geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2023-3-46geophystech-327Research ArticleСтатьиОбнаружение кровли коллектора по сигналам электрокаротажа в наклонно-горизонтальных скважинах: сравнительный анализReservoir top detection by resistivity logging signals in deviated and horizontal wells: comparative analysisТемирбулатовО. П.TemirbulatovO. P.

Магистр геологии, аспирант геолого-геофизического факультета НГУ, инженер лаборатории многомасштабной геофизики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: численное моделирование данных электрокаротажа.

o.temirbulatov@g.nsu.ruМихайловИ. В.MikhaylovI. V.

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории многомасштабной геофизики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН. Основные научные интересы: численное моделирование и инверсия данных электрокаротажа, нефтепромысловая геофизика, межскважинное электромагнитное просвечивание.

MikhaylovIV@ipgg.sbras.ruСуродинаИ. В.SurodinaI. V.

Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории многомасштабной геофизики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН и лаборатории вычислительных задач геофизики Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН. Основные научные интересы: математическое моделирование задач каротажа и наземного зондирования, разработка параллельных алгоритмов и программ для GPU.

sur@ommfao1.sscc.ruИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН<br> 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3 <br><br> Новосибирский государственный университет<br> 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1РоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS<br> Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090 <br><br> Novosibirsk State University<br> Pirogova Str., 1, Novosibirsk, 630090Russian FederationИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН<br> 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3 <br><br> Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН<br> 630090, Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 6РоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS<br> Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090 <br><br> Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS<br> Lavrentiev Ave., 6, Novosibirsk, 630090Russian Federation202322022024034657Copyright &#x00A9; Темирбулатов О.П., Михайлов И.В., Суродина И.В., 20242024Темирбулатов О.П., Михайлов И.В., Суродина И.В.Temirbulatov O.P., Mikhaylov I.V., Surodina I.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/327

Данное исследование направлено на изучение возможностей электромагнитного зонда с тороидальными катушками в задачах геонавигации. Выполнено трехмерное численное конечно-разностное моделирование электромагнитных откликов для зонда с тороидальными катушками, для зондов электромагнитного каротажа и бокового каротажного зондирования в двухслойных моделях с варьирующимся контрастом УЭС и зенитным углом скважины. На основе этих расчетов показаны ключевые особенности сигналов электромагнитного зонда с тороидальными катушками (ЗЭТ), высокочастотного электромагнитного каротажа (ВИКИЗ) и бокового каротажного зондирования (БКЗ) при обнаружении границы до ее пересечения. Данные особенности позволяют заблаговременно определять приближение к кровле коллектора по сигналам ЗЭТ, ВИКИЗ и БКЗ.

This research is aimed at finding out the capabilities of an electromagnetic probe with toroidal coils in geosteering problems. Three-dimensional numerical finite-difference modeling of electromagnetic responses was performed for a probe with toroidal coils, for high-frequency electromagnetic logging probe and side logging sondes in two-layer models with varying resistivity contrast and borehole zenith angle. Based on these calculations, the key features of the toroidal coil electromagnetic sounder (ZET), high-frequency electromagnetic logging (VIKIZ) and side logging (BKZ) signals in detecting the boundary before it is crossed are shown. These features make it possible to determine the approach to the roof of the collector using the signals ZET, VIKIZ and BKZ.

Электрокаротажтороидальные катушкигеонавигациячисленное моделированиеконечные разностиглубина обнаруженияResistivity loggingtoroidal coilsgeosteeringnumerical modelingdepth of detectionИсследование выполнено при финансовой поддержке проекта ФНИ № FWZZ-2022-0026 «Инновационные аспекты электродинамики в задачах разведочной и промысловой геофизики».ReferencesМихайлов И.В., Суродина И.В., Темирбулатов О.П. Сигналы электромагнитного зонда с тороидальными катушками в наклонных скважинах (по результатам численного моделирования) // Геофизические технологии. – 2021. – № 3. – С. 18–27, doi: 10.18303/2619-1563-2021-3-18.Bittar M., Klein J., Beste R., Hu G., Wu M., Pitcher J., Golla C., Althoff G., Sitka M., Minosyan V., Paulk M. A new azimuthal deep-reading resistivity tool for geosteering and advanced formation evaluation // SPE Reservoir Evaluation and Engineering. – 2009. – Vol. 12 (2). – P. 270–279, doi: 10.2118/109971-PA.Нечаев О.В., Эпов М.И., Глинских В.Н. Единый подход к трехмерному моделированию процесса каротажа гальваническими и индукционными зондами в анизотропных средах // Геофизические технологии. – 2022. – № 3 – С. 25–33, doi: 10.18303/2619-1563-2022-3-25.Epov M.I., Mikhaylov I.V., Glinskikh V.N., Nikitenko M.N., Surodina I.V. Algorithms of data processing and inversion for an electromagnetic tool with toroidal coils when studying macroanisotropic properties of reservoirs // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. – 2019. – Vol. 330 (6). – P. 187–197, doi: 10.18799/24131830/2019/6/2139.Суродина И.В. Параллельные алгоритмы для решения прямых задач электрического каротажа на графических процессорах // Математические заметки СВФУ. – 2015. – № 22 (2). – С. 51–61.Gianzero S., Chemali R., Su S.-M. Induction, resistivity, and MWD tools in horizontal wells // The Log Analyst. – 1990. – Vol. 5–6. – P. 158–171.Суродина И.В., Михайлов И.В., Глинских В.Н. Математическое моделирование сигналов тороидального источника в трехмерных изотропных моделях геологических сред // Естественные и технические науки. – 2020. – № 12. – С. 131–134, doi: 10.25633/ETN.2020.12.17.Hartmann A., Gorek M., Fulda C., Kraft K. Early bed boundary detection while drilling – testing and application of a bit resistivity device // International Petroleum Technology Conference (December 3–5, 2008). – Kuala Lumpur, Malaysia, 2008 – Paper IPTC 12063, doi: 10.2523/12063-MS.Шурина Э.П., Эпов М.И., Нечаев О.В. Трехмерное численное моделирование электромагнитных полей // Геофизический журнал. – 2009. – № 31 (4). – С. 158–162.Li H., Zhu J., Xiong Y., Liu G., Tian Y., Geng Z., Zhou J. On the depth of detection of logging-while-drilling resistivity measurements for looking-around and looking-ahead applications // Interpretation. – 2020. – Vol. 8 (3). – P. SL151–SL158, doi: 10.1190/int-2019-0291.1.Эпов М.И., Михайлов И.В., Глинских В.Н., Никитенко М.Н., Суродина И.В. Алгоритмы обработки и инверсии данных электромагнитного зонда с тороидальными катушками при изучении макроанизотропных свойств пластов-коллекторов // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2019. – № 330 (6). – С. 187–197, doi: 10.18799/24131830/2019/6/2139.Mikhaylov I.V., Surodina I.V., Temirbulatov O.P. Signals of electromagnetic tool with toroidal coils in deviated wells (following numerical simulation results) // Russian Journal of Geophysical Technologies. – 2021. – No. 3. – P. 18–27, doi: 10.18303/2619-1563-2021-3-18.Bittar M., Klein J., Beste R., Hu G., Wu M., Pitcher J., Golla C., Althoff G., Sitka M., Minosyan V., Paulk M. A new azimuthal deep-reading resistivity tool for geosteering and advanced formation evaluation // SPE Reservoir Evaluation and Engineering. – 2009. – Vol. 12 (2). – P. 270–279, doi: 10.2118/109971-PA.Nechaev O.V., Epov M.I., Glinskikh V.N. A unified approach to three-dimensional modeling of the logging process by galvanic and induction probes in anisotropic media // Russian Journal of Geophysical Technologies. – 2022. – No. 3. – P. 25–33, doi: 10.18303/2619-1563-2022-3-25.Gianzero S., Chemali R., Su S.-M. Induction, resistivity, and MWD tools in horizontal wells // The Log Analyst. – 1990. – Vol. 5–6. – P. 158–171.Ortenzi L., Dubourg I., van Os R., Han S.Y., Koepsell R., Ha S.C.Y. New azimuthal resistivity and high-resolution imager facilitates formation evaluation and well placement of horizontal slim boreholes // Petrophysics. – 2012. – Vol. 53 (3). – P. 197–207.Hartmann A., Gorek M., Fulda C., Kraft K. Early bed boundary detection while drilling – testing and application of a bit resistivity device // International Petroleum Technology Conference (December 3–5, 2008). – Kuala Lumpur, Malaysia, 2008 – Paper IPTC 12063, doi: 10.2523/12063-MS.Seifert D., Chemali R., Bittar M. The link between resistivity contrast and successful geosteering // SPWLA 52nd Annual Logging Symposium (May 14–18, 2011). – Colorado Springs, CO, USA, 2011. – Paper SPWLA-2011-VVV.Li H., Zhu J., Xiong Y., Liu G., Tian Y., Geng Z., Zhou J. On the depth of detection of logging-while-drilling resistivity measurements for looking-around and looking-ahead applications // Interpretation. – 2020. – Vol. 8 (3). – P. SL151–SL158, doi: 10.1190/int-2019-0291.1.Shurina E.P., Epov M.I., Nechaev O.V. Three-dimensional numerical modeling of electromagnetic fields // Geophysical Journal. – 2009. – Vol. 31 (4). – P. 158–162.Ortenzi L., Dubourg I., van Os R., Han S.Y., Koepsell R., Ha S.C.Y. New azimuthal resistivity and high-resolution imager facilitates formation evaluation and well placement of horizontal slim boreholes // Petrophysics. – 2012. – Vol. 53 (3). – P. 197–207.Surodina I. The GPU solvers for high-frequency induction logging // Numerical Analysis and Its Applications. 6th International Conference, NAA 2016 (Lozenetz, Bulgaria, June 15–22, 2016). Revised Selected Papers (Lecture Notes in Computer Science 10187). – Springer Verlag, 2017. – P. 640–647.Seifert D., Chemali R., Bittar M. The link between resistivity contrast and successful geosteering // SPWLA 52nd Annual Logging Symposium (May 14–18, 2011). – Colorado Springs, CO, USA, 2011. – Paper SPWLA-2011-VVV.Surodina I.V. Parallel GPU solvers for the solution of direct electric logging problems // Mathematical Notes of NEFU. – 2015. – Vol. 22 (2). – P. 51–61.Surodina I. The GPU solvers for high-frequency induction logging // Numerical Analysis and Its Applications. 6th International Conference, NAA 2016 (Lozenetz, Bulgaria, June 15–22, 2016). Revised Selected Papers (Lecture Notes in Computer Science 10187). – Springer Verlag, 2017. – P. 640–647.Surodina I.V., Mikhaylov I.V., Glinskikh V.N. Mathematical modeling of toroidal source signals in three-dimensional isotropic earth models // Natural and Technical Sciences. – 2020. – Vol. 12. – P. 131–134, doi: 10.25633/ETN.2020.12.17.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.