Влияние эксцентриситета на сигналы электромагнитного каротажного зондирования приборами LWD И ВЭМКЗ (результаты численного моделирования по некоторым публикациям)

При бурении пластовые флюиды оттесняются вглубь пласта. Вследствие этого изменяются электрические свойства вблизи скважины. Для определения УЭС неизмененной при бурении удаленной от скважины части применяются методы зондирования. Среди этих методов электромагнитный каротаж характеризуется наилучшим пространственным разрешением. Однако при анализе практических данных часто наблюдаются "неправильные" соотношения сигналов зондов разной длины, в том числе показывающие проникновение в заведомо непроницаемых отложениях. Одной из причин может быть влияние смещения прибора с оси симметрии среды. В работе рассматриваются результаты численного моделирования сигналов смещенных зондов приборов LWD и ВЭМКЗ в некоторых моделях.

1. Антонов Ю.Н., Кривопуцкий В.С. Моделирование зондов изопараметрического каротажного зондирования // Геология и геофизика. – 1981. – № 10. – С. 127–131.

2. Горбатенко А.А., Вологдин Ф.В., Сухорукова К.В. Моделирование влияния неровностей стенки скважины и эксцентриситета каротажного зонда на показания высокочастотного электромагнитного каротажного зондирования в скважинах с высокопроводящим раствором // Каротажник. – 2013. – № 2. – С. 54–64.

3. Игнатов В.С., Сухорукова К.В. Влияние эксцентриситета зонда на сигналы высокочастотного электромагнитного каротажа // Каротажник. – 2009. – № 182. – С. 101–110.

4. Кауфман А.А., Каганский А.М., Кривопуцкий В.С. Радиальные характеристики индукционных зондов, смещенных относительно оси скважины// Геология и геофизика. – 1974. – № 7. – С. 102–116.

5. Литвиченко Д.А., Сухорукова К.В., Нечаев О.В. Влияние смещения прибора к стенке скважины на сигналы электромагнитного каротажа и их трансформации // Каротажник. – 2018. – № 9 (291). – С. 35–45.

6. Нестерова Г.В., Ельцов И.Н., Киндюк В.А., Назаров Л.А., Назарова Л.А. Моделирование гидродинамических процессов в напряженно-деформированной прискважинной зоне и геофизические приложения // Петрофизика сложных коллекторов: проблемы и перспективы 2014: Сборник статей. – М.: «ЕАГЕ Геомодель». – 2014. – С. 327–344.

7. Сухорукова К.В. Определение электрофизических параметров терригенных отложений на основе совместной численной инверсии данных электрического и электромагнитного каротажа в вертикальных и наклонных скважинах: Диссертация ... д. техн. наук. – Новосибирск, 2017. – 357 с. http://www.ipgg.sbras.ru/ru/publications/ibc/2017/ds-2017-sukhorukova.pdf

8. Сухорукова К.В., Нечаев О.В., Суродина И.В., Петров А.М. Практические приложения численного моделирования и инверсии в задачах электрокаротажа // Марчуковские научные чтения–2018: Труды Международной конференции "Вычислительная математика и математическая геофизика", посвящ. 90-летию со дня рождения акад. А.С. Алексеева (г. Новосибирск, Академгородок, 8–12 октября 2018 г.) – Новосибирск, 2018. – С. 368–374.

9. Технология исследования нефтегазовых скважин на основе ВИКИЗ: Методическое руководство / ред. М.И. Эпов, Ю.Н. Антонов. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 2000. – 121 с.

10. Чаадаев Е.В. Развитие теории и методики интерпретации данных электрического и индукционного каротажа : автореф. дис. ... д. техн. наук. – Тверь, ВНИИГИС, 1991. – 32 с.

11. Чен К.Ч., Ванг Х. Устройство и способ для учета влияния эксцентриситета скважины: Пат. RU 2 347 243 C2. Опубл. 20.02.2009. Бюл. 5. 21 с.

12. Эпов М.И., Каюров К.Н., Ельцов И.Н., Петров А.Н., Сухорукова К.В., Соболев А.Ю., Власов А.А. Новый аппаратурный комплекс геофизического каротажа СКЛ и программно-методические средства интерпретации EMF Pro // Бурение и нефть. – 2010. – № 2. – С. 16–19.

13. Эпов М.И., Сухорукова К.В. Электрические и электромагнитные каротажные зондирования в реалистичных моделях нефтегазовых коллекторов: численное моделирование и интерпретация // Геофизический журнал (Киев). – 2012. – № 34 (4). – С. 5–15.

14. Anderson B., Barber T., Kennedy D., Shen L. New dimensions in modeling resistivity // Shlumberger Oilfield Review. – 1997. – Vol. 9. – P. 41–56.

15. Barber T., Jammes L., Smits J.W., Klopf W., Ramasamy A., Reynolds L., Sibbit A., Terry R. Real-time openhole evaluation // Oilfield Review. – 1999. – Summer. – P. 36–57.

16. Epov M., Yeltsov I., Kashevarov A., Sobolev A., Ulyanov V. Time evolution of the near borehole zone in sandstone reservoir from the data of repeated high-frequency electromagnetic logging // SPWLA 43rd Annual Logging Symposium. June 2–5, 2002. – 2002. – Paper SPWLA-2002-ZZ, https://onepetro.org/SPWLAALS/proceedings-abstract/SPWLA-2002/All-SPWLA-2002/SPWLA-2002-ZZ/27387.

17. Epov M.I., Suhorukova C.V., Nikitenko M.N., Gorbatenko A.A., Arzhantsev V.S. Electromagnetic sounding in deviated and horizontal wells: mathematical modeling and real data interpretation // SPE Russian Oil & Gas Exploration & Production Technical Conference & Exhibition (Moscow, Russia 16–18th October 2012). – Moscow, 2012. – Paper SPE-162034-MS, doi: 10.2118/162034-MS.

18. Gianzero S.C. Effect of sonde eccentricity on responses of conventional induction-logging tools // IEEE Transactions on Geoscience Electronics. – 1978. – Vol. 16 (4). – P. 332–339, doi: 10.1109/TGE.1978.294593.

19. Gianzero S.C., Rau R. The effect of sonde position in the hole on responses of resistivity logging tools // Geophysics. – 1977. – Vol. 42 (3). – P. 642–654, doi: 10.1190/1.1440734.

20. Hou J., Bittar M. Correction for the borehole effect of multi-component array induction log data // PIERS Proceedings (July 5–8, 2010). – Cambridge, USA, 2010. – P. 403–409.

21. Hou J., Sanmartin L., Wu D., Torres D., Celepcikay T. A new multi-frequency triaxial array induction tool for enhancing evaluation of anisotropic formations and its field testing // SPWLA 54th Annual Logging Symposium (June 22–26, 2013). – New Orleans, Louisiana, 2013. – Paper SPWLA-2013-CCC.

22. Hue Y.-K., Teixeira F.L., San Martin L.E., Bittar M. Three-dimensional simulation of eccentric LWD tool response in boreholes through dipping formations // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2005. – Vol. 43 (2). – P. 257–268, doi: 10.1109/TGRS.2004.841354.

23. Kaufman A., Itskovich G. Basic principles of induction logging: electromagnetic methods in borehole. – Elsevier, 2017. – 501 p.

24. Lee H., Teixeira F., San Martin L., Bittar M. Numerical modeling of eccentered LWD borehole sensors in dipping and fully-anisotropic earth formations // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2012. – Vol. 50 (3). – P. 727–735, doi: 10.1109/TGRS.2011.2162736.

25. Li Q., Omeragic D., Chou L., Yang L., Duong K., Smits J., Yang J., Lau T., Liu C., Dworak R., Dreuillault V., Ye H. New directional electromagnetic tool for proactive geosteering and accurate formation evaluation while drilling // SPWLA 46th Annual Logging Symposium (June 26–29, 2005). – New Orleans, Louisiana, 2005. – Paper SPWLA-2005-UU.

26. Liu Q.-H. Electromagnetic field generated by an off-axis source in a cylindrically layered medium with an arbitrary number of horizontal discontinuities // Geophysics. – 1993. – Vol. 58 (5). – P. 616–625, doi: 10.1190/1.1443445.

27. Minerbo G.N., Miles J.W. Borehole correction system for an array induction well-logging apparatus: United States Patent: 5,041,975. Date of Patent: Aug. 20, 1991. – 69 p.

28. Nikitenko M., Itskovich G., Seryakov A. Fast electromagnetic modeling in cylindrically layered media excited by eccentred magnetic dipole // Radio Science. – 2016. – Vol. 51 (6). – P. 573–588, doi: 10.1002/2016RS005950.

29. Omeragic D. Multi-coil electromagnetic focusing methods and apparatus reduce borehole eccentricity effects: United States Patent No.: US 6,541,979 B2. Date of Patent: Apr. 1, 2003. – 20 p.

30. Rabinovich M.B., Bespalov A.N., Forgang S.W. Use of electrodes and multi-frequency focusing to correct eccentricity and misalignment effects on transversal induction measurements: United States Patent US 8803527 B2. 12 Aug 2014. – 12 p.

31. Rosthal R., Barber T., Bonner S., Chen K.C., Davydycheva S., Hazen G., Homan D., Kibbe C., Minerbo G., Schlein R., Villegas L., Hanming W.H., Zhou F. Field test results of an experimental fully-triaxial induction tool // 44th Annual SPWLA Symposium (June 22–25, 2003). – Galveston, Texas, 2003a. – Paper SPWLA-2003-QQ.

32. Rosthal R.A., Homan D., Barber T.D., Bonner S., Clark B., Omeragic D. Method and apparatus for cancellation of borehole effects due to a tilted or transverse magnetic dipole: United States Patent: US 6,573,722 B2. Date of Patent: Jun. 3, 2003b. – 13 p.

33. Sun X., Nie Z., Li A., Luo X. Analysis and correction of borehole effect on the responses of multicomponent induction logging tools // PIER. – 2008. – Vol. 85. – P. 211–226, doi: 10.2528/PIER08072206.

34. Thunehed H., Olsson O. Borehole corrections for a thick resistivity probe // Journal of Environmental and Engineering Geophysics. – 2004. – Vol. 9 (4). – P. 217–224, doi: 10.4133/JEEG9.4.217.