电各向异性储集层已成为目前重要的勘探方向,是油田开发中高含水后期增产挖潜急待开发的资源。三分量阵列感应测井仪器与传统的阵列感应测井仪器不同,线圈系探头由3个相互正交的发射线圈(T _x、T _y、T_z)和3个相互正交的接收线圈(R _x、R _y、R_z)组成,可以获取地层的水平电导率和垂直电导率,两者的比值准确地描述了地层电各向异性特征,为正确评价储层提供了重要的依据。本文使用三分量阵列感应测井仪器,借助COMSOL多物理场仿真软件建立地层倾斜径向和纵向两种各向异性地层模型,系统研究井眼环境、地层各向异性系数和倾角等参数对三分量共轴线圈系和不同结构共面线圈系测井响应的影响规律;考察不同线圈系在倾斜各向异性地层的响应机理。本文主要研究工作和贡献如下: 1.推导了均匀各向异性地层中三分量阵列感应测井的电磁场公式,使用Born几何因子研究三分量阵列感应测井仪器的探测特性,计算三分量共轴和不同结构共面线圈系的三维、二维和一维Born几何因子响应特性。与传统共面线圈系相比,新共面线圈系响应的负值区域小且最小分辨层厚为0.762m,小于传统共面线圈系。 2.建立倾斜径向两层各向异性地层模型,研究井眼和地层参数变化对三种线圈系测井响应的影响。两种不同共面线圈系井径影响均出现非线性,呈现凹函数变化,但极值点位置不同。两种共面线圈系的长阵列随泥浆电导率和地层垂直电导率出现非线性影响和负值响应,且地层垂直、水平电导率反差越大,影响越明显;但新共面线圈系各向异性系数的影响小于传统共面线圈系。 3.建立倾斜纵向三层各向异性地层模型,研究地层倾角和目的层参数对三分量共轴和不同结构共面线圈系测井响应的影响。倾角影响主要发生在层交界面,目的层各向异性系数越大,“劈裂”的程度越明显。在两种共面线圈系中,目的层越厚,受围岩影响越小,响应曲线主瓣越宽,分辨率越高,可用半幅度读取目的层层厚。新共面线圈系随目的层水平电导率增大而增大,传统共面线圈系长阵列趋势相反且负值阵列多。 4.借助COMSOL后处理功能,分析倾斜径向和纵向各向异性地层不同响应的影响机理。通过考察三种线圈系三维、二维和一维感应电流图,揭示倾角影响井径展宽的现象,其一维感应电流Jy和Jz在-1~1m的曲线展示了传统共面线圈系负““犄角”的本质。