阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统及方法与流程

本发明属于信息处理技术领域，尤其涉及一种阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统及方法。

背景技术：

阵列感应测井是在电子和计算机技术高速发展的基础上实现的感应类电阻率测井方法。早在1957年，poupon就提出了阵列感应测井和“软件聚焦”的思想，但是，直到二十世纪九十年代才出现商用阵列感应测井仪器。目前，阵列感应测井仪器已经比较成熟，已经有ait、hdil、hrai、hil和mit等仪器。上述各种阵列感应测井仪器均已经在中国国内应用，由于它们的分辨率较高和对电阻率剖面的良好反映，已经得到较普遍的认可，因此应用越来越多。但是，通过总结中国国内各油田阵列感应测井资料及应用情况发现，不同研究工区仍然有许多问题需要深入确定和解决，涉及的内容包括盐水井眼问题、钻井液侵入问题和薄层问题等，这些问题严重影响和制约了阵列感应测井的定量应用，需要根据具体情况进行分析或解决。目前，国内外学者针对阵列感应测井响应受到的环境影响做了多方位的研究，江国明等(2005年)，kruger(2007年)，仵杰等(2016年)完成了井斜对阵列感应测井响应特征的影响分析；夏宏泉等(2017年)完成了鄂尔多斯盆地阵列感应测井响应的钻井液侵入影响分析及校正工作；白彦等(2018年)研究了垂直井中井眼和各向异性地层的阵列感应测井响应特征；仵杰等(2018年)针对井眼、地层、仪器偏心、倾角因素对阵列感应测井原始信号进行了分析。

综合来看，虽然已有学者通过多种环境条件来研究阵列感应测井响应特征，也在研究中取得了较好的效果，但目前尚未有系统性地在各种环境因素条件下综合研究原始曲线和合成曲线特征并结合实际数据处理的分析方法。

目前的阵列感应测井仪器有多种，如ait(arrayinductionimagertool)仪器、hrai(highresolutionarrayinduction)仪器和hdil(high-definitioninductionlog)仪器等。目前，hdil在中国陆地油田和海洋石油测井中应用较多，效果较好，测井业内普遍认为，hdil仪器是目前国内应用最好的阵列感应测井仪器。本发明以hdil仪器为仪器模型进行阵列感应测井方法受环境影响变化规律的说明。hdil是多道全数字频谱感应测井系统，每个子阵列均采用三线圈系结构(一个发射单元，两个基本接收单元)，hdil共有7组接收阵列，共用一个发射线圈。使用八种频率(10、30、50、70、90、110、130、150khz)同时工作，井下仪器共测量112个原始实部分量和虚部分量信号，经计算机处理，实现数字聚焦和井眼校正，得到三种纵向分辨率(1、2、4ft)，六种探测深度(10、20、30、60、90、120in.)的阵列感应测井电阻率曲线。假定地层旋转对称，因而地层电导率仅是纵向和径向深度的函数。地层二维电导率信号经过多个子阵列(响应函数)得到多个输出(各子阵列测量信号)，近似反映二维地层信息。它是一个单输入多输出系统。由于受井眼、侵入、围岩等环境影响和趋肤效应影响以及响应函数有限的分辨率，测量信号不能有效地反映原状地层信息。感应测井信号处理的目的就是消除测量信号中不必要的影响，求出地层真电阻(导)率。因此，在hdil的信号处理中，环境因素对曲线的处理结果影响很大，若不重视环境因素的影响则会导致阵列感应测井曲线的异常，降低阵列感应测井曲线质量，无法准确识别油气层，进行有效的油气勘探开发工作。阵列感应测井是一种重要的电法测井方法，是电磁波理论应用于在地球物理测井的一种具体技术体现。电磁波运动规律遵从maxwell方程，研究在普通非均匀介质中的方程解就是感应测井的正演问题。

目前，数值模式匹配法(nmm：numericalmodematchingmethod)是一种成熟的感应测井响应数值模拟法，已经得到普遍的认可和广泛的应用。其核心是将二维的数值计算转化为一维的解析递推和另一维的数值计算：在轴向上用解析解，在径向上用有限元素法(fem)求解。

综上所述，现有技术存在的问题是：由于受井眼、侵入、围岩等环境影响和趋肤效应影响以及响应函数有限的分辨率，测量信号不能有效地反映原状地层信息；导致阵列感应测井曲线的异常，阵列感应测井曲线质量降低，无法准确识别油气层，进行有效的油气勘探开发工作。

目前，阵列感应测井的响应特征研究问题主要面临两个难点。第一，合理的地层模型设计和电磁场推导及求解方法的建立；第二，质量可靠的原始曲线选取及合理的合成方法进行分辨率匹配及曲线合成工作。

基于上述难点分析，提出一种阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统及方法，可以为选取质量可靠的原始曲线和分辨率匹配、曲线合成工作提供理论依据，从而完成更有效的储层识别，为油气勘探开发奠定基础。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统及方法。

本发明是这样实现的，一种阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理方法，所述阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理方法包括以下步骤：

第一步，建立地层模型，基于数值模式匹配法，完成进行电磁场分解、波场递推、磁分量求解及电导率计算、曲线合成，分析仪器的适用范围；

第二步，典型地层的模型建立与响应计算，针对均匀地层、有井眼地层、无侵入地层、有侵入地层以及不同侵入类型的地层中阵列感应测井原始曲线特征研究，为后续合成处理提供质量可靠的原始曲线；

第三步，砂泥岩剖面中钻井液电阻率和井眼尺寸影响的曲线特征分析；针对不同地层厚度和不同钻井液电阻率的砂泥岩地层模型中阵列感应测井合成曲线特征研究，评估深浅探测曲线质量，为地层评价工作提供可靠曲线；

第四步，砂泥岩剖面中侵入、围岩影响的曲线特征分析；针对有井眼、无侵入地层模型的围岩影响的阵列感应测井曲线特征研究和有井眼、有侵入地层模型的围岩影响的阵列感应测井合成曲线特征，选取为油水识别工作提供依据的合成曲线。

进一步，所述第一步建立地层模型，基于数值模式匹配法，完成进行电磁场分解、波场递推、磁分量求解及电导率计算、曲线合成，分析仪器的适用范围包括：建立存在m个水平界面的地层模型，每个层都是径向不均匀的，由井、冲洗带、侵入带和原状地层组成。采用柱坐标z为井轴，发射线圈位于层面zs上，用子午面上的一个点(a,zs)代表，a是其半径，发射线圈产生一个轴对称电磁场；发射线圈通过交变电流it＝i0e^iωt，电磁场含有时间因子e^iωt，基于经典微分形式的maxwell方程组可得：

其中，jt为发射电流密度，k²＝ω²μ(ε-iσ/ω)；根据轴对称性可知，e与无关，对无源区，在第m层内则：

波数其中，ω是角频率，μm(r),εm(r),σm(r)分别是第m层的磁导率、介电常数和电导率，径向坐标r的函数；公式采用分离变量法求解得：

其中，是n阶对角阵；

建立基函数应满足的边界条件后，对公式转置变换，公式中的fm(r)只有数值解，需要通过求解广义复特征值问题来解决；公式中有解析表达式，得电场分布，计算电导率；

将均匀无限大地层模型电阻率设置为从0.1ω.m变化到1000ω.m，观察不同子阵列得到的原始曲线特征，得到阵列感应测井仪器的适用条件。

进一步，所述第二步具体包括：

(1)建立考虑井眼的无限厚地层模型，在不同钻井液条件下对比不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

(2)建立考虑井眼、围岩的多层地层模型，在不同层厚围岩条件下对比不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

(3)建立考虑井眼、围岩、侵入的多层地层模型，在高侵条件下对比不同径向侵入深度时的不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

(4)建立考虑井眼、围岩、侵入的多层地层模型，在低侵条件下对比不同径向侵入深度时的不同频率的多个子阵列的原始响应信号。

进一步，所述第三步具体包括：

(1)建立多层地层模型，设置井眼半径为常用尺寸，钻井液类型从盐水钻井液变化到淡水钻井液，地层厚度从薄到厚变换，确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征；

(2)建立均匀无限大地层模型，在不同钻井液条件下确定，当井眼变化时相同分辨率的不同探测深度曲线特征。

进一步，所述第四步具体包括：

(1)建立盐水泥浆条件下，设置井眼半径为常用尺寸，在低阻围岩条件下考虑侵入的三层地层模型中确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征；

(2)建立淡水泥浆条件下，设置井眼半径为常用尺寸，在低阻围岩条件下考虑侵入的三层地层模型中确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理方法的阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统，所述阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统包括：

地层模型分析模块，用于建立简单的地层模型，基于数值模式匹配法，完成进行电磁场分解、波场递推、磁分量求解及电导率计算、曲线合成，分析仪器的适用范围；

模型建立与响应计算模块，用于实现针对典型不同地层模型进行正演模拟；

第一曲线特征分析模块，用于实现砂泥岩剖面中钻井液电阻率和井眼尺寸影响的曲线特征分析；

第二曲线特征分析模块，用于实现砂泥岩剖面中侵入、层厚和围岩影响的曲线特征分析。

进一步，所述模型建立与响应计算模块包括：

第一原始响应信号对比单元，用于建立考虑井眼的无限厚地层模型，在不同钻井液条件下对比不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

第二原始响应信号对比单元，用于建立考虑井眼、围岩的多层地层模型，在不同层厚围岩条件下对比不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

第三原始响应信号对比单元，用于建立考虑井眼、围岩、侵入的多层地层模型，在高侵条件下对比不同径向侵入深度时的不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

第四原始响应信号对比单元，用于建立考虑井眼、围岩、侵入的多层地层模型，在低侵条件下对比不同径向侵入深度时的不同频率的多个子阵列的原始响应信号。

进一步，所述第一曲线特征分析模块包括：

第一阵列感应合成曲线特征确认单元，用于建立多层地层模型，设置井眼半径为常用尺寸，钻井液类型从盐水钻井液变化到淡水钻井液，地层厚度从薄到厚变换，确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征；

探测深度曲线特征确认单元，用于建立均匀无限大地层模型，在不同钻井液条件下确定，当井眼变化时相同分辨率的不同探测深度曲线特征；

第二阵列感应合成曲线特征确认单元，用于建立盐水泥浆条件下，设置井眼半径为常用尺寸，在低阻围岩条件下考虑侵入的三层地层模型中确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征；

第三阵列感应合成曲线特征阵列感应合成曲线特征建立淡水泥浆条件下，设置井眼半径为常用尺寸，在低阻围岩条件下考虑侵入的三层地层模型中确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理方法。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明采用数值模式匹配法，建立二维地层模型，进行电磁场分解、波场递推、磁分量求解及电导率计算，对以下几点影响阵列感应测井响应的主要环境因素进行系统分析：1)地层电阻率；2)钻井液电阻率；3)钻井液侵入；4)井眼尺寸；5)地层厚度。建立均匀无限大地层模型，完成不同导电性质地层中的阵列感应测井响应特征分析，确定趋肤效应影响的地层条件，规范仪器适用范围。建立有井眼、无限厚地层模型，将钻井液导电性质从好到差，目的层电阻率从低到高变化，与均匀无限大厚层响应对比，得到井眼影响和钻井液电阻率影响的曲线变化特征；同时对比仪器多组发射频率下的原始信号，分析趋肤效应影响的曲线变化特征，确定质量好的原始曲线类型。建立钻井液侵入半径从浅至深变化的地层模型，钻井液侵入关系可分为高侵、低侵两种状态，分析合成曲线的变化特征，划分质量好的合成曲线，为侵入带反演奠定基础。建立井眼尺寸不同的地层模型，分析阵列感应测井仪器的合成曲线特征，评估深浅探测曲线质量，为地层评价工作提供可靠曲线。建立不同层厚的地层模型，考虑钻井液侵入分为高侵、低侵两种情况，分析各子阵列的原始曲线质量，避免出现不同源距的曲线交叉现象。

本发明利用数值模式匹配法对影响阵列感应测井曲线的主要环境因素进行系统分析的方法，针对复杂地层和井眼条件设计不同的地层模型并进行数值模拟计算，从电磁场分解、波场递推、磁分量求解到电导率计算、分辨率匹配等得到不同地层模型下的阵列感应测井响应曲线，并分析总结在钻井液电阻率、钻井液侵入、井眼尺寸、地层厚度以及地层电阻率中某一因素单独影响下的曲线特征规律。本发明可提高阵列感应测井曲线的解释成果的准确性，为地层评价及油气识别提供理论依据。

附图说明

图1是本发明实施例提供的阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统的结构示意图；

图中：1、地层模型分析模块；2、模型建立与响应计算模块；3、第一曲线特征分析模块；4、第二曲线特征分析模块。

图2是本发明实施例提供的阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理方法流程图。

图3是本发明实施例提供的阵列感应测井曲线环境影响分析系统框图。

图4是本发明实施例提供的均匀地层模型(i)hdil仪器原始信号模拟结果示意图。

图5是本发明实施例提供的有井眼地层模型(ii)hdil仪器原始信号模拟结果(rm＝10ω.m)示意图。

图6是本发明实施例提供的有井眼地层模型(ii)hdil仪器原始信号模拟结果(rm＝100ω.m)示意图。

图7是本发明实施例提供的无侵入地层模型(iii)hdil响应(对比度10，rt/rs＝100/10)示意图。

图8是本发明实施例提供的无侵入地层模型(iii)hdil响应(对比度100，rt/rs＝1000/10)示意图。

图9是本发明实施例提供的高侵地层模型(iv)hdil响应(侵入半径0.25m，rxo/rt＝300/80)示意图。

图10是本发明实施例提供的高侵地层模型(iv)hdil响应(侵入半径1.0m，rxo/rt＝300/80)示意图。

图11是本发明实施例提供的低侵地层模型(v)hdil响应(侵入半径0.25m，rxo/rt＝5/20)

图12是本发明实施例提供的低侵地层模型(v)hdil响应(侵入半径0.5m，rxo/rt＝5/20)示意图。

图13是本发明实施例提供的有井眼不同厚度地层模型及hdil合成曲线(rm＝0.005ω.m，rs＝3.0ω.m，rt/rs＝20/3)示意图。

图14是本发明实施例提供的有井眼不同厚度地层模型及hdil合成曲线(rm＝1.0ω.m，rs＝3.0ω.m，rt/rs＝20/3)示意图。

图15是本发明实施例提供的井眼尺寸(12in.)对120in.探测深度曲线m1rx的影响示意图。

图16是本发明实施例提供的井眼尺寸(16in.)对120in.探测深度曲线m1rx的影响示意图。

图17是本发明实施例提供的井眼尺寸(12in.)对10in.探测深度曲线m1r1影响示意图。

图18是本发明实施例提供的井眼尺寸(16in.)对10in.探测深度曲线m1r1影响示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理系统包括：

地层模型分析模块1，用于建立简单的地层模型，基于数值模式匹配法，完成进行电磁场分解、波场递推、磁分量求解及电导率计算、曲线合成，分析仪器的适用范围。

模型建立与响应计算模块2，用于实现针对典型不同地层模型进行正演模拟。

第一曲线特征分析模块3，用于实现砂泥岩剖面中钻井液电阻率和井眼尺寸影响的曲线特征分析。

第二曲线特征分析模块4，用于实现砂泥岩剖面中侵入、围岩影响的曲线特征分析。

如图2所示，本发明实施例提供的阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理方法包括以下步骤：

s201：建立简单的地层模型，基于数值模式匹配法，完成进行电磁场分解、波场递推、磁分量求解及电导率计算、曲线合成，分析仪器的适用范围；

s202：典型地层的模型建立与响应计算，针对典型不同地层模型进行正演模拟，主要是针对均匀地层、有井眼地层、无侵入地层、有侵入地层以及不同侵入类型的地层中阵列感应测井原始曲线特征研究，为后续合成处理提供质量可靠的原始曲线；

s203：砂泥岩剖面中钻井液电阻率和井眼尺寸影响的曲线特征分析。针对不同地层厚度和不同钻井液电阻率的砂泥岩地层模型中阵列感应测井合成曲线特征研究，评估深浅探测曲线质量，为地层评价工作提供可靠曲线；

s204：砂泥岩剖面中侵入、和围岩影响的曲线特征分析。针对有井眼、无侵入地层模型的围岩影响的阵列感应测井曲线特征研究和有井眼、有侵入地层模型的围岩影响的阵列感应测井合成曲线特征研究，选取可为油水识别工作提供依据的合成曲线。

本发明实施例提供的阵列感应测井曲线环境影响规律的信息处理方法具体包括以下步骤：

第一步，建立简单的地层模型，基于数值模式匹配法，完成进行电磁场分解、波场递推、磁分量求解及电导率计算、曲线合成，分析仪器的适用范围；

考虑轴对称的二维地层模型情况，建立存在m个水平界面的地层模型，每个层都是径向不均匀的，由井、冲洗带、侵入带和原状地层组成。采用柱坐标z为井轴，发射线圈位于层面zs上，用子午面上的一个点(a,zs)代表，a是其半径，发射线圈产生一个轴对称电磁场。设发射线圈通过交变电流it＝i0e^iωt，电磁场含有时间因子e^iωt，基于经典微分形式的maxwell方程组可得：

其中，jt为发射电流密度，k²＝ω²μ(ε-iσ/ω)。根据轴对称性可知，e与无关，对无源区，设在第m层内则：

波数其中，ω是角频率，μm(r),εm(r),σm(r)分别是第m层的磁导率、介电常数和电导率，它们都是径向坐标r的函数。公式(2)可采用分离变量法求解可得：

其中，是n阶对角阵。

建立基函数应满足的边界条件后，对公式(3)转置变换，公式(3)中的fm(r)只有数值解，需要通过求解广义复特征值问题来解决。而公式(4)中有解析表达式，可得电场分布，从而计算电导率。

将均匀无限大地层模型电阻率设置为从0.1ω.m变化到1000ω.m，观察不同子阵列得到的原始曲线特征，从而得到阵列感应测井仪器的适用条件。

第二步，典型地层的模型建立与响应计算，针对典型不同地层模型进行正演模拟，主要是针对均匀地层、有井眼地层、无侵入地层、有侵入地层以及不同侵入类型的地层中阵列感应测井原始曲线特征研究，为后续合成处理提供质量可靠的原始曲线。

(1)建立考虑井眼的无限厚地层模型，在不同钻井液条件下对比不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

(2)建立考虑井眼、围岩的多层地层模型，在不同层厚围岩条件下对比不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

(3)建立考虑井眼、围岩、侵入的多层地层模型，在高侵条件下对比不同径向侵入深度时的不同频率的多个子阵列的原始响应信号；

(4)建立考虑井眼、围岩、侵入的多层地层模型，在低侵条件下对比不同径向侵入深度时的不同频率的多个子阵列的原始响应信号。

第三步，砂泥岩剖面中钻井液电阻率和井眼尺寸影响的曲线特征分析。针对不同地层厚度和不同钻井液电阻率的砂泥岩地层模型中阵列感应测井合成曲线特征研究，评估深浅探测曲线质量，为地层评价工作提供可靠曲线。

(1)建立多层地层模型，设置井眼半径为常用尺寸，钻井液类型从盐水钻井液变化到淡水钻井液，地层厚度从薄到厚变换，确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征；

(2)建立均匀无限大地层模型，在不同钻井液条件下确定，当井眼变化时相同分辨率的不同探测深度曲线特征。

第四步，砂泥岩剖面中侵入、围岩影响的曲线特征分析。针对有井眼、无侵入地层模型的围岩影响的阵列感应测井曲线特征研究和有井眼、有侵入地层模型的围岩影响的阵列感应测井合成曲线特征研究，选取可为油水识别工作提供依据的合成曲线。

(1)建立盐水泥浆条件下，设置井眼半径为常用尺寸，在低阻围岩条件下考虑侵入的三层地层模型中确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征；

(2)建立淡水泥浆条件下，设置井眼半径为常用尺寸，在低阻围岩条件下考虑侵入的三层地层模型中确定井眼钻井液影响对阵列感应合成曲线特征。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

本发明采用nmm正演方法计算阵列感应hdil的测井响应，针对不同的影响因素，设计针对性的地层模型，对响应规律进行总结和分析；具体步骤如下：

1、典型地层阵列感应测井原始曲线特征：

图4～图12给出hdil仪器在多种地层模型条件下的正演模拟结果，主要地层参数已经在对应的图3中给出。针对每一个具体的地层模型，可以把同一源距的不同频率的实部信号模拟结果放在同一道显示，也可以把同一频率的不同源距的实部信号模拟结果放在同一道显示，以满足不同分析的需要。

模拟的原始曲线中包含7组子阵列、八种频率的结果，共有56条实部视电阻率曲线。在图4～图12中，原始曲线名称如下：

a0r1～a0r15：对应子阵列a0，八种频率10khz、30khz、…、150khz的8条实部视电阻率曲线；

其它类推：a1r1～a1r15、a2r1～a2r15、a3r1～a3r15、a4r1～a4r15、a5r1～a5r15和a6r1～a6r15：分别对应子阵列a1～a6，八种频率10khz、30khz、…、150khz的8条实部视电阻率曲线。

此外，需要说明的是，图4～图12中各种模拟响应曲线均为原始响应信号，即未进行井眼影响校正、趋肤效应校正等信号处理过程。

下面结合具体地层模型进行说明分析，表1为设计地层模型的主要信息汇总。

表1设计地层模型的主要信息

(1)图4为均匀地层的hdil仪器正演模拟结果；可以看出，地层高阻时，地层电阻率与视电阻率基本一致；低阻条件下，视电阻率与地层真实电阻率差别明显，传播效应(趋肤效应)影响明显。

(2)图5和图6为有井眼、无限厚地层的hdil仪器正演模拟结果，分别为对应rm＝1.0和100.0ω.m时两种频率(10khz和130khz)条件下的原始响应信号(实部视电阻率)模拟结果。可以看出，在钻井液电阻率较低的条件下，无论地层高阻或低阻，对应的视电阻率与无井眼时的结果严重偏离，同时由于趋肤效应影响，很难进行井眼影响校正。频率越高，趋肤效应影响严重；而钻井液电阻率越大，有井眼地层的阵列感应测井的原始信号与无井眼地层的原始信号图4更为接近，说明钻井液电阻率越高，井眼影响越小，井眼影响校正比较容易，阵列感应测井合成聚焦曲线将更为合理。

(3)图7和图8为无侵地层正演模拟结果。图7中，高阻层电阻率(100.0ω.m)与围岩电阻率(10.0ω.m)的对比度为10:1；图8中，高阻层电阻率(1000.0ω.m)与围岩电阻率(10.0ω.m)对比度为100:1。

如图7、图8所示，地层越薄，测量结果与实际数值差别越大，说明地层厚度对测量影响明显；无钻井液侵入时，短线圈子阵列能够比较好地反映地层电阻率和地层界面，而长线圈子阵列的测量数值与实际地层差别较大，主要原因在于围岩影响和趋肤效应明显。高对比度(rt:rs＝100:1)的地层，围岩影响特别明显，如图8，各子阵列在高阻层与地层模型对应都很差。而且，在该模型的薄层段，长线圈子阵列数值与地层模型对应关系很差。

(5)图9和附图10为高侵地层模型正演模拟结果。高阻层电阻率为80.0ω.m，侵入带电阻率为300.0ω.m；低阻层电阻率为80.0ω.m，无侵入。图9中，高阻层的侵入半径为0.25m；附图11中，高阻层的侵入半径为1.0m。

如图9、图10所示，地层厚度对测量结果影响明显；侵入半径越大，则侵入影响越明显；在钻井液高侵的条件下，各阵列原始曲线的一致性关系良好，在厚层，未出现不同源距曲线的交叉现象；短线圈子阵列反映侵入带电阻率明显；而长线圈子阵列的测量结果受侵入带影响不明显，在厚层可以较好反映原状地层特性。

(6)图11和图12为低侵地层模型正演模拟结果。高阻层电阻率为20.0ω.m，侵入带电阻率为5.0ω.m；低阻层电阻率为1.0ω.m，无侵入。图11中，高阻层的侵入半径为0.25m；图12中，高阻层的侵入半径为0.50m。

如图11、图12所示，地层厚度对测量结果影响明显；侵入半径越大，则侵入影响越明显；而且，在钻井液低侵条件下，即使在厚层，也出现不同源距曲线的交叉现象；短线圈子阵列受侵入带影响明显，主要反映侵入带电阻率；而长线圈子阵列的测量结果同样明显受侵入带影响，使数据处理和分析的难度增大。

2、钻井液电阻率和井眼尺寸影响合成曲线特征

阵列感应测井的主要特点是软件合成聚焦，在合成聚焦之前通常需要对原始信号进行必要的预处理，保证为后续处理提供良好的测量信号。井眼校正是其中非常重要的一个处理环节，如果井眼影响过大导致原始信号严重扭曲，则很难进行井眼校正，从而影响最终的合成聚焦结果。井眼尺寸的影响通常与钻井液电阻率影响结合起来确定。

步骤1)钻井液电阻率影响分析

该组地层模型是井眼半径为4in.，钻井液电阻率从0.005ω.m变化到1.0ω.m，地层厚度从0.3m变化到3m；本组模型主要确定井眼钻井液影响。图13和图14为针对不同地层模型的hdil合成曲线结果。

图13、图14中，第1道：地层模型电阻率参数，rm为钻井液电阻率，rt为地层模型的真电阻率；第2道：深度道；第3道至第5道：对应hdil的1ft、2ft和4ft三种分辨率曲线：m1r1～m1rx、m2r1～m2rx和m4r1～m4rx，探测深度为10in.、20in.、30in.、60in.、90in.和120in.。

当钻井液为盐水钻井液时，如rm＝0.005ω.m，阵列感应曲线质量比较差，10in.、20in.即m2r1和m2r2曲线受井眼钻井液影响明显，严重偏离地层模型真实值。30in.、60in.、90in.和120in.即m2r3～m2rx曲线能反应部分地层特性，即由于受钻井液影响，m2r3～m2rx数值与地层真实电阻率数值有明显的差别。

当钻井液为淡水钻井液时，例如，当钻井液电阻率rm＝1.0ω.m时，阵列感应曲线质量比较好，各曲线基本与模型值基本重合，一致性较好。

根据数值模拟及合成处理结果可以得到：

(1)在比较淡的钻井液或油基钻井液中，不同探测深度的阵列感应测井曲线均能较好地反映地层的真实信息。因此，在淡水或油基钻井液钻井条件下，应用阵列感应测井是有效的，这与以往的结论完全一致。

(2)随着钻井液电阻率的降低(即钻井液矿化度增高)，测量结果与地层真实数值差别越来越大，即钻井液电阻率越小(钻井液越咸，矿化度越大)，对hdil合成测井曲线质量影响越大，阵列感应测井反映地层的能力减弱。主要原因在于：井眼钻井液影响明显，趋肤效应明显，探测深度降低，地层真实信息贡献降低，从而影响合成曲线质量。

(3)钻井液电阻率较低或地层与钻井液电阻率对比度较大时，即使没有钻井液侵入，但是不同探测深度的曲线仍然会出现差异，这属于“假侵入”现象，需要引起重视。

(4)阵列感应测井深探测曲线对原状地层的反映能力通常要好于浅探测曲线，这与一般的理论和理解是吻合的。但是，根据图13的可以看出，即使钻井液电阻率很小(rm分别为0.005ω.m)，深探测曲线(如m2r9和m2rx)仍然能够较大程度地反映地层真实信息。因此，在盐水钻井液条件下，可以谨慎和有条件地使用阵列感应测井资料，尤其是其深探测曲线仍然可有效反映地层真实信息。

(5)在薄层处，阵列感应测井除受井眼钻井液影响外，还要受围岩影响，因此，合成曲线反映地层的能力变弱；同时，在rt与rm接近时，即在低对比度条件下，合成曲线的质量较好，尤其是低阻地层，数据更为合理。

步骤2)井眼尺寸影响分析

井眼尺寸也是影响测井曲线质量的重要因素。下面给出当井眼变化时的地层模型及其合成处理结果。图15、图16和图17、图18给出12in.和16in.井眼对120in.探测深度曲线(m1rx)和10in.探测深度曲线(m1r1)的影响特征。图15-图18中的横坐标为地层真电阻率rt，纵坐标为合成的视电阻率与真电阻率的比值ra/rt。

结合前面的处理结果，根据图15、图16和图17、图18，可以有如下结论：

(1)井眼越大，对测量结果越不利，尤其是盐水钻井液条件的大井眼，对hdil的测量极为不利，使得hdil仪器的应用范围明显变小；

(2)rt/rm的大小(即地层与钻井液电阻率对比度)对测量结果影响很大，若井眼增大，则影响更为明显；

(3)浅探测曲线较深探测曲线受井眼影响更为明显，因此，深探测曲线有更大的应用范围。

3、砂泥岩剖面中侵入、围岩影响的合成曲线特征。

围岩及钻井液侵入是影响阵列感应测井重要因素，通过设计不同钻井液侵入地层模型的模拟算例，分析围岩和钻井液侵入对hdil响应的影响，综合分析hdil的综合反映地层的能力，研究hdil仪器的适用性原则和地层真实参数的求解方法。

阵列感应测井信号要合成多个探测深度曲线，需要各子阵列原始信号探测深度要与合成的理想探测深度存在合理的关系。hdil的合成曲线探测深度均在线圈系原始径向探测深度之间，两相邻子阵列的探测深度之间仅有一个合成探测深度。

步骤1)盐水钻井液条件下考虑井眼、侵入地层模型，给出有井眼、侵入和围岩影响的地层模型以及hdil合成曲线结果，主要考虑钻井液侵入对阵列感应测井的影响。

hdil合成曲线结果对应盐水钻井液(rm＝0.06ω.m)和不同侵入半径，侵入半径依次对应为0.1m到3m。可以发现，当钻井液侵入比较浅时，10in.探测深度曲线受钻井液影响比较严重，其它探测深度曲线能够反应真实地层情况；随着钻井液侵入半径的增加，hdil合成曲线受钻井液侵入影响明显，反应冲洗带情况的能力增强，与rt数值偏离明显。

步骤2)淡水钻井液条件下考虑井眼、有侵入地层模型

hdil合成曲线结果对应淡水钻井液(rm＝0.4ω.m)和不同侵入半径，侵入半径依次对应为0.1m到3m。可以发现，当没有钻井液侵入时，所有曲线与地层模型基本重合，说明淡水钻井液情况下，hdil合成曲线能很好地探测到真实地层情况，这与前面的结论一致。随着钻井液侵入半径的增加，探测深度为10in.(m2r1)和20in.(m2r2)的浅探测曲线主要反应钻井液和侵入带信息，其它中、深探测曲线也受钻井液侵入影响。

在钻井液侵入比较浅时，合成曲线能够反应地层真实情况；当钻井液侵入较深时，合成曲线要反应地层真实情况比较困难，需对原始曲线进行针对性校正，采用合理的处理合成方法，获取可靠的阵列感应测井曲线，完成精确的地层评价及油水识别工作。

下面结合实验对本发明的技术效果作详细的描述。

hdil合成曲线结果对应盐水泥浆侵入水层模型，钻井液电阻率值为0.05ω.m，侵入带深度为2.0m，冲洗带电阻率为2.0ω.m，目的层电阻率为1.0ω.m，该情况较为不理想测量环境条件下的探测结果。依据上述总结的原始信号特征，选取合适的合成方法得到质量可靠的合成曲线后，选取浅探测曲线用作侵入带信息确定，分辨率小的数据作薄层信息处理，最终处理得到的目的层电阻率及侵入带电阻率信息，其精度可达80％以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。