[01383200]大斜度井/水平井随钻电测井方法、装备研制与产业化应用

地质导向技术是复杂油气藏勘探开发的重要手段,对目的层准确入靶和水平井油气产能最大化至关重要,其关键在于：储层属性的精细测量和地层边界的实时确定。随钻电测井具有机理多样、探测尺度宽等优势,既可提供高分辨率井壁图像,又有远距离方位探边能力,是地质导向技术的核心。然而,现有随钻电测井技术面临诸多亟待解决的科学和技术难题：①电型源测井方法虽可提供井壁微构造信息,但探测深度浅、基本无方位探边能力;②随钻电磁波方位探边仪器均采用磁场信息,其远探测能力与短源距不可兼得,且往往仅测量两个磁场分量,探测效果仍有待提升;③现有的随钻电测井的方位识别与成像能力过度依赖钻铤的旋转,导致滑动钻进时无法有效测量井周地层电性信息;④大斜度井/水平井随钻电测井正反演维度高,导致资料解释评价极为困难,国内尚缺乏成熟的针对性处理软件模块。总体而言,国内对随钻电测井技术的研究起步较晚,尚无自主研发的商业化随钻电成像仪器与软件装备,而国外各大油服公司仍处于技术封锁和垄断阶段,服务价格极为昂贵。 在国家科技重大专项、国家自然科学基金及中石油、中石化集团公司攻关课题支持下,历经十五年科研攻关,形成了一套大斜度井/水平井随钻电测井关键技术,在双型源电测井方法、随钻电成像与方位探边仪器研发、水平井多维正反演方法及资料处理软件研发等方面取得多项原创成果： 1、创建了基于非对称多发射涡型天线设计与伪对称数字聚焦算法的电型源随钻电阻率测井方法,发明了四象限电极三维探测与斜交双电扣微电阻率成像技术。研制了国内首支方位侧向电阻率随钻成像仪,成像分辨率高达1.3 cm,在世界上首次实现了侧向方位探边（最大距离1.0 m）,攻克了的现有技术普遍依赖仪器旋转的难题。 2、发明了基于磁型源张量感应场的短源距方位远探测方法,发明了同位置正交耦合天线系统和双介质地面测试刻度装置,研发了具有自主知识产权的随钻方位电磁波测井仪,兼具旋转和滑动钻进测量能力,最大探边距离达5.6 m,仪器性能达到国际领先水平。 3、创建了由数字岩心到地层模块尺度岩石物理实验约束的电测井计算模型,研发了复杂地质构造多维自适应仿真算法,形成了水平井宽频带（30Hz~2MHz）、双型源随钻电测井仪器响应精细、快速正演技术。 4、创建了滑动开窗与校正逼近相结合的模型降维策略,提出了反演参数敏感性分级和“邻井+地质+仪器”联合约束方法,形成了基于多初值梯度和并行随机寻优的边界识别与地层结构实时成像技术,研发了具有自主知识产权的水平井随钻电测井资料处理与地质导向软件。 该项目成果先后在胜利、新疆、南海、大庆油田、长庆、大港以及塔里木油田等10个国家主力油区获得产业化应用,累计研制方位侧向电阻率随钻测井仪21支、随钻方位电磁波测井仪10余支,测量及解释大斜度井/水平井400余口,近三年创造直接经济效益逾3.6亿元。 该项目授权国家发明专利16项、实用新型专利2项,获批软件著作权10项,发表学术论文80余篇（SCI收录25篇、EI收录18篇）;培养博士后6名、博士9名、硕士50余名;主办国际学术会议和讲座20次,培训专业技术人员500余人次。 该项目创新发展了随钻电测井理论,形成了具有自主知识产权的随钻电测井仪器装备和软件系统,打破了国外在随钻电阻率成像及方位探边领域的技术垄断,提升了国产高端随钻测控装备的国际竞争力,并节约了大量国外仪器购置和服务费用。该项目成果对复杂及非常规油气藏勘探开发具有重要意义,进一步推广可创造更大的经济和社会效益。