交叉偶极子声波测井各向异性反演的混合方法研究

交叉偶极子声波测井各向异性反演的混合方法研究 交叉偶极子声波测井各向异性反演的混合 方法研究 石油天然气(江汉石油学院)2010年6月第32卷第3期 JournalofOilandGasTechnology(J.JPI)Jun.2010go1.32No.3 交叉偶极子声波测井各向异性反演的混合方法研究 刘宇(中国地质大学(北京)能源学院,北京100083) [摘要]交叉倡极子声波测井提供了一种 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 地层备向异性手段,通过各向异性可以进一步来评价压裂效 果,探测裂缝以及检测地应力,因此快速精确地从交叉偶极子测井数据中反演出地层各向异性有重要意 义.系统研究了两种不同的模拟退火方法,通过一个测试函数对比研究了两种方法的特性,并结合声波 测井数据局部连续的特点,提出了混合两种模拟退火方法进行交叉偶极子各向异性反演.对实际测井数 据进行处理的结果表明,与单j虫使用两种方法之一相比,该方法既提高了各向异性反演的处理速度,同 时各向异性的快波方位有较好的稳定性,能够满足工程上的要求. [关键词]模拟退火;交叉偶极子;各向异性反演 [中图分类号]P631.84[文献标识码]A[文章编号]l000—9752(2o10)03—0105—03 在井中通过应用交叉偶极子声波测井的四分量测井数据可以对地层的各向异性进行评价.地层 的各向异性可以辅助进行地震资料与解释,同时可用于评价压裂效果,探测裂缝以及地应力检测等工程 领域川.为了快速准确地从四分量测井数据中反演地层的各向异性,前人开展了大量的研究工 作.笔者采用极快速模拟退火与变区间模拟退火结合的方法进行各向异性反演,取得了很好的效 果. 1方法与原理 横波在各向异性地层中传播时,其不同偏振方向的波 在同一个传播方向上的波速度不相等.对水平对称轴的横 向各向同性的地层,一般可以假定沿井轴方向传播(垂直 对称轴)的横波最快和最慢的方向是正交的,当发射器与 快,慢波方向平行时,交叉方向的接收器信号最弱,而同 向接收器信号最强,当发射器与快,慢波成夹角a时,可以 通过数据处理的方法得到原来快,慢横波的方向(见图 1),交叉偶极子声波测井正是利用这一原理测量横波沿2 个正交方向上的传播速度来定量反演地层的各向异性l2]. 设交叉偶极子声波侧井仪的4个接收器与2个发射器 是严格匹配的.采用简单的Alford旋转法由交叉偶极子四 分量信号反演地层各向异性简便易行,速度快.但应用上 有一定的局限性:一方面求得的快横波方位具有不唯一性; 所求得的解是不确定的, 另一方面在各向异性较弱情况下, 这些误差通常是由频散和数据质量不好引起的.为了克服 数据质量不好情况下各向异性方向判断中可能出现的问题, 进一步提出利用波形反演的方法进行各向异性反演. 图1交叉偶极子测量方位各向异性示意图 [收稿日期]2010—0319 [基金项目]国家"863" 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目(2【)(】6AAo6z22o). [作者简介]刘宇(1971一),男,l993年大学毕业,工程师,博士生,现主要从事石油测 井井下仪器的研发和 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 工作. 石油天然气(江汉石油学院)2010年6月 基于快慢横波波形相似性,由4个分量的信号可以构造如下目标函数]: r E(9,a,)一I(()一s2(一n)9+2一/(,))dt .m.三13T r +I(asp(,)一s2(一n)Sz4-,())dt(1)13 式中,N为接收器的总数;丁为处理的时间宽度;.为各向异性大小;a为快,慢波方向的夹角;S和S分别 是快,慢波的慢度(速度的倒数);和表示第个和第"个接收器;是接收器的间距;是第m个接 收器到声源的距离;fp()一s(t—Sz)和()一s(t—s.)分别代表由四分量偶极数据得到的快,慢主 波信号;asp()和afp(,)是()一s(t—Sz)和()一s(t—sz)分别对时间求导得到的2个辅助方 程. 各向异性反演就是采用一定的优化方法求解方程(1)的最小值.由于模拟退火方法是一个全局的 优化方法,不受初值的影响,因而是一个比较好的方法,但是其收敛速度较慢.综合极快速模拟退火与 变区间模拟退火二者的优点,该研究提出用混合方法对方程(1)进行优化求解,同时反演出各向异性 的方位与大小. 具体过程为:首先,利用极快速模拟退火进行全局优化,得到初始点的各向异性大小和方位;对随 后的深度点,考虑到各向异性局部缓变或有一定的连续性特征,将上一点的结果作为初始解,采用变区 间模拟退火方法进行后续点的反演. 2混合各向异性反演方法应用实例 利用该方法处理了几 口井的实测数据,图2是 一 口浅井的处理结果对比 图,由eXpress软件输出. 图2中各向异性大小 和方位角道的浅色线是用 该方法求得的各向异性大 小和方位角,而深色的填 充区域和深色的线分别是 用eXpress软件处理得到 的各向异性大小和方位角. 成像成果图显示578.0, 586.0m井段发育一条垂直 裂缝,其走向为东西方向. 图中2种方法反演的各向 异性大小和方位角均一致, 所得到的快波方位角与成 像显示的裂缝走向一致, 其中方位角的平均误差为 2.7.,各向异性大小的平 均误差为1.0.从该井 处理结果可以看出,在弱 各向异性井段,由于控制了 方位角的变化范围,从而避免了方位角的强起伏. 图2一口浅井的各向异性反演对比图 第32卷第3期刘宇:交叉偶极子声波测井各向异性反演的混合方法研究 3结语 在综合 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了两种模拟退火算法的差异的基础上,用不同性质的测试函数研究了 两种方法的优化性 能:极快速模拟退火算法在参数空间变化较小时,在保证精度的同时具有很快的速 度;变区间模拟退火 算法受参数区间变化影响较小,而且不同的测试函数表明,该方法有很好的可靠性 和稳定性.根据测井 资料处理的实际特点,提出了综合两种退火方法进行反演的方法,该方法充分发挥 两种方法的优点,从 而既提高了反演的稳定性,又保持了反演的速度.现场实际资料处理结果与eXpress软件的处理结果对 比表明,新方法与国外同类软件处理结果有较好的一致性,且在处理井段未见方位角跳变现象. [参考文献] [1]陶果,ChengH,ToksozMN.应用正交偶极子测井资料测量EDA地层的横向各向异性EJ].地球物理,1994,42(2):278, 286. [2]唐晓明,郑传汉.定量测井声学[M].北京:石油工业出版社,2004.108,120. [3]朱留方.交叉偶极子阵列声波测井资料在裂缝性储层评价中的应用EJ].测井技术,2003,27(3):225~227. E4]黄继新,彭仕宓.成像测井资料在裂缝和低应力研究中的应用EJ].石油,2006,27(6):65,69. E5]倪国辉,曾宪江,丛培茂.应用偶极声波评价碳酸盐岩储层裂缝[J].石油天然 99. 气,2008,30(2):95, [6]孙卫涛,陶果,杨慧珠.基于多尺度分析的正交偶极子测井反演地层各向异性[j].石油大学,2003,27(1):53,58. [7]何峰江,陶果.一种改进的模拟退火算法在正交偶极子各向异性计算中的应用_J].石油大学,2005,29(3):56,62. [编辑]弘文 (上接第83页) 4结论 分析讨论了轻油,稠油,水样在不同极化时间下的核磁共振试验结果,并进行了极化时间研究与纵 向弛豫方程形式的考察. 1)原油的粘度与完全极化最小时问是相关的,粘度越大,完全极化所需时间越小.水的完全极化 最小时间介于轻油与稠油的完全极化最小时间之间.实例中,轻油的完全极化最小 时间至少需要5.5s, 水的最小极化时间至少需要1.9s.中粘度油样完全极化最小时间小于3s,高粘度油样完全极化最小时 间小于1S. 2)轻油样与水样的纵向弛豫方程均为单指数形式,高粘度油的纵向弛豫方程不是单指数形式,而 是双指数或多指数等复杂形式. 对于轻油与水样,求出了纵向弛豫时间T,以及完全极化所需最小时间丁.对于中高粘度油样,无法 根据现有数据精确估算T,因而开展中高粘度油样的核磁共振弛豫特性研究时,应在3s内设置更多的不 同极化时间点的试验测量. [参考文献] [1]BlochF,HansenW,PackardM.Nnclearinduction[J].Phys.Rev.,1946,69:127,136. [2]肖立志.核磁共振成像测井与岩石核磁共振及其应用[M].北京:科学出版社,1998.30~45. [3]何宗斌,倪静.稠油油样核磁共振与粘度试验测量结果及研究[J].石油天然气,2006,28(5):82~84. [4]肖立志,柴细元,孙宝喜,等.核磁共振测井资料解释与应用导论[M].北京:石油工业出版社,2001. [5]王为民,李培,叶朝辉.核磁共振弛豫信号的多指数反演[J].中国科学,2001,31(8):730~731. [6]CoatesGr,XiaoIZ,PrammerMG.NMRLoggingPrinciples&ApplicationEJ].Halli burtonEnergyServicesPubliccationH02308, 1999. [编辑]弘文