三分量感应测井响应分析及反演研究

发布时间：2017-03-29 06:10

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【摘要】：随着石油开采已慢慢步入中后期,越来越多的油气出现在砂泥岩薄互储层之中。这种油气储层具有水平低阻、垂直高阻的特性。常规的感应测井仪器由于只具有轴线方向上的线圈系因而只能得到地层的水平电阻率,而不能获取垂直电阻率。这样无法准确评估砂泥岩薄互储层,极容易造成油气的低估和漏估。为了解决油气勘探中遇到的上述挑战,三分量感应测井仪器应运而生。它具有三个方向的正交线圈系,能同时得到地层的水平和垂直电阻率,相比常规感应测井仪器,能提供多条测井曲线,因而能全面的反映地层物理特性。另一方面,为了能得到储层更多的信息,我们需要结合多条曲线去同时反演多个未知量,这又对我们的数据处理解释提出了更高的要求。由于感应测井包含正向建模和反演处理两部分。针对正演算法,本文研究了非均匀介质中电磁场求解的多维方法;针对反演算法,本文研究了基于物理过程和数学过程的多种电磁反演求解方法。针对常规感应测井与三分量感应测井,本文首先从仪器线圈系结构、工作原理以及能测量和反演的数据量等方面比较了它们的异同,并从最基本的全均匀介质出发,本文具体推导了感应电压和视电导率的提取公式,然后基于平面一维分层介质模型,推导了平面一维分层介质中的格林函数,研究了sommerfeld积分的常规求解算法,在此基础上提出并优化了基于汉克尔变换的快速滤波法。关于三分量感应测井的响应,本文从多个方面考察了地层不同的物理特性对响应的影响。结合平面一维分层介质模型,本文首先分析了分层介质反演原理和流程,研究了基于参数优化的高斯牛顿法和broyden法,并加入了线性搜索和非线性变换的处理。然后本文也将正演加速运用到了反演之中,体现了不同的正演算法对于反演效率和计算结果的影响。最后本文结合多个数值算例全面考察了不同模型对高斯牛顿法反演效率和精度的影响,并将broyden法成功应用于反演数值模拟之中,取得了不错的效果。
【关键词】：三分量感应测井 砂泥岩薄互层 响应 索末菲积分 反演
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE937;P631.81
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势11-12
• 1.3 本文的研究内容和结构安排12-14
• 第二章 电磁正反演分析方法14-25
• 2.1 非均匀介质电磁场正演方法14-20
• 2.1.1 一维解析法14-15
• 2.1.2 二维半解析半数值法15-16
• 2.1.3 三维数值法16-19
• 2.1.4 三种方法的优缺点19-20
• 2.2 电磁反演主要方法20-24
• 2.2.1 变形波恩迭代法20-21
• 2.2.2 波恩迭代法21
• 2.2.3 电磁逆散射变分法21-22
• 2.2.4 对比源反演法22-23
• 2.2.5 参数优化法23
• 2.2.6 遗传算法23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 感应测井响应计算与分析25-55
• 3.1 感应测井基本原理25-27
• 3.1.1 常规感应测井25-26
• 3.1.2 三分量感应测井26-27
• 3.2 正演响应计算27-32
• 3.2.1 感应电压的提取27-31
• 3.2.2 视电导率31-32
• 3.3 平面分层介质格林函数32-40
• 3.3.1 物理模型33-34
• 3.3.2 麦克斯韦方程标量化和传输线等效34-36
• 3.3.3 谱域格林函数36-39
• 3.3.4 空域格林函数39-40
• 3.4 Sommerfeld积分的计算40-48
• 3.4.1 高斯求积结合连分式展开41-42
• 3.4.2 汉克尔变换42-43
• 3.4.3 汉克尔变换的截断处理技术与改进43-46
• 3.4.4 三种算法的比较46-48
• 3.5 三分量感应测井响应分析48-54
• 3.5.1 垂直井和倾斜井对响应的影响49-50
• 3.5.2 倾角对响应的影响50-52
• 3.5.3 地层各向异性对响应的影响52-53
• 3.5.4 短源距和长源距对响应的影响53-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第四章 平面一维分层介质反演55-74
• 4.1 引言55
• 4.2 分层介质反演原理55-56
• 4.3 两种快速反演方法56-61
• 4.3.1 高斯牛顿法57-58
• 4.3.2 线性搜索58-59
• 4.3.3 非线性变换59-60
• 4.3.4 Broyden法60
• 4.3.5 收敛标准60-61
• 4.4 数值算例61-73
• 4.4.1 高斯牛顿反演法61-70
• 4.4.2 Broyden反演法70-73
• 4.4.3 两种方法比较73
• 4.5 本章总结73-74
• 第五章 结束语74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-81
• 攻硕期间取得的研究成果81-82

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本文编号：273828