随钻电阻率成像测井在裂缝地层中的响应模拟

• 作者: 康正明 李新 李铭宇 柯式镇 蔡亚琳 马雪瑞
• 来源期刊: 石油科学通报
• 关键词: 随钻电阻率成像 测井响应 有限元法 数值模拟 复杂裂缝
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 页码范围: 327-336
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2096-1693.2020.03.028

摘要

随着石油勘探的深入发展,随钻测井技术已成为及时准确获取钻井和地质资料的重要手段.其中,随钻电阻率成像测井在实时井场数据采集、解释、现场决策以及指导地质导向钻井中起着关键作用.然而,目前关于随钻电阻率成像测井影响因素的研究较少.针对随钻电阻率成像仪在裂缝地层中的测井响应及其影响因素尚不明确的问题,本文基于三维有限元法,利用COMSOL MULTIPHYSICS有限元仿真平台,对单一裂缝地层及网状裂缝地层中的随钻电阻率成像测井响应进行了模拟,分析了井眼尺寸、泥浆电阻率、电阻率对比度、裂缝张开度、裂缝倾角及延伸距离等因素对测井响应的影响.模拟时,采用有限元局部网格细化技术,以达到求解精度,提高求解速度.数值模拟结果表明,井眼泥浆的电阻率会影响裂缝分辨率,而由于泥浆的存在,当井眼尺寸较小且仪器纽扣电极距离井壁较近时,仪器对裂缝的分辨率较高.当井眼尺寸保持在7 in以内时,视电阻率曲线效果较好.井眼环境对不同尺寸纽扣电极影响不同.当裂缝的张开度小于纽扣电极的分辨率时,随裂缝张开度增加,裂缝处的视电阻率逐渐接近真实值.而当裂缝张开度大于纽扣分辨率时,随钻电阻率成像测井受其张开度的影响较大.裂缝的延伸距离对成像结果的影响有限,当该延伸距离超过0.3 m时,该影响可以忽略.应用斯伦贝谢解释模型考察异常电流面积A与裂缝张开度的关系,两者呈较好的线性正相关关系,而A与电阻率对比度呈负相关关系.裂缝倾角会影响成像时的视张开度,随倾角增大,成像图上裂缝的视张开度增大,且倾角对低角度裂缝的视张开度大小的影响小于高角度裂缝.研究结果对随钻电阻率成像测井仪在复杂裂缝地层中的测井解释及模型建立具有一定指导意义.