水平井地质导向是一项通过实时识别地层边界和油水界面（OWC），从而降低钻井风险并优化油气生产的关键技术。随钻方位电磁波仪器(AET)已成为地质导向和井位部署的基石。凭借其探测深度和较高的方位分辨率，AET显著提高了储层钻遇率，并为实时地质模型更新提供了关键数据。随着商业仪器的持续发展，其边界探测范围已从约4.5 m逐步扩展至7.5 m以上，增强了对远距离地层的感知能力。然而，探测深度的扩大也增强了周围层状地层的影响，导致测井响应更加复杂，并显著增加了反演解释的难度。方位电磁波测量反演面临两个相互关联的挑战：模型参数化与迭代优化。准确的模型构建要求参数化能够真实反映钻井过程中遇到的实际地层几何形态。虽然提高模型复杂度可增强表征能力，但同时会引入更多参数，加剧解的非唯一性。优化过程需在全局搜索能力与计算效率之间取得平衡。鉴于实时数据处理的严格约束，一维参数化反演方法在业界被广泛采用。这些方法通常分为两类：确定性单边界/双边界反演和多边界随机反演。确定性反演采用高斯-牛顿或列文伯格-马夸特等高效局部优化算法，并常辅以多种初始化策略以降低陷入局部极小值的风险。该类方法计算效率高且参数需求少，已成为层厚大于约1 m地层中实时地质导向的主流技术。随着业界越来越多地瞄准复杂储层，多层反演研究日益受到重视。然而，此类问题涉及显著更大的参数空间，并表现出强非唯一性。确定性算法在没有高质量初始模型时往往难以可靠收敛；而全局随机智能优化方法，如粒子群优化和马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC），虽通过大量采样降低了对初始猜测的依赖，但其计算成本对实时应用而言仍然过高。
针对随钻方位电磁波测井反演中模型复杂度与计算效率之间的矛盾，提出了基于Fisher信息矩阵的多边界探测定量评估方法，揭示了仪器在层状介质中的多界面探测能力。在此基础上，构建了自适应跨层反演框架，通过质量评分机制动态优选模型复杂度，突破了传统固定层数反演的刚性结构限制，将模型选择从经验驱动转变为数据驱动。采用热启动初始化策略，在保障精度的同时大幅提升了计算效率。在一个含薄层的六层模型反演算例中，均方误差较传统三层反演降低91.5%，计算效率较固定五层反演提升约一倍。该技术可为深地油气资源勘探中的高精度地质导向提供系统性理论支撑与方法保障，对提高复杂储层钻遇率、降低钻井风险具有重要工程实践意义。
图1.基于FIM分析的多边界探测能力表征
图2.含薄层六层模型反演结果对比
研究成果近期发表在石油科学与技术领域国际重要期刊Petroleum Science。获得中国油气重大专项、国家自然科学基金和山东省自然科学基金共同资助，具体如下：中国油气重大专项（2025ZD1402102-05、2025ZD1401105-02）国家自然科学基金（42474152、U23B2086）山东省自然科学基金（ZR2023MD053）。
论文第一作者为中国石油大学（华东）地球科学与技术学院博士研究生王艳雪，通讯作者为中国石油大学（华东）地球科学与技术学院王磊教授，合作者有中国石油大学（华东）葛新民教授和范宜仁教授。
论文信息：Yanxue Wang, Lei Wang, Xinmin Ge, Yiren Fan 2026, Trans-layer inversion of logging-while-drilling azimuthal electromagnetic measurements guided by multi-boundary detection capability assessment. Petroleum Science, https://doi.org/10.1016/j.petsci.2026.04.044
