乏方位靈敏性，無(wú)法提供各向異性?xún)?chǔ)層的定向信息，因而不足以對(duì)各向異性地層進(jìn)行評(píng)價(jià)。自2000年開(kāi)始，隨著定向隨鉆測(cè)量的引入，產(chǎn)生了新一代定向測(cè)井儀器。這些儀器除含有軸向天線(xiàn)外，還有傾斜和橫向天線(xiàn)，能夠精確測(cè)量地層各向異性、傾斜角和方位角，提高了地層

2、界面預(yù)測(cè)和地質(zhì)導(dǎo)向的能力。 本文通過(guò)研究電磁波在各層介質(zhì)中的反射和透射規(guī)律，導(dǎo)出介質(zhì)層中電磁波的解析表達(dá)式，計(jì)算電磁波電阻率隨鉆測(cè)量的幅度衰減和相移，分析定向電磁測(cè)量對(duì)地層界面的靈敏性。同時(shí)計(jì)算隨鉆電阻率儀器激發(fā)的電磁場(chǎng)隨儀器方位變化的關(guān)系，分析方位電阻率成像的規(guī)律。
　　首先，本文從麥克斯韋方程出發(fā)，將測(cè)井儀器發(fā)射源簡(jiǎn)化為一個(gè)磁偶極子，其在層狀地層中產(chǎn)生的電磁場(chǎng)可以分解為電場(chǎng)矢量垂直于入射面的線(xiàn)性極化波（TE波）和平行于

3、入射面的線(xiàn)性極化波（TM波），通過(guò)研究這兩種波在各層介質(zhì)中的反射和透射規(guī)律，利用邊界條件得出磁偶極子在水平層狀介質(zhì)中的解析表達(dá)式，并以此為基礎(chǔ)計(jì)算電磁波隨鉆測(cè)量的幅度衰減和相移。
　　其次，采用不同目的層厚度的三層和多層地層模型，計(jì)算定向幅度衰減隨儀器方位變化的關(guān)系，分析方位電阻率成像的分辨率。結(jié)果表明，當(dāng)目的層厚度較大時(shí)，通過(guò)成像可以確定地層邊界;但當(dāng)厚度逐漸減小，成像效果變差，甚至可能曲解真實(shí)地層情況，影響測(cè)井決策。
　

4、　最后，根據(jù)電磁波隨鉆測(cè)量的幅度衰減和相移表達(dá)式，結(jié)合方位電阻成像，分析定向電磁測(cè)量對(duì)地層界面的靈敏性，研究地層相對(duì)傾角和接收天線(xiàn)傾角對(duì)電磁測(cè)量的影響。計(jì)算結(jié)果表明，線(xiàn)圈距和目的層厚度越大、頻率越低、目的層和圍巖電阻率差別越大，定向電磁測(cè)量的探測(cè)范圍越大;隨著地層傾角和接收天線(xiàn)傾角的增加，定向電磁響應(yīng)在接近地層界面時(shí)的變化越明顯，對(duì)地層界面的靈敏性越強(qiáng)。同時(shí)分析定向電磁測(cè)量信號(hào)的方位分辨特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)地層界面的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
　　以上工