获取随钻方位电阻率测井仪器距地层边界距离的系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明提供了一种获取随钻方位电阻率测井仪器距地层边界距离的系统，包括：第一初始值调整模块，用于调整当前围岩地层电阻率的初始值；第二初始值调整模块，用于调整测井仪器所在地层电阻率的初始值；响应值计算模块，用于计算测井仪器在相距地层边界不同距离时对应的Rx和Rz的响应值；匹配判断模块，用于判断计算的Rx和Rz的响应值与实际测量的Rx和Rz的响应值是否匹配；处理模块，用于如果匹配，将复镜像正演模型中对应的距离确定为测井仪器相距地层边界的距离；如果不匹配，触发第一初始值调整模块和第二初始值调整模块，使系统继续获取测井仪器相距地层边界的距离。通过本发明能够及时获取到测井仪器所在地层电阻率的初始值。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地质勘测领域，具体而言，涉及一种获取随钻方位电阻率测井仪器距 地层边界距离的系统。 获取随钻方位电阻率测井仪器距地层边界距离的系统
【背景技术】
[0002] 实时地质导向对油气勘探非常重要。地质导向的目的是尽可能的保持钻头在油层 中行进。为了避免钻头进入低阻围岩，就要求随钻仪器提供远处地层界面的方向，以及随钻 电阻率测井仪器相距远处地层界面距离的信息。这就需要随钻电阻率测井仪器具有方位探 测能力。图1所示为目前流行的两种随钻方位电阻率测井仪器的天线结构示意图。其中， R1和R2表示接收线圈，T1和T2表示发射线圈；图la所示为倾斜线圈天线结构示意图。由 于倾斜线圈具有与发射线圈正交的分量，因此具有方位探测能力。同时又由于倾斜线圈还 具有与发射线圈平行的分量，因此测量信号中还包含了与方位无关的信息。在应用过程中， 与方位无关的信息通过数据处理的方法剔除。图lb所示为正交线圈的结构示意图。由于 接收线圈与发射线圈正交，因此接收天线与发射天线的直接耦合为零，接收信号只包含与 方位有关的地层信息。
[0003] 图2所示为一种相关技术提供的基于联合线圈的天线结构示意图。该天线结构的 接收线圈是由两个关于仪器芯轴对称的，与发射线圈正交的线圈和一个与发射线圈平行的 线圈组成。三个线圈由一组线绕制而成，因此接收信号是三个线圈的响应之和。由于联合 线圈具有正交线圈，因此具有方位探测能力。同时由于联合线圈还包含与发射天线平行的 线圈，因此联合线圈的电压响应中还包含了发射线圈通过地层的直接耦合分量，提取此直 接耦合分量，可以利用常规传播电阻率测井仪器的理论，测量随钻方位电阻率测井仪器所 在地层的电阻率。
[0004] 然而基于图2所示的联合线圈天线结构的随钻方位电阻率测井仪器，实时估算远 处地层边界距离随钻仪器的垂直距离仍比较耗时，及时性较差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种获取随钻方位电阻率测井仪器距地层边界距离的系 统，以解决上述的问题。
[0006] 在本发明的实施例中提供了一种获取随钻方位电阻率测井仪器距地层边界距离 的系统，所述测井仪器为联合线圈天线结构，包括水平发射天线Tz、水平接收天线Rz和垂 直接收天线Rx ;所述系统包括：第一初始值调整模块，用于根据Rz先前接收的信号计算得 到的传播电阻率调整当前围岩地层电阻率的初始值；第二初始值调整模块，用于根据Rz当 前接收的信号计算的传播电阻率调整所述测井仪器所在地层电阻率的初始值；响应值计算 模块，用于根据所述第一初始值调整模块调整后的围岩地层电阻率的初始值和所述第二初 始值调整模块调整后的测井仪器所在地层电阻率的初始值，利用复镜像正演模型计算所述 测井仪器在相距地层边界不同距离时对应的Rx和Rz的响应值；匹配判断模块，用于判断所 述响应值计算模块计算的Rx和Rz的响应值与实际测量的Rx和Rz的响应值是否匹配；处 理模块，用于如果所述匹配判断模块的判断结果为匹配，将所述计算的Rx和Rz的响应值 在所述复镜像正演模型中对应的距离确定为所述测井仪器相距地层边界的距离；如果匹配 判断模块的判断结果为不匹配，触发所述第一初始值调整模块和第二初始值调整模块重新 调整所述围岩地层电阻率的初始值和所述测井仪器所在地层电阻率的初始值，使所述系统 继续获取所述测井仪器相距地层边界的距离。
[0007] 本发明实施例提供的系统基于复镜像理论，计算该测井仪器在相距地层边界不同 距离时对应的Rx和Rz的响应值，并通过将计算的Rx和Rz的响应值与实际测量得到的Rx 和Rz的响应值进行匹配比较，通过匹配关系能够快速反演确定出远处地层边界相距该测 井仪器的垂直距离，解决了联合线圈天线结构的随钻方位电阻率测井仪器，实时估算远处 地层边界距离随钻仪器的垂直距离比较耗时，及时性较差的问题，提升了仪器的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图la和图lb示出了相关技术提供的随钻方位电阻率测井仪器的天线结构示意 图；
[0009] 图2示出了相关技术提供的基于联合线圈的天线结构示意图；
[0010] 图3示出了本发明实施例提供的获取随钻方位电阻率测井仪器距地层边界距离 的系统流程图；
[0011] 图4示出了本发明实施例提供的联合线圈的结构示意图；
[0012] 图5示出了本发明实施例提供的联合线圈在靠近地层边界时的典型响应曲线图；
[0013] 图6示出了本发明实施例提供的复镜像理论的示意图；
[0014] 图7示出了本发明实施例提供的三层地层结构来比较复镜像方法和完全解方法 之间的差别示意图；
[0015] 图8示出了本发明实施例提供的应用复镜像方法和完全解方法分别得到的Rx线 圈所在位置的磁场实部和虚部示意图；
[0016] 图9示出了本发明实施例提供的应用复镜像方法的计算结果与应用完全解方法 的计算结果的相对误差示意图；
[0017] 图10示出了本发明实施例提供的实时快速反演地层边界距离的算法流程图。
【具体实施方式】
[0018] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0019] 本发明实施例利用复镜像理论，将远处地层边界的电磁波反射等效成为发射源的 一个复镜像在均匀空间中的散射，从而将一维正演模型简化为均匀空间模型，极大地提高 了计算速度。基于此，本发明实施例提供了一种获取随钻方位电阻率测井仪器距地层边界 距离的系统，该测井仪器为联合线圈天线结构（如图2所示），包括水平发射天线Tz、水平 接收天线Rz和垂直接收天线Rx ;参见图3所示，该系统可以设置在测井仪器内，包括以下 模块：
[0020] 第一初始值调整模块30,用于根据Rz先前接收的信号计算得到的传播电阻率调 整当前围岩地层电阻率的初始值；
[0021] 其中，Rz先前接收的信号可以根据经验选择信号的数量，本发明实施例不做具体 限制；
[0022] 第二初始值调整模块32,用于根据Rz当前接收的信号计算的传播电阻率调整测 井仪器所在地层电阻率的初始值；
[0023] 响应值计算模块34,用于根据第一初始值调整模块30调整后的围岩地层电阻率 的初始值和第二初始值调整模块32调整后的测井仪器所在地层电阻率的初始值，利用复 镜像正演模型计算测井仪器在相距地层边界不同距离时对应的Rx和Rz的响应值；
[0024] 匹配判断模块36,用于判断响应值计算模块34计算的Rx和Rz的响应值与实际测 量的Rx和Rz的响应值是否匹配；
[0025] 因为不同的距离，计算出的Rx和Rz的响应值不同，在匹配比较时，计算出的Rx和 Rz的响应值分别与测量的Rx和Rz的响应值进行比较，只要存在一组与测量的Rx和Rz的 响应值相匹配，即可停止匹配比较。当然，此处的匹配不需要是绝对意义上的响应值完全一 致，可以是在设定范围内的相似一致即可，允许计算的响应值与实际测量的响应值之间存 在一定的偏差，只要这个偏差在允许范围内，即认为二者匹配；
[0026] 处理模块38,用于如果匹配判断模块36的判断结果为匹配，将计算的Rx和Rz的 响应值在复镜像正演模型中对应的距离确定为测井仪器相距地层边界的距离；如果匹配判 断模块的判断结果为不匹配，触发第一初始值调整模块30和第二初始值调整模块32重新 调整围岩地层电阻率的初始值和测井仪器所在地层电阻率的初始值，使该系统继续获取测 井仪器相距地层边界的距离。
[0027] 本实施例的上述系统基于复镜像理论，计算该测井仪器在相距地层边界不同距离 时对应的Rx和Rz的响应值，并通过将计算的Rx和Rz的响应值与实际测量得到的Rx和Rz 的响应值进行匹配比较，通过匹配关系能够快速反演确定出远处地层边界相距该测井仪器 的垂直距离，解决了联合线圈天线结构的随钻方位电阻率测井仪器，实时估算远处地层边 界距离随钻仪器的垂直距离比较耗时，及时性较差的问题，提升了仪器的性能。
[0028] 具体的，上述响应值计算模块34可以包括：
[0029] 磁场计算单元，用于计算该测井仪器在相距地层边界不同距离时对应的Rx和Rz 的磁场分别为：
[0030]
【权利要求】
1. 一种获取随钻方位电阻率测井仪器距地层边界距离的系统，其特征在于，所述测井 仪器为联合线圈天线结构，包括水平发射天线Tz、水平接收天线Rz和垂直接收天线Rx ;所 述系统包括： 第一初始值调整模块，用于根据Rz先前接收的信号计算得到的传播电阻率调整当前 围岩地层电阻率的初始值； 第二初始值调整模块，用于根据Rz当前接收的信号计算的传播电阻率调整所述测井 仪器所在地层电阻率的初始值； 响应值计算模块，用于根据所述第一初始值调整模块调整后的围岩地层电阻率的初始 值和所述第二初始值调整模块调整后的测井仪器所在地层电阻率的初始值，利用复镜像正 演模型计算所述测井仪器在相距地层边界不同距离时对应的R X和Rz的响应值； 匹配判断模块，用于判断所述响应值计算模块计算的Rx和Rz的响应值与实际测量的 Rx和Rz的响应值是否匹配； 处理模块，用于如果所述匹配判断模块的判断结果为匹配，将所述计算的Rx和Rz的响 应值在所述复镜像正演模型中对应的距离确定为所述测井仪器相距地层边界的距离；如果 匹配判断模块的判断结果为不匹配，触发所述第一初始值调整模块和第二初始值调整模块 重新调整所述围岩地层电阻率的初始值和所述测井仪器所在地层电阻率的初始值，使所述 系统继续获取所述测井仪器相距地层边界的距离。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述响应值计算模块包括： 磁场计算单元，用于计算所述测井仪器在相距地层边界不同距离时对应的Rx和Rz的 磁场分别为：
上
述公式中， d为复位移， 其中，t2 ir.urr ， ， L-顺' 分别为所述测井仪器所在地层以及边界外侧的波数，ω为所述测井仪 器的Τζ的发射电流角频率；μ为介质的磁导率，εη为镜像源所在介质的介电常数，0b、 〇n分别为所述测井仪器所在地层及边界外侧地层的电导率（电阻率的倒数），也就是仪器 所在地层电阻率的初始值及围岩地层电阻率的初始值；j是虚数符号，所述镜像源为与所 述Tz垂直于所述地层边界距离为2h+2d处的虚拟发射源；ε b为所述测井仪器所在介质的 介电常数；h为复镜像正演模型中设置的所述测井仪器相距地层边界的距离，M z为Tz的磁 矩，L为Rz到Tz的距离。
【文档编号】E21B49/00GK104100261SQ201410325652
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】刘乃震, 赵齐辉, 卢毓周, 李永和, 白锐, 刘策, 李敬, 陶忠义, 黄轲 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司