声波测井的声场分析

位于液体圆柱(嵌在无限介质中)内的点声源激发的轴向传播的声波。是地质和石油勘探中所常用的。本文试图对液柱内的声场进行计算,对复变函数的声势积分时,根据边界条件确定柱形等效反射系数,根据柯西定理确定积分路径,利用留数定理得出轴向传播圆锥形波,并解特征方程,以求得相速度和群速度的频散特征。用越过法,对里曼面的支点割线沿岸进行积分,得出纵波和横波侧面波、斯通利波以及简正型侧面波、共振波等。     

声波测井中纵波和横波幅度几何衰减问题的讨论

本刊1989年第6期发表了题为《声波测井中的纵波和横波》[1]一文，介绍了关于声波测井中纵波和横波的两种理论观点．一种是目前国外普遍采用的割线积分理论，另一种是我国学者提出的共振理论。文^[1]根据Chen利用相似理论制作的室内模型井中的实验数据，认为割线积分理论是错误的，共振理论能很好解释实验结果。笔者觉得这一结论根据不足，兹提加下的讨诊音见。     

偶极源井孔声场中纵横波的计算及分析

在分析垂直割线和极点对偶极源井孔声场中分波和全波贡献的基础上,给出了数值计算纵横波部分的方法,即纵波是纵波垂直割线和复极点的综合贡献,而横波是横波垂直割线和实极点构成的传播模式的贡献.结合实际算例对该方法的正确性进行了验证,指出了以往应用垂直割线积分计算纵横波的局限性.对纵横波部分的频率激发谱和传播行为进行了分析,结果表明在泊松比较大的慢速地层中复极点对纵波头波的贡献较大;横波的幅度及横波垂直割线和实极点对横波的贡献大小随声源的激发频率发生变化.     

关于充流体钻孔中的纵波和横波

虽然钻井中的声波传播理论已比较成熟，但在纵、横渡的激发机制方面仍存在着一些不同的观点。本文通过对纵、横波割线积分进行分析，导出了其远场近似解的表达式，并探讨了稳态情况下的共振和非共振纵、横波振幅的衰减问题，获得的主要结论如下：（1）共振纵、横波皆有几何扩散现象。其中，共振纵波的振幅按Z－1衰减；而共振横波的振幅则近似按衰减。（2）共振纵波的振幅与岩石、流体密度比P2／P1及纵、横波速度vP和vs有关；而共振横渡的幅度值除与上述几个因素有关外，还与共振频率、井半径α和流体速度vf有关。（3）非共振纵波的几何衰减介于z－1和［zln（z／α）］－1之间；而非共振横渡的几何衰减则介于z－2和之间。（4）在纵、横渡远场近似解中不存在奇点。     

利用纵、横波品质因子比值识别含气碳酸盐岩层

利用偶极横波声波成像(Dipole Shear Sonic Imager, DSI)测井资料计算了纵、横波衰减和纵、横波品质因子Q_P和Q_S.对纵、横波在碳酸盐岩含气层和非含气层中的衰减特征研究表明,碳酸盐岩含气层中的纵波衰减比非含气层中的纵波衰减强;横波衰减和横波品质因子在碳酸盐岩含气层和非含气层中的变化不大。根据DSI测井资料计算出的纵、横波衰减和纵、横波品质因子在碳酸盐岩含气层和非含气层中的这些差异,给出了一种利用纵、横波品质因子比值Q_P/Q_S识别碳酸盐岩含气层的方法。     

用两个不同源距的声波测井全波波形计算纵波和横波波速

讨论两个不同源距的声波测井全波波形的处理问题。用数值模型模拟SKC－B国产大数控声波全波列测井仪后，通过波形的二维谱发现：测井波形中，纵波具有频率选择性，但传播速度不随频率改变，其幅度比较小；横波及伪瑞利波是连在一起的，伪瑞利波的幅度比较大，速度随频率改变。从这睦结果可知：用实际测井波形计算纵波时差时，波形中的干扰对计算结果的影响比较大；用实际测井波形计算横波时差时，伪瑞利波对计算结果的影响比较大。根据实际测井波形的特点，研究了相应的纵波时差和横波时差的处理方法。计算纵波时差时，讨论了干扰的影响及其消除方法；计算横波的时差时，利用伪瑞利波群速度随着频率的降低，逐渐接近横波速度的特点，改进了直接相位法中横波的处理,并称其为相位法。     

转换波速度分析方法

对P-SV转换波作动校正叠加需要纵波速度和横波速度以及转换点的位置信息,而转换点位置则与纵横波速度及其比值有关,这种相互依存的关系给速度分析带来困难。从另一方面看,转换波由下行纵波与上行横波组成,纵波速度信息包含在下行纵波半支曲线里,横波速度信息包含在上行横波半支曲线里,通过纵横波速度确定转换点位置,根据纵横波速度与转换点位置计算两个半支曲线的传播时间之和。因此,转换波速度分析迭代循环过程归结为:转换波时间-纵横波速度-转换点位置—转换波时间。本文阐述两种能直接从转换波数据里求取纵波和横波速度的方法:其一是纵横波速度谱迭代方法;其二是纵横波速度联合扫描方法。它们在求取纵横波速度的同时,可动态地确定转换点位置。借助于零炮检距纵波反射时间tPP0和零炮检距转换波反射时间tPS0这两个时间尺度及其转换关系,可实现纵波与转换波在相同时间尺度下的动校正叠加,再通过速度分析自然地解决纵横波层位标定问题。     

横波微测井转换波静校正方法

由于转换波静校正是一个新的课题，没有成熟的方法可以借鉴，常规用于纵波静校正的许多方法，很难照搬到转换波处理当中，所以，需要从最基本的表层资料采集入手，寻找一种系统的转换波静校正方法。微测井一直是解决纵波勘探表层问题最直接最有效的表层调查方法，同样利用横波震源，也可以进行横波微测井采集。从横波资料的表层调查和应用，转换波静校正量的计算和应用2个方面，对横波微测井转换波静校正方法进行了介绍，通过实际资料的处理，说明该方法有一定的实用性和灵活性，并有一定的推广价值。     

MPAL多极子阵列声波测井仪

MPAL多极子阵列声波测井实现了在软硬2种地层中直接提取纵波、横波和斯通利波的测量结果.对MPAL多极子阵列声波测井的测量原理、仪器构成、特点、技术指标、应用情况等方面进行了阐述,根据其测井资料可提取准确的纵波、横波、斯通利波信息;利用波形、斯通利波变密度图、斯通利波幅度衰减判断裂缝发育段,可以得到地层的快慢横波,用来判断地层的各向异性,从而判断最大水平主应力方位、裂缝发育程度及裂缝延伸方向等.     

川西坳陷裂缝性储层的裂缝测井评价技术

川西坳陷具有良好的油气资源前景,上三叠统须家河组是"十五"的勘探主攻目的层.该储层孔隙度、渗透率极低,裂缝是储层的主要渗滤通道,储层含气性对裂缝的依赖性极强,储层的裂缝识别在储层评价中最为关键.文章根据声波全波列对纵波、横波、斯通利波等能量的不同衰减情况进行裂缝及类型的识别,一般情况下,纵横波传播系数与裂缝倾角有一定关系[1],即0°～33°和76°～90°倾角的裂缝对纵波幅度衰减小,对横波幅度有明显衰减;33°～76°倾角的裂缝对纵波幅度衰减较大,对横波幅度衰减较小.由成像测井信息映射井壁微电阻率图像,对井壁微电阻率图像进行地质刻度,从其中提取裂缝特征.常规测井识别裂缝首先利用声波测井和电测井,根据声波跳波和双侧向电阻率差异进行判别,其次用岩心裂缝信息标定测井曲线,建立裂缝评价指标--渗透率增大率(Ker)和多种测井响应的关系,由常规测井判断地层Ker的变化规律,由此对其进行裂缝评价.经实际应用,证明方法技术可行、有效.该套方法技术不仅适用于川西坳陷裂缝性地层,而且可推广到其它类似的裂缝性地层.     

由核测井推导横波和纵波测井曲线

横波和纵波测井曲线由与岩性特性相对应的核测井响应推导来的,推导过程如下,中子—密度交会图确定岩性、孔隙度和气体含量,自然伽码测井确定泥质量含量。已发表的文献中提出了岩性—孔隙度—泥质含量和横波—纵波速度两者之间的关系。以前,岩性、孔隙度和泥质含量是由核测井确定的,而横波和纵波速度则由计算得到。这项技术有两项重要的应用,测井资料与地震资料的结合,并扩大了地层评价的能力。声波测井并不适用于所有的井,这就很需要由其它测井精确地推导出声波速度来。当能够测得声波测并资料时,把计算得到的速度与实测的声波测井速度作比较,这两者差别反映了次生孔隙度(裂缝、晶簇等等),或泥质分布状态(分散的、层状的等)。值得注意的是该技术具有与声波测井一样的精度,它能预测出四个参数,即岩性、孔隙度、泥质含量和泥质种类。由于要用四个参数来计算横波和纵波速度,仅用横波和纵波测量值评价地层变就得困难。     

反褶积方法及井中补偿声波测量

声波全波测井曲线含有岩层粘滞弹性性质的信息,例如纵波,横波和斯通利波滞后与衰减。另外,波在出入岩层处还受到井孔与岩层界面的影响。在本文中,我们将叙述一种根据声波波列估算这种滞后,衰减和耦合作用的方法。文章先引出将声波测量和未知参数联系起来的模型。声波测量的结果是P波,S波和斯通利波的旅行时和振幅,我们一旦从波列上取到了声波测量的信息,那么问题就变成了从测量结果中估算未知参数。虽然解决本问题的过程在规模上是巨大的,但存在一种直接的方法,可以把它看作由深度延拓导出的井眼补偿方法,根据野外资料,可以用图解表示高分辨率时差测井曲线,衰减测井曲线及用于耦合的岩性。     

改进纵波与转换波时间匹配方法研究

针对多波地震资料纵、横波匹配方法产生的转换波地震子波的畸变问题,本文提出了一种改进纵波与转换波资料时间匹配的方法。该方法依据傅里叶展式的时标变换定理,对时间匹配后的转换波资料的地震子波进行振幅和相位同时匹配,解决纵波与转换波时间匹配域转换中的转换波地震子波波形畸变问题。文中对实际测井资料合成地震记录进行了研究,结果表明该方法能够对转换波资料进行振幅和相位的同时匹配。含噪声合成数据实验研究结果表明,本文方法也能够改进转换波的时间匹配结果。     

纵波源零偏VSP资料中的上行横波与纵波联合反演初探

VSP资料主要包括上、下行纵波(P波)和上、下行转换横波(SV波)4种地震波场,且其已得到普遍应用,但纵波源VSP资料中的上行横波(SS波)却鲜为人知并未得到有效应用。通过分析研究,总结了这种上行横波的成因及其特点,探索了利用纵波源零偏VSP资料中的上行横波和纵波联合反演预测井筒附近地层流体性质的基本原理和实现方法。首先分离零偏VSP上、下行纵波和上、下行横波,再对上行纵、横波进行1D/2D地震成像并将成像剖面转换成相应的属性(如振幅包络)剖面,最后计算两者的属性比(或属性差)剖面,用于储层预测和含油气分析。给出了资料处理及储层预测的详细流程,利用实际VSP资料初步显示了上述方法的应用效果。     

多波多分量地震资料速度扫描法转换波识别技术

多波多分量地震勘探得到的资料波场信息丰富,从中可以得到转换波信息.提出了一种速度扫描方法分离多波多分量资料中的纵波和转换波.该方法根据纵波速度及其自激自收时间,推导出相应的横波速度表达式;通过横波速度扫描,得到一系列转换波时距曲线;用得到的转换波时距曲线与多波地震数据作互相关匹配,相关程度最大时扫描横波速度最准确,也就得到了最佳的转换波波形,进而达到分离纵波和转换波的目的.利用该方法对数值模拟地震记录进行了转换波识别,取得了很好的波场分离效果.     

鄂东气田韩城矿区煤层横波时差测井曲线的构建方法

鄂东气田韩城矿区是中国重要的煤层气有利开发区,但绝大多数井未测横波时差曲线,给钻井设计中岩石力学参数计算、压裂设计中压裂高度预测带来诸多不便。针对研究区煤岩地层的实际地质特征,充分挖掘与煤层横波时差较为敏感的测井参数,构建一种适合于煤岩地层有效的横波时差曲线计算方法。利用纵波和密度测井构建了横波时差拟合方程,通过系统分析优选中子、密度及电阻率测井三参数构建了岩性指示曲线,进而采用岩性指示曲线建立横波时差计算模型;基于煤层岩石体积物理和煤岩地层的多矿物组分体积模型,对煤岩地层的横波时差进行反演。对研究区的横波时差进行拟合计算,纵波和密度测井构建横波时差的方法较为简单、直观,但精度不高;而岩性指示曲线法和多矿物组分体积模型法均能较好地对其煤层横波时差进行计算,但多矿物组分体积模型中的参数求取相对较难。     

岩石声波主频漂移现象及其应用探讨

岩石超声测量分析结果表明,不同岩石具有不同的纵波或横波频率特性,岩石声衰减越大,其频率主值越低。纵波主频随孔隙流体性质变化较显著表明,不同岩石具有不同的纵波或横波频率特性。井孔模型中的声波全波列观测实验也指出,随着地层孔隙度及渗透率的增大,不仅各组分波的衰闰增大、速度减小,而且其主频也有不同程度的降低。特别是斯通利波的主频明显向低频方向漂移,高频组分波比低频组分波衰减更大。上述实验现象得到了实际声     

地震波多分量联合反演在塔北隆起S油田的应用

三叠系是塔里木盆地S油田主要含油气层,三角洲前缘砂岩储集层物性好,但含气后纵波速度趋近于泥岩。以地震多波多分量资料为基础,用测井资料分析确定了有效储集层敏感参数;在纵波、转换波精细标定及匹配的基础上,开展纵波、转换波联合反演,得到了纵波阻抗、横波阻抗、纵横波速度比等参数。用横波阻抗有效识别出砂岩分布特征,用纵横波速度比预测了储集层的含油气性。结果表明,多波资料储集层预测较单一纵波预测精度更高。     

基于行波分离的三维弹性波矢量场点积互相关成像条件

针对传统三维弹性波逆时偏移方法存在横波合成不准确的难题,提出基于行波分离的矢量波场点积互相关成像条件。首先利用传统波场分离方法获得标量纵波和矢量横波;再对波场分离得到的标量纵波求取梯度获得矢量势纵波,对矢量横波求取旋度得到矢量势横波;然后求取弹性波场的坡印廷矢量并据此对矢量势纵横波进行分解,分别得到上、下、左、右、前、后行波;最后将炮点分解得到的上、下、左、右、前、后矢量纵、横波分别与接收点分解得到的下、上、右、左、后、前矢量纵、横波对应做点积互相关,得到炮点纵波接收点纵波偏移剖面、炮点纵波接收点转换横波偏移剖面、炮点转换横波接收点纵波偏移剖面和炮点转换横波接收点转换横波偏移剖面。该成像方法理论上可以消除逆时偏移产生的低频噪声,且无需对转换横波偏移剖面做极性校正;模型算例证明了算法的准确性和有效性。     

碳酸盐岩地层横波速度重构

地震勘探和岩石力学性质评价需要知道横波速度。然而，在这些工作中常常没有横波测井曲线，因此重建横波测井曲线是一个重要问题，尤其是在复杂的双孔隙微观结构的碳酸盐岩地层。我们在本文提出一种确定横波速度的技术，通过它利用常规测井曲线（纵波时差，微电阻率测井，总孔隙度，密度和伽马）的联合联合反演求出横渡速度，专门针对具有不同次生孔隙类型的碳酸盐岩地层。这种用理论测井曲线进行计算的根据是双孔隙介质模型，模型由均匀的各向同性骨架组成，介质具有原生孔隙和次生孔隙，后者接近圆球状。选择椭球体的纵横比就可以模拟不同类型的次生孔隙，比如岩穴（靠近球体）、由吼道连接的孔洞（扁长球状体），以及裂缝（扁球体）。为了用该模型计算的各种物理性能，应用了对称有效介质近似法的自相容方法。联合的同时反演方法在于把测量的和计算的测井曲线之间的差异减少到最小程度。作为反演结果，我们获得孔隙微观结构的下列参数：骨架和次生孔隙度值以及次生孔隙形状。随后，使用由反演确定的模型参数模拟出横波测井曲线。该技术在墨西哥南方区域的井眼得到证实，该区域既测量了纵波测井曲线也测量了横波测井曲线。预测的横波测井曲线和测量的横波测井曲线之间的比较表明，两者的一致性很好，重建的误差小于8％。