套管钻井、油田动态监测和剩余油分布对过套管电阻率测量需求巨大。目前,现有仪器大都采用点测,其测量速度较慢且易受井眼环境影响,难以满足实际需求。瞬变电磁波测井具有宽频域、连续性等特点,包含丰富的井下地层电性信息,在过套管电阻率测量中应用前景广阔。然而,钢套管会严重屏蔽地层微弱电信号,如何从套管背景中提取可靠的地层电阻率信息仍是关键难题。
本研究建立了柱坐标系下时域有限体积数值方法,厘清了套管井感应涡流的扩散机制,揭示了感应涡流在套管内侧受阻、在套管边缘聚集、沿套管纵向传播并逐步向外部地层扩散的规律,阐明了钢套管延缓涡流扩散和时间域信号衰减的物理机制,明确了晚期地层贡献逐步超过套管影响的过程(图1)。在上述机理认识基础上,本研究提出了基于中期信号的异常-背景处理方法,揭示了兼顾信号强度与电阻率敏感性的有效处理时窗。针对中期地层有效信号占比较低的问题,本研究设计了一种补偿差分型瞬变电磁过套管电阻率测井线圈结构,将地层响应峰值附近的有效信号占比由约0.01%提高至10%(图2),形成了涵盖信号时窗选择、套管背景抑制及地层电阻率提取的技术方法。水槽实验初步验证了方法的可行性,为瞬变电磁过套管测井仪器研制及数据处理提供了技术参考。

图1 套管井瞬变电磁场扩散特征

图2 补偿差分测量结果与地层有效信号占比
研究成果发表在测量领域重要期刊Measurement。论文通讯作者为中国石油大学(华东)邓少贵教授,第一作者为中国石油大学(华东)博士生李志君,合作者为中国石油大学(华东)博士生洪玉真。本研究得到了国家自然科学基金的资助(42374150)。
论文信息:Zhi-Jun Li, Shao-Gui Deng, Yu-Zhen Hong, 2026. A new approach for formation resistivity extraction in cased wells using transient electromagnetic logging measurements. Measurement, 273, 121129. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2026.121129.