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含环状天线槽正交方位随钻电磁波测井仪器三维有限体积法数值模拟 被引量：6
1
作者 于蕾 王浩森 +2 位作者 汪宏年 杨守文 殷长春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期3391-3409,共19页
针对由多环状天线槽构成的方位随钻电磁波测井仪器真实结构,基于柱坐标系下耦合势Helmholtz方程和三维有限体积法研究建立一套相应的三维电磁响应数值模拟算法.首先,采用柱坐标系下三维不规则Yee氏交错网格对计算区域进行剖分,保证了钻... 针对由多环状天线槽构成的方位随钻电磁波测井仪器真实结构,基于柱坐标系下耦合势Helmholtz方程和三维有限体积法研究建立一套相应的三维电磁响应数值模拟算法.首先,采用柱坐标系下三维不规则Yee氏交错网格对计算区域进行剖分,保证了钻铤表面附近的剖分网格与非光滑刻槽钻铤表面同形;并利用电场延拓边界条件逼近钻铤表面的理想电导体边界条件,保证非光滑刻槽钻铤表面耦合势方程离散精度.在此基础上,应用标准均质化技术确定非均质网格的等效电导率和磁导率,并借助三维有限体积法对柱坐标系中耦合势方程以及环状天线槽内的发射天线进行离散,得到一个大型非对称稀疏代数方程,通过PARDISO直接求解器求解离散方程.最后,通过与柱状均匀地层中模式匹配算法所得的数值结果的对比验证该三维算法的有效性,并进一步通过数值结果研究考察金属钻铤和天线槽对方位随钻电磁响应的影响,以及层状TI地层模型中该仪器的响应特征. 展开更多
关键词 方位随钻电磁波测井 刻槽钻铤 铁氧体材料 环状天线槽 三维有限体积法 电场延拓边界条件
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基于故障相关性的随钻方位电磁波测井仪器可靠性失效建模研究
2
作者 李辉 陆永钢 +1 位作者 刘得军 郝振华 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期759-767,共9页
随钻方位电磁波测井仪器作为石油勘探开发的高端装备,对于实时钻井地质导向、井眼轨迹优化及提高储层钻遇率具有十分重要的意义.但因井下复杂环境应力的影响,导致仪器故障率不断升高同时测井响应出现畸变、极值甚至重合,不仅对实时地质... 随钻方位电磁波测井仪器作为石油勘探开发的高端装备,对于实时钻井地质导向、井眼轨迹优化及提高储层钻遇率具有十分重要的意义.但因井下复杂环境应力的影响,导致仪器故障率不断升高同时测井响应出现畸变、极值甚至重合,不仅对实时地质导向造成极大影响并且难以给出合理准确的解释.因此,本文以AziExpress随钻方位电磁波测井仪器为研究实体,通过环境应力可靠性试验对仪器内部天线系统失效模式进行分析.同时对天线系统主要部件的失效时间进行统计并结合历史故障及维修统计数据拟合可靠性失效分布模型,再利用K-S检验法对天线系统各主要部件失效分布模型进行检验.最后依据失效分布模型计算各主要部件的可靠性性能指标,结合失效概率密度函数、失效率、累积失效分布函数对天线系统的可靠性进行分析与评价.研究结果表明,威布尔失效分布模型对于随钻方位电磁波测井仪器天线系统主要部件的最小拟合优度检验值D_(n)为0.131,基于故障相关性的可靠性建模方法能够对仪器天线系统可靠性仿真分析与预测提供依据. 展开更多
关键词 随钻方位电磁波测井仪器 可靠性试验 失效分布模型 可靠性指标 故障相关性
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大斜度井/水平井随钻方位电磁波测井资料实时反演方法 被引量：22
3
作者 王磊 范宜仁 +1 位作者 操应长 邓少贵 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1715-1724,共10页
水平井钻进过程中,地层边界的准确预测对地质导向决策至关重要.但水平井测井环境复杂,随钻方位电磁波测井响应不直观,储层性质、地层界面等信息的精确、定量评价困难.本文提出了一种适用于大斜度井/水平井随钻方位电磁波测井资料的电阻... 水平井钻进过程中,地层边界的准确预测对地质导向决策至关重要.但水平井测井环境复杂,随钻方位电磁波测井响应不直观,储层性质、地层界面等信息的精确、定量评价困难.本文提出了一种适用于大斜度井/水平井随钻方位电磁波测井资料的电阻率及地层界面信息的实时提取方法.该方法主要基于以下几个技术:(1)引入滑动开窗策略将高维随钻方位电磁波测井资料的反演问题转化为多个连续窗口的一维反演问题;(2)对反演参数进行多初值初始化,结合正则化Levenberg-Marquardt算法保证解的全局最优性;(3)充分利用随钻方位电磁波测井多种探测深度信息,采用分级反演策略提高反演速度.数值和实测资料反演结果表明:降维反演方法可实现对地层界面的实时、准确提取,且适用于多数复杂地层结构和任意井眼轨迹;利用浅探测地质信号可实现随钻方位电磁波测井资料的分级反演,最终反演速度可提升10倍以上. 展开更多
关键词 随钻方位电磁波测井 实时反演 地质导向 地层界面
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超深随钻方位电磁波测井探测特性及参数敏感性分析 被引量：10
4
作者 张盼 邓少贵 +4 位作者 胡旭飞 王磊 王正楷 袁习勇 蔡联云 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2210-2219,共10页
本文给出超深随钻方位电磁波测井的仪器天线设计及探测模式信号定义;分析各探测模式的探测性能及对地层电阻率、倾角及各向异性的表征能力;定义方位角、井斜角及地层电阻率的敏感性函数,定性分析不同模式对地层参数的敏感性.研究结果表... 本文给出超深随钻方位电磁波测井的仪器天线设计及探测模式信号定义;分析各探测模式的探测性能及对地层电阻率、倾角及各向异性的表征能力;定义方位角、井斜角及地层电阻率的敏感性函数,定性分析不同模式对地层参数的敏感性.研究结果表明,超深随钻方位电磁波测井各探测模式具有不同探测特性,探测模式I利用对称设计识别地层边界,消除井斜角及电阻率各向异性的影响,在不同电阻率条件下优选频率及源距,达到最大探测范围;探测模式II采用非对称设计,增强对倾角和电阻率各向异性的敏感性,在井斜角为60°时对电阻率变化尤为敏感;探测模式III在任意井斜角下均不具有方位敏感性,能够有效表征地层电阻率,在水平井条件下受地层各向异性影响最小;探测模式IV在高角度及水平井条件下,能够有效识别电阻率各向异性信息. 展开更多
关键词 超深随钻方位电磁波测井 探测模式 各向异性地层 敏感性函数
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随钻方位电磁波测井多参数快速反演 被引量：12
5
作者 胡旭飞 范宜仁 +2 位作者 吴非 王磊 袁习勇 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4690-4701,共12页
大斜度井/水平井随钻测井技术已被广泛的应用于各种复杂油气藏中,但传统随钻电磁波测井仅提供仪器轴向磁场分量,井斜和各向异性对测井响应影响耦合在一起,难以剥离,无法基于反演同时获取多个参数,进行相应的地层评价,且不能提供方位信息... 大斜度井/水平井随钻测井技术已被广泛的应用于各种复杂油气藏中,但传统随钻电磁波测井仅提供仪器轴向磁场分量,井斜和各向异性对测井响应影响耦合在一起,难以剥离,无法基于反演同时获取多个参数,进行相应的地层评价,且不能提供方位信息,难以实现地质导向功能.随钻方位电磁波测井在提供仪器轴向磁场分量的基础上,还提供了仪器横向磁场分量,其提取的地质导向信号,对地层界面非常敏感,受井斜、地层电阻率对比度和各向异性影响弱,可以反演得到准确的界面位置.此外,额外的磁场分量信息,有效降低了井斜与各向异性的耦合程度,可基于反演算法实现多参数联合反演,满足电阻率测井精细解释评价需求. 展开更多
关键词 随钻方位电磁波测井 磁场分量 地质导向 多参数反演
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随钻方位电磁波电阻率测井数据精度分析及实时反演成像 被引量：3
6
作者 李星翰 张文秀 +6 位作者 陈鹏 陈文轩 王珺 郑健 尤嘉祺 张雅丽 李弘 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3990-3998,共9页
随钻方位电磁波电阻率测井数据包含地层电阻率、地层边界方位及距离等信息,其中地层边界的方位和距离作为大斜度井/水平井开发过程中的重要参数,是地质导向正确决策的关键.通过反演和成像技术能够将随钻方位电磁波电阻率测井数据转换为... 随钻方位电磁波电阻率测井数据包含地层电阻率、地层边界方位及距离等信息,其中地层边界的方位和距离作为大斜度井/水平井开发过程中的重要参数,是地质导向正确决策的关键.通过反演和成像技术能够将随钻方位电磁波电阻率测井数据转换为可视化的地层参数信息.由于测井过程中上传数据有限,本文分析了不同数据的测量精度,为上传数据选取提供参考.基于传播矩阵算法和Levenberg-Marquardt算法开展了一维快速反演研究.通过实时监测模型参数质量,避免反演陷入局部极小值,保证模型参数的全局收敛性.最后,通过实测数据处理,验证了反演算法的可靠性. 展开更多
关键词 随钻方位电磁波电阻率测井 一维反演及成像 随钻测井 精度分析
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层状各向异性地层中含环状天线槽随钻方位电磁波测井几何因子算法 被引量：4
7
作者 于蕾 汪宏年 +1 位作者 王浩森 殷长春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1298-1314,共17页
本文基于感应测井中的几何因子与一阶Born近似理论,通过柱坐标系下耦合势Helmholtz方程三维有限体积法研究建立了各向异性地层中含环状天线槽的随钻方位电磁波测井几何因子.首先,通过引入环状电流源与径向磁偶极子源电磁场Green函数,并... 本文基于感应测井中的几何因子与一阶Born近似理论,通过柱坐标系下耦合势Helmholtz方程三维有限体积法研究建立了各向异性地层中含环状天线槽的随钻方位电磁波测井几何因子.首先,通过引入环状电流源与径向磁偶极子源电磁场Green函数,并结合Green第二积分公式,推导出随钻方位电磁波测井仪器中环形电场和横向磁场微小变化与各向异性地层中水平和垂直电导率相对摄动量之间的关系,得到轴向和横向感应电动势微小变化量计算方法与柱坐标系中轴向和横向分量空间灵敏度函数(三维几何因子)表达式.在此基础上,进一步给出径向和纵向微分几何因子计算公式.然后,应用耦合势三维有限体积法确定发射线圈产生的感应电磁场以及环状电流源与径向磁偶极子源电磁场Green函数的数值解.最后,给出不同频率、不同倾角、不同各向异性系数等多种情况下该仪器的空间灵敏度函数与微分几何因子的数值结果,用于分析考查仪器的响应特征与空间探测能力. 展开更多
关键词 随钻方位电磁波测井 相对摄动量 电磁场Green函数 几何因子 探测深度
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随钻方位电磁波测井仪器偏心响应模拟及分析 被引量：11
8
作者 巫振观 范宜仁 +2 位作者 王磊 刘家雄 邢涛 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期69-79,共11页
为研究随钻方位电磁波测井仪器偏心响应特征,基于交错网格时域有限差分方法,进行复杂偏心条件下测井响应模拟分析。采用共形网格技术实现复杂边界电导率等效,并通过与半解析解对比,验证算法正确性;进而对比分析仪器居中和偏心条件下电... 为研究随钻方位电磁波测井仪器偏心响应特征,基于交错网格时域有限差分方法,进行复杂偏心条件下测井响应模拟分析。采用共形网格技术实现复杂边界电导率等效,并通过与半解析解对比,验证算法正确性;进而对比分析仪器居中和偏心条件下电磁场分布特征;讨论不同仪器参数及井眼环境下单发单收结构的测量信号变化规律;最后探讨复杂偏心条件下随钻方位电磁波测井响应特征及方位信号变化。结果表明:油基钻井液和电阻率大于0.5Ω·m的水基钻井液中随钻方位电磁波响应基本不受仪器偏心的影响;电阻率小于0.1Ω·m的水基钻井液中,低频长源距测量模式可忽略偏心影响,能够较好地用于地质导向;而高频短源距测量模式受井眼环境影响严重,应当考虑适当的校正。 展开更多
关键词 随钻方位电磁波测井 仪器偏心 三维时域有限差分 共形网格
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多尺度随钻方位电磁波测井系统响应特征研究 被引量：8
9
作者 吴柏志 杨震 +1 位作者 郭同政 袁习勇 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期7-13,共7页
为了及时发现地层构造变化,规避钻井风险的同时准确评价地层,要求随钻测井仪器具备尽可能大的探测深度和较高的分辨率,而单一尺度的测量结果难以同时满足上述要求。为此,模拟研究了超深随钻方位电磁波和随钻方位电磁波测井系统的探测特... 为了及时发现地层构造变化,规避钻井风险的同时准确评价地层,要求随钻测井仪器具备尽可能大的探测深度和较高的分辨率,而单一尺度的测量结果难以同时满足上述要求。为此,模拟研究了超深随钻方位电磁波和随钻方位电磁波测井系统的探测特性,分析了该测井系统的探边能力和分辨率,并探索了其对钻前地层界面的探测效果;然后,采用拟牛顿法,进行了多尺度随钻方位电磁波测井资料的精确快速反演。研究结果表明,通过增大源距、降低频率的方式,超深随钻方位电磁波测井的探边能力达到数十米;与小尺度随钻方位电磁波测井联合使用,通过反演可以实时获取油藏电阻率剖面信息,从而实现近远井不同范围内的地质预测、地质导向和油藏描述。 展开更多
关键词 多尺度 随钻方位电磁波测井 探测特性 地质导向 反演
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基于LSTM神经网络的随钻方位电磁波测井数据反演 被引量：11
10
作者 康正明 秦浩杰 +3 位作者 张意 李新 倪卫宁 李丰波 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期116-124,共9页
随钻方位电磁波测井仪器在地质导向和储层评价等方面具有重要作用,但其测量响应不具有直观性,需要用反演方法获得地层信息,高斯–牛顿法、随机反演算法等传统反演方法计算速度较慢,难以满足实时反演的要求。为此,提出了一种基于长短期... 随钻方位电磁波测井仪器在地质导向和储层评价等方面具有重要作用,但其测量响应不具有直观性,需要用反演方法获得地层信息,高斯–牛顿法、随机反演算法等传统反演方法计算速度较慢,难以满足实时反演的要求。为此,提出了一种基于长短期记忆人工神经网络(LSTM)的新反演方法,用于求取地层电阻率。首先,基于广义反射系数法建立正演算法,完成样本集的制作;然后,搭建LSTM神经网络模型,基于样本集进行训练和测试,通过遍历的方法优选出合适的网络参数;最后,在测试集上完成电阻率的反演,将反演电阻率与正演电阻率进行对比,对比反演所需时间和相对误差,并在测试集中加入白噪声验证了模型的抗噪能力。研究结果表明,模型能够准确快速地反演地层电阻率信息,能够满足对含有噪声数据的反演需要,具有较好的鲁棒性。此反演方法为测井资料处理提供了新的思路和方向。 展开更多
关键词 LSTM神经网络 电阻率反演 随钻方位电磁波测井 正演计算 地质导向
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