超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)特性及參數(shù)敏感性分析

張盼, 鄧少貴, 胡旭飛, 王磊, 王正楷,袁習(xí)勇, 蔡聯(lián)云

1 中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 青島 266580 2 海洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)功能實(shí)驗(yàn)室， 青島 266071 3 中國(guó)石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)石油學(xué)院， 新疆 克拉瑪依 834000

0 引言

地質(zhì)導(dǎo)向鉆井是復(fù)雜油氣勘探及高效開(kāi)發(fā)的重要手段，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)井周數(shù)米到數(shù)十米范圍內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的探測(cè)具有特殊意義.地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)發(fā)展過(guò)程可分為三個(gè)階段，鉆前設(shè)計(jì)、鉆后調(diào)整及實(shí)時(shí)導(dǎo)向.首先是基于區(qū)域地質(zhì)概況及地震剖面尋找目標(biāo)儲(chǔ)層，鉆前設(shè)計(jì)井眼軌跡，實(shí)現(xiàn)油藏的高效開(kāi)發(fā)，但由于地震探測(cè)分辨率較低及施工誤差，導(dǎo)致實(shí)際鉆井軌跡與設(shè)計(jì)方案存在偏差；此后傳統(tǒng)隨鉆電磁波測(cè)井發(fā)展而來(lái)，儀器采用同軸設(shè)置的發(fā)射和接收線圈，探測(cè)范圍為1～2 m，對(duì)界面無(wú)方位敏感性，利用測(cè)井曲線判斷井眼與地層相對(duì)位置，進(jìn)行軌跡調(diào)整(Li et al., 2005; Zhang et al., 2008; Cedeno et al.，2017; Hagiwarae, 1996; Bittar and Rodoney., 1996)，但該方法僅適用于鉆穿地層后，不利于油氣藏開(kāi)采.近十幾年出現(xiàn)的隨鉆方位電磁波測(cè)井技術(shù)，采用正交及傾斜線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠有效接收正交分量信號(hào)，確定界面方位信息，同時(shí)降低發(fā)射信號(hào)頻率提升源距，使探測(cè)范圍能夠提升至5 m，實(shí)現(xiàn)了井下實(shí)時(shí)地質(zhì)導(dǎo)向(Bell et al., 2006; Zhou et al., 2016; Wang et al.，2018, 2019b; 胡旭飛等., 2018).但整體而言，現(xiàn)有地質(zhì)導(dǎo)向探測(cè)范圍明顯不足，無(wú)法達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)開(kāi)發(fā)需求.因此，超深隨鉆方位電磁波測(cè)井應(yīng)運(yùn)而生，能夠彌補(bǔ)井周數(shù)米到幾十米范圍內(nèi)探測(cè)尺度缺失，實(shí)現(xiàn)測(cè)井尺度與物探分辨率的尺度耦合，是地質(zhì)導(dǎo)向的發(fā)展趨勢(shì)和必然要求.

近幾年，三大測(cè)井油田服務(wù)公司Schlumberger、Halliburton和Baker Hughes分別推出各自的超深隨鉆方位電磁波測(cè)井儀器Geosphere、EarthStar和VisitTrack，用于探測(cè)井周數(shù)十米范圍內(nèi)的地層邊界，指導(dǎo)油氣田開(kāi)發(fā)(Li et al., 2014; Bittar and Aki, 2015).現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外主要針對(duì)超深隨鉆方位電磁波測(cè)井的探邊能力進(jìn)行了研究(Li and Zhou, 2017; Hu and Fan, 2018; Wang et al., 2019a)，通過(guò)改變地層邊界兩側(cè)的電阻率值，獲取表征其探邊能力的“Picasso”圖，有效指導(dǎo)反演，實(shí)現(xiàn)油藏尺度的成像(Wang and Fan, 2019).但超深隨鉆方位電磁波測(cè)井信號(hào)定義較為復(fù)雜，測(cè)井曲線無(wú)法直觀表征地層參數(shù)，不同探測(cè)模式間響應(yīng)規(guī)律也存在差異.因此，亟需系統(tǒng)開(kāi)展對(duì)超深隨鉆方位電磁波測(cè)井各探測(cè)模式特性及敏感性的相關(guān)研究，明確其典型響應(yīng)特征及敏感性，為儲(chǔ)層特征描述提供支持.

本文從超深隨鉆方位電磁波探測(cè)模式入手，研究其信號(hào)定義及響應(yīng)函數(shù)空間分布規(guī)律，分析各探測(cè)模式測(cè)量原理及探測(cè)特性，研究其探邊能力及對(duì)地層參數(shù)的響應(yīng)規(guī)律；在此基礎(chǔ)上建立敏感性函數(shù)，探討各探測(cè)模式對(duì)方位、井斜及地層電阻率的敏感性，定性評(píng)價(jià)各模式對(duì)地層屬性的探測(cè)性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)特性及敏感性的分析.

1 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)模式

1.1 各探測(cè)模式信號(hào)定義

超深隨鉆方位電磁波測(cè)井是在隨鉆方位電磁波測(cè)井的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，通過(guò)加大儀器源距、降低信號(hào)頻率、增加分量信號(hào)測(cè)量，利用多種探測(cè)模式信號(hào)定義，提升對(duì)地層信息的表征能力并增加儀器探測(cè)范圍.本文以Geosphere儀器為例進(jìn)行分析，其源距動(dòng)態(tài)范圍為5～35 m，工作頻率包括2 kHz、6 kHz、12 kHz、24 kHz、48 kHz和96 kHz.超深隨鉆方位電磁波測(cè)井儀器采用模塊化設(shè)計(jì)，線圈系結(jié)構(gòu)如圖1a所示，采用相互正交的傾斜發(fā)射和相互正交的傾斜接收線圈設(shè)計(jì)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)儀器實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)全張量測(cè)量，其測(cè)量原理如圖1b所示，測(cè)量井周地層磁場(chǎng)張量信號(hào)，探測(cè)地層界面、各向異性及地層傾角等地層信息.

圖1 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井線圈結(jié)構(gòu)及示意圖Fig.1 Coil configuration and schematic diagram of the EDARM

傳統(tǒng)隨鉆方位電磁波測(cè)井僅采用Vzx和Vzz分量信號(hào)，通過(guò)計(jì)算對(duì)稱位置兩信號(hào)的幅度比(ATT)和相位差(PS)獲取地層信息，識(shí)別地層界面.超深隨鉆方位電磁波測(cè)井通過(guò)獲取Vxx、Vyy、Vzz、Vxz和Vzx分量信號(hào)，利用分量信號(hào)間組合定義，探測(cè)地層電阻率、地層邊界、地層傾角及各向異性等參數(shù)，主要分為四種模式(Seydoux et al., 2014)，其探測(cè)性能及相關(guān)表達(dá)式如表1所示，其中Vij表示i方向的發(fā)射線圈在j方向的接收線圈測(cè)量的電勢(shì).

表1 各探測(cè)模式探測(cè)性能及定義方式Table 1 Performances and definitions of every measurement mode

圖2為各探測(cè)模式在無(wú)限厚均勻地層中信號(hào)響應(yīng)空間分布圖及三層介質(zhì)的幅度比曲線示意圖，所采用地層模型上下圍巖電阻率為1 Ωm，中間層地層水平電阻率Rh為5 Ωm，垂直電阻率Rv為25 Ωm，其中藍(lán)色與紅色分別代表代表所有響應(yīng)點(diǎn)值的90%和-90%.觀察圖片并結(jié)合各探測(cè)模式性能分析可知，探測(cè)模式I在無(wú)限厚地層正負(fù)貢獻(xiàn)相抵消，不存在響應(yīng)信號(hào)，當(dāng)井周存在地層邊界時(shí)，測(cè)量曲線隨界面方位變化出現(xiàn)響應(yīng)信號(hào)，用于識(shí)別地層邊界；

模式Ⅱ與模式Ⅰ相類似，但其能夠有效反映單一側(cè)地層參數(shù)的變化，在界面附近與各向異性地層中存在響應(yīng)，用于探測(cè)邊界傾角及各向異性；而模式Ⅲ信號(hào)空間分布關(guān)于井軸呈軸對(duì)稱分布，主要用于獲取地層電阻率；探測(cè)模式Ⅳ信號(hào)空間分布正負(fù)相間分布，主要反映兩個(gè)方向的地層信息，用于表征地層電阻率各向異性.

1.2 方位指向性

為進(jìn)一步研究各探測(cè)模式的方位響應(yīng)規(guī)律，本文基于Hertz位函數(shù)，推導(dǎo)層狀單軸各向異性地層多分量感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)解析解(Zhong et al., 2008)，并計(jì)算不同層狀模型條件下各分量信號(hào)的響應(yīng)值.由于該方法較為成熟，故不進(jìn)行推導(dǎo)說(shuō)明.對(duì)同一探測(cè)模式而言，其幅度比和相位差信號(hào)響應(yīng)規(guī)律相同，因此僅對(duì)幅度比信號(hào)進(jìn)行展示分析.

圖2 各探測(cè)模式空間分布及幅度比探測(cè)曲線Fig.2 Spatial distribution and amplitude ratio curves of each detection mode

圖3展示了在不同井斜條件下，超深方位隨鉆電磁波測(cè)井探測(cè)幅度比信號(hào)(USDA、UADA、UHRA、UHAA)的方位指向性，其中儀器的工作頻率為24 kHz，源距為8 m，地層水平電阻率為5 Ωm、垂直電阻率為25 Ωm，極坐標(biāo)為方位角，縱坐標(biāo)為信號(hào)幅度比.觀察可知，探測(cè)模式Ⅰ(USDA)：在無(wú)限厚各向異性地層中，無(wú)論井斜角如何變化，探測(cè)模式信號(hào)響應(yīng)為零，不受地層屬性的影響，只反映地層邊界信息；探測(cè)模式Ⅱ(UADA)：此探測(cè)模式在直井條件下不存在信號(hào)響應(yīng)，隨著井斜角的增大，出現(xiàn)方位指向性，且當(dāng)儀器兩側(cè)地層屬性出現(xiàn)差異時(shí)，引起信號(hào)響應(yīng)；探測(cè)模式Ⅲ(UHRA)：在不同井斜條件下，信號(hào)響應(yīng)均不具有方位指向性，始終反應(yīng)井周一定范圍里的地層信息，且隨著井斜角的增加，受垂直電阻率(Rv

圖3 不同井斜角條件下幅度比信號(hào)隨方位變化Fig.3 Amplitude ratios varying with azimuth in different dipping angles

圖4 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井與方位電磁波測(cè)井地質(zhì)信號(hào)對(duì)比Fig.4 Comparison of geo-signal between the EDARM and the ARM

2 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)特性

2.1 探邊能力

地層邊界的獲取是超深隨鉆方位電磁波測(cè)井的關(guān)鍵，其中探測(cè)模式I主要用于識(shí)別地層界面.建立如1.1中三層各向同性地層模型，地層電阻率分別為1 Ωm、5 Ωm、1 Ωm，假設(shè)信號(hào)頻率為24 kHz、線圈距為10 m，在相同儀器參數(shù)條件下，對(duì)比超深方位電磁波測(cè)井與方位電磁波測(cè)井的探邊能力.如圖4所示，其中虛線為界面位置，儀器平行于地層界面，中間地層中點(diǎn)深度為0.觀察可知，兩者地質(zhì)信號(hào)形態(tài)基本相同，均能識(shí)別地層邊界.但相比于傳統(tǒng)方位電磁波僅利用了Vzx分量而言，超深隨鉆方位電磁波測(cè)井進(jìn)一步將Vxz分量考慮到信號(hào)定義中，故在同等測(cè)量條件及標(biāo)準(zhǔn)下，其對(duì)地層邊界的探邊能力更強(qiáng).

為研究不同電阻率條件下超深隨鉆方位電磁波測(cè)井的邊界探測(cè)能力，建立雙層地層模型，其中儀器平行于地層界面，選用三組不同電阻率模型，儀器所在地層及鄰層電阻率已在圖5中給出，選用信號(hào)幅度為0.25 dB作為幅度比信號(hào)閾值，研究不同頻率及源距條件下儀器的最大探測(cè)范圍.觀察圖5可發(fā)現(xiàn)，在不同地層電阻率條件下，儀器的邊界探測(cè)能力均存在盲區(qū)，這是由于趨膚效應(yīng)所引起的，在高阻地層低頻短源距條件下，電磁場(chǎng)相對(duì)變化較小，幅度比和相位差信號(hào)未達(dá)到測(cè)量閾值.觀察圖5a和圖5b可知，在同一電阻率對(duì)比度條件下，高電阻率背景條件下(圖5b)儀器探測(cè)能力隨著源距的增加而加大，探測(cè)能力隨信號(hào)頻率的增加會(huì)出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在源距為35 m、頻率為10 kHz附近探測(cè)能力最強(qiáng)；而低電阻率背景條件下(圖5a)，探測(cè)能力規(guī)律不變，最大探測(cè)能力出現(xiàn)在低頻、長(zhǎng)源距條件下.當(dāng)儀器所在地層電阻率相同而圍巖電阻率變化時(shí)(圖5b、c)，電阻率對(duì)比度越大，儀器的探邊能力越強(qiáng)，為使探測(cè)能力達(dá)到最大，信號(hào)頻率也略有降低.綜上可知，超深隨鉆方位電阻率測(cè)井在不同電阻率背景條件下，其邊界探測(cè)能力也會(huì)隨之改變，為達(dá)到最優(yōu)的探測(cè)效果，需采用長(zhǎng)源距與多頻測(cè)量相結(jié)合.

2.2 各向異性及傾角影響

地層電阻率各向異性的存在，嚴(yán)重影響地層邊界探測(cè)與解釋評(píng)價(jià)，超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)模式II與探測(cè)模式Ⅳ均可用于各向異性的評(píng)價(jià).在信號(hào)頻率為96 kHz、源距為5 m條件下，固定水平電阻率為1 Ωm，改變垂直電阻率，分析兩個(gè)模式在不同傾角及電阻率各向異性下的響應(yīng)特征，如圖6所示.觀察探測(cè)模式Ⅱ的響應(yīng)規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，其信號(hào)響應(yīng)在地層電阻率各向異性較小時(shí)為零，信號(hào)響應(yīng)隨著各向異性的增加而加大；在相同各向異性條件下，信號(hào)響應(yīng)隨井斜角增加呈現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律，信號(hào)響應(yīng)在直井與水平井條件時(shí)為零，井斜角接近60°時(shí)達(dá)到最大.觀察探測(cè)模式Ⅳ響應(yīng)規(guī)律可明顯發(fā)現(xiàn)，在井斜角小于60°時(shí)，信號(hào)對(duì)地層各向異性響應(yīng)較小，信號(hào)響應(yīng)隨著井斜角的增加而明顯加大，呈正相關(guān)關(guān)系.

2.3 電阻率表征能力

在大斜度井/水平井中，視電阻率信號(hào)會(huì)受到井斜角與電阻率各向異性的嚴(yán)重影響，與地層真實(shí)電阻率相差較大.超深隨鉆方位電磁波測(cè)井利用同軸及共面信號(hào)測(cè)量地層電阻率，選取的信號(hào)發(fā)射頻率為96 kHz，源距為5 m，水平電阻率固定為10 Ωm，所用分量信號(hào)幅度及探測(cè)模式Ⅲ的幅度比信號(hào)(UHRA)受井斜角與各向異性的影響如圖7所示，其中對(duì)比不同分量信號(hào)幅度受電阻率各向異性系數(shù)變化的影響，Vzz信號(hào)在直井條件下不受各向異性的影響，隨著井斜角的加大，Vzz信號(hào)受到電阻率各向異性的影響加強(qiáng)，與傳統(tǒng)隨鉆電磁波類測(cè)井響應(yīng)規(guī)律相同；而Vxx+Vyy信號(hào)規(guī)律恰好相反，在井斜角為90°時(shí)，信號(hào)幾乎不受到地層各向異性的響應(yīng)，當(dāng)井斜角為0°時(shí)，地層受各向異性的影響最強(qiáng).探測(cè)模式Ⅲ利用分量信號(hào)定義獲取地層電阻率，探測(cè)信號(hào)隨著各向異性的增加而增加，隨井斜角的增加而減小.

圖8為在不同井斜角及各向異性的條件下，各分量信號(hào)相位及探測(cè)模式Ⅲ相位差信號(hào)響應(yīng)規(guī)律，圖中可以發(fā)現(xiàn)分量Vzz和Vxx+Vyy在同一各向異性條件下，信號(hào)響應(yīng)均隨著井斜角的增加而減小.Vzz分量信號(hào)在直井時(shí)，信號(hào)不隨各向異性改變，當(dāng)井斜角加大時(shí)，信號(hào)隨著各向異性系數(shù)的增加而降低，變化幅度也隨之加劇；但Vxx+Vyy分量在不同井斜角條件下，信號(hào)響應(yīng)隨著各向異性的增加出現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì).因此，當(dāng)各向異性達(dá)到一定值時(shí)，模式Ⅲ的相位差曲線變化規(guī)律出現(xiàn)反轉(zhuǎn).綜合圖7與圖8可以發(fā)現(xiàn)，超深方位電磁波測(cè)井對(duì)電阻率探測(cè)方式，在水平井條件下受垂直電阻率變化的影響較小，所測(cè)電阻率更貼近水平電阻率真實(shí)值.

圖5 不同源距及頻率條件下的探邊能力Fig.5 Capability of boundary detection under different source distances and frequencies

圖6 不同井斜及電阻率對(duì)比度條件下信號(hào)響應(yīng)規(guī)律Fig.6 The law of signal response under different dipping angles and resistivity contrasts

圖7 信號(hào)幅度及探測(cè)模式受井斜與各向異性影響Fig.7 Influence of well dipping angle and anisotropy on signal amplitude and detection mode Ⅲ

圖8 分量信號(hào)及探測(cè)模式相位受井斜與各向異性的響應(yīng)Fig.8 Influence of well dipping angle and anisotropy on component signal phase and detection mode Ⅲ

3 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井參數(shù)敏感性

為分析超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)信號(hào)對(duì)不同地層參數(shù)的敏感性，參照多分量感應(yīng)測(cè)井敏感性函數(shù)(Wang et al., 2006)，結(jié)合超深隨鉆方位電磁波測(cè)井各探測(cè)模式差異，分析各模式的探測(cè)特性及參數(shù)敏感性.假定儀器的工作頻率為24 kHz，源距為8 m，地層水平電阻率為5 Ωm，垂直電阻率為25 Ωm，參數(shù)敏感性的表達(dá)式為

(1)

STi和SPi分別代表第i個(gè)探測(cè)模式參數(shù)敏感性，其中ΔATTi=?ATTi/?s，ΔPSi=?PSi/?s，s可分別代表方位角、井斜角及地層電阻率(Rh和Rv).

3.1 方位敏感性

根據(jù)探測(cè)信號(hào)方位響應(yīng)分析可知，在無(wú)限厚各向異性地層中，探測(cè)模式Ⅰ信號(hào)始終為零，而探測(cè)模式Ⅲ信號(hào)不具有方位敏感性.因此，僅對(duì)探測(cè)模式Ⅱ(UADA、UADP)和探測(cè)模式Ⅳ(UHAA、UHAP)進(jìn)行方位敏感性分析.圖9展示了各探測(cè)模式的方位敏感性，觀察可知，對(duì)探測(cè)模式Ⅱ而言，其UADA和UADP信號(hào)的敏感性整體分布規(guī)律類似，隨著井斜角的增加，方位敏感性出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在井斜角為45°附近達(dá)到極值，在0°和90°附近存在極其微弱的敏感性；不同方位上呈現(xiàn)正負(fù)敏感性交替變化，在90°和270°分別達(dá)到極值.對(duì)探測(cè)模式Ⅳ而言，其UHAA和UHAP信號(hào)分布規(guī)律大體相似，敏感性均隨著井斜角的增加呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，但UHAA信號(hào)在20°～60°間出現(xiàn)微小的敏感性變化區(qū)間；在不同方位上表現(xiàn)正負(fù)敏感性周期變化，其變化周期為180°.

3.2 井斜角敏感性

研究不同探測(cè)模式對(duì)井斜角的敏感性，圖10為探測(cè)模式Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ對(duì)井斜角的敏感性，模擬條件不變.圖中表明，探測(cè)模式Ⅱ在30°～70°范圍內(nèi)對(duì)井斜角的敏感性較弱，敏感性在兩側(cè)達(dá)到極值，在不同方位上也呈現(xiàn)正負(fù)敏感性交替變化；與圖9中對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，兩者強(qiáng)敏感區(qū)域相互補(bǔ)，表明探測(cè)模式Ⅱ在不同方位角及井斜角條件下，主要體現(xiàn)對(duì)單一參數(shù)的敏感性.通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)探測(cè)模式Ⅲ僅受井斜角的影響，不隨方位角的改變而變化，UHRA信號(hào)對(duì)井斜角的敏感性始終為正，隨著井斜角的加大，響應(yīng)信號(hào)對(duì)井斜角的敏感性也明顯增加，在70°附近達(dá)到極值；而UHRP信號(hào)在0°～45°之間敏感性為正，當(dāng)井斜角增加時(shí)，表現(xiàn)為較強(qiáng)的負(fù)敏感性；探測(cè)模式Ⅳ對(duì)井斜角的敏感性隨方位角的變化周期與對(duì)方位角的敏感性相同，但其極值出現(xiàn)位置卻與對(duì)方位角的敏感性相差90°；敏感性隨井斜角改變的變化規(guī)律整體不變，但在70°附近達(dá)到極值.

3.3 地層電阻率敏感性

圖11和圖12分別為不同井斜角及方位角條件下，超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)模式對(duì)水平電阻率Rh及垂直電阻率Rv的敏感性.觀察圖11可以發(fā)現(xiàn)探測(cè)模式II對(duì)Rh的敏感性在相位角變化方向呈現(xiàn)周期性，在90°～270°方位角區(qū)間敏感性為正，隨著角度的增加出現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在0°和180°達(dá)到極大值；敏感性隨井斜角的變化呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在井斜角45°附近，探測(cè)模式Ⅱ受Rh變化的影響較大，在0°和90°條件下，受Rh變化的影響較小.探測(cè)模式Ⅲ對(duì)Rh的敏感性不隨方位角的變化而改變，但隨井斜角的增加，幅度比UHRA的敏感性逐漸增加，而相位差UHRP的敏感性出現(xiàn)先增大再減小的趨勢(shì)，在井斜角50°到70°區(qū)間敏感性較小.探測(cè)模式Ⅳ對(duì)Rh的敏感性均隨著方位角的改變出現(xiàn)周期性變化，變化周期為180°，而其敏感性隨著井斜角的增大而增大.

觀察圖12可以發(fā)現(xiàn)，探測(cè)模式Ⅱ?qū)Υ怪彪娮杪蔙v變化的敏感性與對(duì)水平電阻率Rh變化的敏感性整體分布趨勢(shì)相類似，主要集中在40°～80°間，隨井斜角增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，但對(duì)二者的敏感性相反.探測(cè)模式III的幅度比UHRA對(duì)Rv的敏感性始終為負(fù)，隨著井斜角的增加，其敏感性出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，在井斜角>60°時(shí)，出現(xiàn)敏感性極值；UHRP對(duì)Rv的敏感性始終為正，但其敏感性隨井斜角變化的整體趨勢(shì)與Rh的敏感性變化相反，對(duì)比圖11可以發(fā)現(xiàn)，UHRP在低角度時(shí)對(duì)Rh的變化更為敏感，隨著角度的增加對(duì)Rv的敏感性逐漸增強(qiáng).探測(cè)模式IV中UHAA對(duì)Rv和Rh的敏感性隨方位角變化趨勢(shì)整體相同，但對(duì)Rv的敏感性隨井斜角的變化出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，敏感性極值出現(xiàn)在60°附近，且當(dāng)井斜角>80°時(shí)，出現(xiàn)了小幅度敏感性異常；UHAP對(duì)Rv的敏感性與對(duì)Rh的敏感性的分布規(guī)律相類似，但其數(shù)值略大于對(duì)Rh的敏感性，且敏感性符號(hào)相反，表明UHAP對(duì)Rv更為敏感.

圖9 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)模式對(duì)方位角敏感性Fig.9 Sensitivity of detection mode of EDARM to azimuth

圖10 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)模式對(duì)井斜角敏感性Fig.10 Sensitivity of detection mode of EDARM to the dipping angle

圖11 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)模式對(duì)水平電阻率Rh敏感性Fig.11 Sensitivity of detection mode of EDARM to the horizontal resistivity Rh

圖12 超深隨鉆方位電磁波測(cè)井探測(cè)模式對(duì)水平電阻率Rv敏感性Fig.12 Sensitivity of detection mode of EDARM to the vertical resistivity Rv

4 結(jié)論

(1)相比于隨鉆方位電磁波測(cè)井，超深隨鉆方位電磁波測(cè)井通過(guò)信號(hào)組合定義方式，極大提升了儀器的探測(cè)性能；通過(guò)對(duì)各分量信號(hào)的組合分析，獲取測(cè)井響應(yīng)對(duì)地層屬性的敏感性，能夠快速簡(jiǎn)便地驗(yàn)證儀器性能.

(2)探測(cè)模式I與探測(cè)模式II通過(guò)對(duì)相同分量信號(hào)的不同定義方式，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)地層界面的探測(cè)，以及對(duì)傾角和各向異性測(cè)量；探測(cè)模式III不具有方位指向性，能夠反映地層電阻率；探測(cè)模式IV通過(guò)求解共面分量的比值，表征地層電阻率各向異性特征.

(3)探測(cè)模式III利用同軸信號(hào)與共面信號(hào)對(duì)各向異性變化的差異，其在水平井條件下受垂直電阻率影響較弱，電阻率測(cè)量值更貼近水平電阻率，優(yōu)于傳統(tǒng)電阻率測(cè)量方法僅利用同軸信號(hào)，受垂直電阻率影響較大的限制.

(4)基于多分量感應(yīng)測(cè)井敏感性分析，本文提出了超深隨鉆方位電磁波測(cè)井參數(shù)敏感性，能夠定量刻畫(huà)各探測(cè)模式對(duì)地層參數(shù)的敏感性，可用于指導(dǎo)資料處理及界面反演.