Алгоритмы обработки и инверсии данных электромагнитного зонда с тороидальными катушками при изучении макроанизотропных свойств пластов-коллекторов

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки базовых алгоритмов обработки и инверсии данных нового многокатушечного многочастотного мультирежимного электромагнитного зонда с тороидальными катушками, предназначенного для изучения электрической макроанизотропии горных пород, определения характера насыщения пород-коллекторов, выделения тонкослоистых песчано-глинистых нефтенасыщенных интервалов и зон трещиноватости. Цель: разработать базовые алгоритмы обработки и инверсии данных нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками для изучения макроанизотропных свойств пластов-коллекторов сложного геологического строения (тонкослоистых, трещиноватых). Объекты: сигналы нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Методы: численное моделирование на основе сеточного метода конечных разностей и сравнительный анализ сигналов нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Результаты. Разработаны базовые алгоритмы обработки и инверсии данных нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Среди них: алгоритмы трансформации сигналов в кажущееся удельное электрическое сопротивление и коэффициент электрической анизотропии, выделения контрастных геоэлектрических границ, а также программные средства численной инверсии с определением параметров изотропного и анизотропного пласта с учётом удельного электрического сопротивления вмещающей среды. Вычислительные алгоритмы объединены в единую компьютерную программу количественной интерпретации данных нового электромагнитного зонда с тороидальными катушками. Выполнено тестирование алгоритмов на зашумлённых синтетических данных, и показана их эффективность при обработке практических данных из разрезов нефтегазовых скважин в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Выполненные исследования демонстрируют, что новый электромагнитный зонд с тороидальными катушками имеет высокий потенциал для применения в геологических разрезах сложного строения.

The relevance of the research is caused by the need to develop basic algorithms for processing and inversion of data from a new multi-coil multi-frequency multi-mode electromagnetic tool with toroidal coils designed for studying the electrical macroanisotropy of rocks, determining the saturation of reservoirs, identifying thinly bedded sandy-argillaceous oil-saturated intervals and fracture zones. The main aim of the research is to develop basic algorithms for processing and inversion of data from the new electromagnetic tool with toroidal coils for studying the macroanisotropic properties of reservoirs with complex geological structure (thinly bedded, fractured). Objects of the research are the signals of the new electromagnetic tool with toroidal coils. Methods: finite-difference numerical simulation and comparative analysis of signals of the new electromagnetic tool with toroidal coils. Results. The authors have developed the basic algorithms for processing and inversion of data of the new electromagnetic tool with toroidal coils, among which: the algorithms of transforming the signals into the apparent resistivity and electrical anisotropy coefficient, selection of contrasting geoelectric boundaries, as well as software for numerical inversion with determination of the parameters of isotropic and anisotropic formations, taking into account the host medium. The computational algorithms are combined into a single computer program for quantitative interpretation of data from the new electromagnetic tool with toroidal coils. The algorithms are tested on noisy synthetic data. We have shown their efficiency when processing practical data from petroleum boreholes in the Volga-Ural oil and gas province. The investigations demonstrate that the new electromagnetic tool with toroidal coils has a high potential for use in geological sections of complex structure (thin-bedded, fractured).