随钻电磁波测井正演数值模拟方法研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文随钻电磁波测井正演数值模拟方法研究姓名：王莎莎申请学位级别：硕士专业：物理学指导教师：魏宝君201205摘要近年来，我国石油勘探开发工业已转向开发那些规模小、油层薄且物性差的油藏，此时随钻测井因具有地质导向功能、并且能够提供实时地层信息而成为测井作业的最佳选择。作为随钻测井的核心技术之一，随钻电磁波测井不仅能够同时测得电阻率和介电常数两种地层参数，还适用于各种导电和不导电介质，因此在油田作业中应用越来越广泛。在国外，2MHz随钻电磁波测井已经是一种必测项目。我国在随钻电磁波测井测量方法、测井仪器和测井资料处理方面也进行了大量的

2、研究工作，但直到目前真正能用到现场的测井仪器还非常少。因此，对随钻电磁波测井技术展开进一步的研究工作是非常必要的，也是非常有前景的。正演数值模拟方法是进行测井资料解释和地层对比评价的基础，对测井技术的发展具有重要的理论指导意义。本文分别研究了随钻电磁波测井中常用的两种正演数值模拟方法——数值模式匹配(NMM)法和时域有限差分(FDTD)法，并编程计算模拟了钻铤、钻铤凹槽、井眼、围岩和层厚及侵入等因素对测井响应的影响，为进一步的测井解释提供了理论基础。采用NMM法时，结合递推矩阵法求解根据层界面处电磁场的连续性条件得到确定所有待定系数的矩阵方程组，不仅避免了传

3、统方法中上行波和下行波模式理论推导的繁琐，而且解决了计算机模拟时的数据放大和溢出问题，大大提高了NMM法的适用性。讨论FDTD法时，采用各向异性完全匹配层(UPML)吸收边界条件，不仅改进了吸收边界条件的吸收效果，提高了FDTD法的计算精度，而且避免了采用PML层吸收边界时对磁场的劈裂，减少了计算量，进一步降低了对计算机内存的需求，并且使计算机编程更容易实现。关键词：随钻电磁波测井，数值模式匹配法，递推矩阵法，时域有限差分法，UPML吸收边界条件TheResearchonForwardNumericalSimulationMethodsofElectroma

4、gneticWaveMWDWangShasha(Physics)DirectedbyProf．WeiBaojunAbstractInrecentyears，China’Soilexplorationandexploitationindustryhasbeenturnedtodevelopthecomplicatereservoir,thenLWDbecomethebestchoiceofloggingoperationbecauseofitsfunctionsofgeosteeringandprovidingreal-timestratigraphicinf

5、ormation．AsoneoftheMWD’SCOretechnologies，electromagneticwaveMWDcannotonlymeasurethetwostratigraphicparameters(theresistivityanddielectricconstant)atthesametime，butalsoapplytObothconductiveandnon—conductivemedium，SOitisusedmoreandmorewidelyintheoilfieldoperations．Abroad，electromagne

6、ticwaveMWDof2MHzisanecessarytestitem．InChina，wehavedonesomeresearchonthemeasurementmethods，logginginstrumentsanddataprocessingmethodsofelectromagneticwaveMWD，butuntilnowfewerloggingtoolscanbeusedintheconstructionsite．Therefore，furtherresearchonthetechnologyofelectromagneticwaveMWDi

7、sverynecessaryandpromising．Forwardnumericalsimulationisthebasisofloggingdatainterpretationandstratigraphiccorrelationevaluationandhasgreattheoreticalsignificancetothedevelopmentofloggingtechnology．Inthispaper,twonumericalforwardsimulationmethodscommonlyusedinelectromagneticwaveMWD：

8、thenumericalmodematching(N