层状各向异性地层中随钻方位电磁测井显式灵敏度矩阵的快速算法与参数化迭代反演
发布时间：2021-09-19 01:27
本论文是从新型的可随时监控与实现地质导向的方位随钻测井（LWD）技术,并基于传输线理论（TLM）建立了层状各向异性介质中磁流源并矢格林函数的解析算法。然后利用傅里叶变换方法以及传输线理论分析出电流源和磁流源并矢格林函数的计算方法,推导出频率域中并矢格林函数的表达式。进一步利用摄动理论和Fréchet导数进一步推导出地层水平电导率、垂直电导率、地层界面深度以及微小倾角摄动的电磁场变化解析关系表达式,建立正交方位随钻电磁波响应显式灵敏度矩阵的快速计算方法,得到正交方位随钻测井仪器的结果,进而考察不同情况下灵敏度系数的变化规律,确认随钻仪器的对地层边界的探测效果。方位随钻电磁电导率测井资料中实时确定钻铤周围地层电导率、钻铤距离上下地层边界的位置、井眼相对倾角,同时计算出理论合成测井数据,并将这些所有结果实时显式出来,为地质导向与储层评价提供合理的依据。由于会有地层厚度较薄,周围岩石层的影响依然较大的情况,还需要利用反演的技术消除周围岩石层影响,故又在此基础上建立方位随钻电磁测井数据库的快速正演方法与一维多参数正则化迭代反演技术的结合,利用方位随钻电磁波测井资料组成的2N维数据列向量表示层状各...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
均匀介质地层模型
27第三章倾斜井眼中随钻方位电磁测井响应正演模拟本章将利用第二章的水平层状地层磁流源并矢格林函数，并结合随钻方位电磁测井仪器的结果，给出正演模拟的算法。§3.1随钻方位电磁波测井仪器结构与测量原理图3.1随钻电磁波测井仪结构示意图，该仪器由两对不同源距的轴向发射天线，一对轴向接收天线和一对横向接收线圈(RX1/RX2)上感应电动势的组合组成，其中，长源距天线为TZ1和TZ2，短源距天线是TZ3和TZ4，一对接收天线为RZ1和RZ2，采用两个不同的工作频率：400kHz、2MHz。对于每个频率分别测量出长源距天线(TZ1和TZ2)和短源距天线(TZ3和TZ4)在接收天线(RZ1和RZ2)上的振幅比和相位差。图3.1随钻电磁波测井仪结构示意图3.1.1高频(2MHz)发射产生的振幅比和相位差高频(2MHz)发射产生的振幅比和相位差分别用如下符号表示，下标h表示高频[25]：振幅比：10,1,,2,()20log(/),1,2,3,4hzkzkAttkVVk(3.1.1)相位差：,1,,2,()(/),1,2,3,4hzkzkPkargVVk(3.1.2)此外，为了克服三线圈系的振幅比和相位差曲线的不对称性，往往采用将上下两个发射天线产生的振幅比和相位差平均，形成如下补偿振幅比和补偿相位差：
29§3.2倾斜井中随钻方位电磁波测井响应正演模拟图3.2是水平层状介质中倾斜井眼模型，井眼倾角为，图中给出了地层坐标系xyz，其z轴与地层界面垂直且向下，而x轴与y轴与地层界面平行。同时也引入井眼坐标系xbybzb,其中，zb轴沿钻井方向，而xb轴和yb轴与zb轴垂直。图3.2层状各向异性地层中倾斜井眼模型由图不难看出，井眼坐标系中三个单位正交向量与地层坐标系中间三个单位正交向量间的关系[18]：cos0sin=010=()sin0cosbffxxxbffyyybffzzzeeeeeΤeeee(3.2.1)其中，Τ()是旋转矩阵，上标b表示井眼坐标系，上标f表示井眼坐标系。此外，轴向发射与接收线圈以及横向接收线圈的单位向量[18]：轴向发射源方向：(sin,0,cos)TzT(3.2.2)轴向接收线圈的方向：(sin,0,cos)TzR(3.2.3)横向接收线圈的方向：(cos,0,sin)TxR(3.2.4)这时，位为sr处方向为(sin,0,cos)TzT的轴向发射源在Rzr处轴向接收线
本文编号：3400731
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
均匀介质地层模型
27第三章倾斜井眼中随钻方位电磁测井响应正演模拟本章将利用第二章的水平层状地层磁流源并矢格林函数，并结合随钻方位电磁测井仪器的结果，给出正演模拟的算法。§3.1随钻方位电磁波测井仪器结构与测量原理图3.1随钻电磁波测井仪结构示意图，该仪器由两对不同源距的轴向发射天线，一对轴向接收天线和一对横向接收线圈(RX1/RX2)上感应电动势的组合组成，其中，长源距天线为TZ1和TZ2，短源距天线是TZ3和TZ4，一对接收天线为RZ1和RZ2，采用两个不同的工作频率：400kHz、2MHz。对于每个频率分别测量出长源距天线(TZ1和TZ2)和短源距天线(TZ3和TZ4)在接收天线(RZ1和RZ2)上的振幅比和相位差。图3.1随钻电磁波测井仪结构示意图3.1.1高频(2MHz)发射产生的振幅比和相位差高频(2MHz)发射产生的振幅比和相位差分别用如下符号表示，下标h表示高频[25]：振幅比：10,1,,2,()20log(/),1,2,3,4hzkzkAttkVVk(3.1.1)相位差：,1,,2,()(/),1,2,3,4hzkzkPkargVVk(3.1.2)此外，为了克服三线圈系的振幅比和相位差曲线的不对称性，往往采用将上下两个发射天线产生的振幅比和相位差平均，形成如下补偿振幅比和补偿相位差：
29§3.2倾斜井中随钻方位电磁波测井响应正演模拟图3.2是水平层状介质中倾斜井眼模型，井眼倾角为，图中给出了地层坐标系xyz，其z轴与地层界面垂直且向下，而x轴与y轴与地层界面平行。同时也引入井眼坐标系xbybzb,其中，zb轴沿钻井方向，而xb轴和yb轴与zb轴垂直。图3.2层状各向异性地层中倾斜井眼模型由图不难看出，井眼坐标系中三个单位正交向量与地层坐标系中间三个单位正交向量间的关系[18]：cos0sin=010=()sin0cosbffxxxbffyyybffzzzeeeeeΤeeee(3.2.1)其中，Τ()是旋转矩阵，上标b表示井眼坐标系，上标f表示井眼坐标系。此外，轴向发射与接收线圈以及横向接收线圈的单位向量[18]：轴向发射源方向：(sin,0,cos)TzT(3.2.2)轴向接收线圈的方向：(sin,0,cos)TzR(3.2.3)横向接收线圈的方向：(cos,0,sin)TxR(3.2.4)这时，位为sr处方向为(sin,0,cos)TzT的轴向发射源在Rzr处轴向接收线
本文编号：3400731
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