CAST井眼成象仪的测量原理和应用

ＣＡＳＴ井眼成象仪是利用高分辨率井眼声波扫描信息，经过处理获得井眼的井壁图象，这种图象能提供地下的重要地质信息，如地质构造、沉积特性、裂缝特征以及地层倾角等，本文主要介绍了ＣＡＳＴ成象测井仪的技术指标、测量原理和几种地层的理论模型，以及在草南地区古潜山的应用。     

利用地球物理技术对井眼裂缝进行综合评价

新的表示裂缝导流特征的井眼地球庆阿尔及利亚的ＲｈｏｕｒｄｅＥｌＢａｇｕｅｌ地区得到验证。它是利用超声波成象扫描仪和偶极横波成象仪器输出的全波列声波数据研究过井眼的裂缝。采集到的声波资料包括：纵波、斯通利波和４组衣横波。ＵＢＩ提供井眼穿过的裂缝和方向的高分辨地层资料。对交叉偶极横波资料的分析揭示了在揭示和ＵＢＩ分析识别出来的发生裂缝的井段,存在较强的横波各向异性。而且快横波胶波的方向同用ＵＢＩ分析得     

声波成象测井的相似模拟

井眼成象是地质工业中发展最快的领域之一，井下成象的重要的应用是：改进油藏工程，提高油气采收率，使致密油气藏增产以及进行深探井的地质力学研究，虽然两种最普通的成象方法，微电阻率和声波好象是各自独立的，但阿特拉斯测井公司却把它们组合成一个井下仪器，为定量解释成象测井资料以及使数字模拟结果有效，建立了一个井下岩石模型以研究成象测进仪地已知的地质特征的响应，本文阐述了声波成象测井仪相似模拟的结果，设计了一     

一种测量三维（方位、径向和轴向）地层声学性质的模块式电缆声波仪器

井眼岩石的综合力学特征取决于径向、方位和轴向上变化的三维声波慢度。岩石声波性质的这些变化起因于应力分布不均匀、钻井过程引起井眼附近地层的力学或化学变化、以及地层的内在各向异性。 通过综合采集所有井眼波形（单极波、偶极波和斯通利波），井与全部采集数据的综合反演结果相结合，就能得到岩石的三维声学性质。纵波慢度的径向变化是通过单极探测实现的，这种新技术特有的单极收发间距变化范围很大．从很短到很长。横渡慢度径向变化是通过反演偶极弯曲波和斯通利波的宽带频散曲线得到定量值，这种新的声波仪器具有宽带特色。偶极声源的独特设计使它在脉冲模式或在线性调频脉冲模式下都能激发。 中国、挪威、墨西哥、巴西和美国的裸眼井电缆测井情况表明，纵波和横波慢度测量值以及它们的径向变化的精度都提高了。在增加轴向的和方位方向的接收器数目和一个静音装置及预测装置后。横波各向异性的估算就更可靠了，数据表明快横波方位方向上测量的慢度各向异性可小到1％～2％。这种新的测井仪能够测量从90-900μs／ft的横波慢度。改进后的单极和偶极频散曲线能够更清楚地识别地层的均匀性、非均匀性、各向同性和各向异性的机理。套管井地层评价数据表明，能够过套管可靠地测量高达450μs／ft的横波慢度。 先进的反演算法能够用宽带频散曲线正确地估计岩石的三维特性。精确测定相应的岩石特性能使决策及时（例如，射孔，防沙，确定井位及增产措施）。     

交叉偶极声波在油气勘探开发中的应用分析——以川东北三叠系地层与内蒙查干凹陷下白垩统地层为例

交叉偶极声波已广泛运用于油气勘探开发,通过交叉偶极声波可准确地获取地层纵波、横波、斯通利波信息以及声波幅度、衰减等数据,从而了解地层的岩石物理性质。通过对这些性质的研究可识别岩性,评价地层含气性,判断地层的各向异性和地应力方向,识别裂缝储层并判断裂缝的方向,评价井壁的稳定性等,为储层评价及油气田勘探开发提供较为可靠的地层信息。     

正交偶极子阵列声波资料在江苏探区储层评价中的地质应用

偶极子阵列声波仪器,通过特殊的结构设计,无论在硬地层还是软地层,均可以采集到有效的纵波、横波、斯通利波数据,进行可靠的岩石力学分析;与常规资料结合,可完成适用的井眼稳定性分析。同时,记录的波列能量与幅度数据,可以有效识别裂缝发育带。通过对不同方向传播的快慢横波的分离、提取,可以判断地层各向异性的方向,进而识别出地层内现今最大主应力方向或裂缝集中发育区。利用斯通利波反射性原理,能够判断地层内的异常地质反射体,寻找层界面或有利的裂缝发育带;经过岩心刻度后,能估算出地层渗透率。     

用定向声波测井为井旁地层构造成象

本文说明如何用井孔定向声波测井仪对井眼附近地层结构成象并确定它的方位。与常规单极测井仪相比，定向测井仪的优点是它用偶极声源和／或接收器获得了对构造方位敏感的多分量数据。在测井仪旋转情况下，为了保存方位信息，要把在测井仪骨架坐标系统下获得的多分量数据，通过记录的仪器方位转换成固定坐标系统。然后用固定坐标中的分量数据对地层结构成象并确定它的方位。文中采用在一口斜井中测得的四分量交叉偶极数据组来说明此方法和步骤的应用。本方法运用偶极数据中的压缩波的方向性，成功地获得了穿越井眼的地层界面的方位。另外，低频率成分（大约2—3千赫兹）数据能够对深迭15m的径向范围的地层结构成象，比常规单极纵波数据大大提高了穿透深度。     

井眼成象在裂缝和薄层中的应用

近几年来，井眼成象通过提供高分辨率的井壁二维展开图，提高了我们评价裂缝和薄层的能力。然而，由于成象仪刻度的不足，成象测井解释基本上是定性的。最近在裂缝和薄层的实例研究中，将井眼成象和岩心，生产测井资料进行对比，为井眼成象资料的定量解释提供了依据。在加利福尼亚滨海圣伊内兹区的蒙特雷组裂缝性油藏中，井眼成象解释能提供以往常规测井资料所不能提供的连续裂缝资料。在圣伊内北区，至少在一口生产井中，由井眼成象     

CBIL测井在火成岩地层中的应用

井周声波成象测井（ＣＢＩＬ）与岩心描述有着良好的一致性。在火成岩地层中，它清晰地显示裂缝、孔洞以及风化残积的砾石。经过人机联合处理分析，可进一步确定地层储集类型、裂缝产状、裂缝密度、裂缝张开性和张开缝的主要发育方向；确定地质方面无法弄清的古潜山顶部地层的层位。另外，水压裂缝的直观图象揭示了现今地应力的方向。     

利用井眼声波测量及解释新技术提高储层描述能力

井眼声波资料长期以来一直是地球物理测井的重要信息。纵波、横波及斯通利波已在地面及井下地震、岩石物性、地球化学及其它领域得到了应用。 在井眼声波测量及解释方面的最新进展已经改变了井眼声波在实际中的应用。在这方面取得的进展正改变着工业生产及工作流程。 这些进展包括：高精度的慢度测量技术、先进的慢度频率分析技术、声波各向异性描述（即使是在声波各向异性很低的环境下）、距井壁径向深度变化的声波测量、先进的成像技术、有关裂缝的更多信息以及利用斯通利波进行更精确的渗透率计算。 利用先进的慢度频率分析技术得出了储层及近井眼环境中声波各向异性方面的新的信息、在钻井过程中岩石是否发生了改变及其改变的程度。在极慢速地层以及其它难于测量声波的环境下，可以把频散技术作为非常好的质量控制指标来使用，以保证计算的慢度能正确地描述地层特性。 声波解释方面的最新发展标志着在天然裂缝识别方面的显著飞跃。综合应用宽频单极和偶极以及低频深探测的斯通利波测量资料可以得到更好的评价结果。在硬地层环境中，天然裂缝在产能方面起着非常重要的作用。很好地识别裂缝分布情况，如裂缝开度及渗透率，对于实施最佳完井以及获得最佳产量是非常必要的。 本文以现场实例为参考，总结了近期已发展的和正在发展中的声波测量及解释技术，以及这些技术在储层描述中的应用。     

声学技术在天然开裂缝评价方面的进步

张开的天然裂缝，如果有的话，它能在低孔隙、坚硬的岩石环境里为大部分天然气提供通道。因此，全面了解裂缝属性，包括缝隙和渗透率在内，是优化生产、水泥胶结、完井设计、确定井位、油藏模拟所需要的。 声波扫描仪，是最新一代的声波波形测井仪，它有13个轴向接收器，能测量斯通利波，并改善了宽带频率响应，提高了波形保真度和增加了功率。高角度裂缝的斯通利波反射率是极小的，但为了评价它们的渗透率，就要求得到波形的能量损失或衰减。在使用现有技术，例如归一化差动能量[NDE]的条件下，频率响应的下端到达300Hz，能显著地改善高角度倾斜裂缝的探测能力。在设法区别钻井诱导裂缝和张开天然裂缝时，改善斯通利波测量是关键性的。当这两组裂缝与现场的应力场和陡倾角明显一致时，斯通利波的反射可能很微弱或没有。衰减技术，例如NDE，已被证明对评价裂缝开度和渗透率是最适宜的。 旋转偶极弯曲波频散曲线的慢度频率分析（SFA）方法也可以用来识别张开的天然裂缝。SFA是每个深度的弯曲波频率和幅度剖面在慢度平面的投影。传统的时差相关（STC）或相似性处理横波慢度，与SFA投影相比，证实了波形处理与频率成分一致。其幅度和频率信息提供岩层横波特征成像，探测范围从井眼进入岩层达若干英尺。当探测到天然裂缝层带时，信号强度和频率成分明显变化。把SFA投影与斯通利波NDE比较，提供了岩层的3维声波特征，来识别裂缝和并眼应力场。 本文给出一个案例研究，它采用最新一代斯通利波测得结果、SFA投影图像、和微电阻率成像。把增加的声波信息与电阻率图像数据比较，为识别张开天然裂缝可提供大量清楚而有效的岩层特征。     

裂缝性储层AVO模型研究

预测储层中的有利裂缝发育带及裂缝发育的主方位在油气勘探开发中具有重要的意义。当储层中存在裂缝时，流体与致密岩石的巨大物理性质差异形成一定规模的物理界面，引起储层地震波反射特征的改变，成为地震剖面上反映裂缝存在的重要信息。AVO分析方法所表现的方向性，可从三维道集的地震资料中分析出不同方向上的地震属性参数变化，这些参数与地层的各向异性具有一定的对应关系。当储层存在一定方位的裂缝时，其弹性参数会表现出方向性差异，这种差异能被AVO方法有效地检测。通过对不同方位角裂缝储层AVO模型研究得出：当地震波传播方向与裂缝走向的夹角逐渐增大时，反射系数随入射角的增大而减小；含水平裂缝地层的曲线斜率逐渐减小，地层的AVO截距逐渐减小，斜率逐渐增大；垂直裂缝地层的曲线斜率逐渐增大，地层的AVO截距逐渐增大，斜率逐渐减小。     

层状裂缝性井下模型中的震电测量

震电测井方法是以测量（在充满流体的井中）由地震波激发的电场为基础的。在地层内部和地层分界面上会产生两类电磁（ＥＭ）场。一种是静止的或局部的电磁波，另一种是辐射电磁波。文中我们利用人造材料或天然岩石制作了各种裂缝性井下模型，并测量了（在充满水的井中）由地震震源激发的电场。实验结果表明，斯通利波在裂缝处产生辐射ＥＭ波，它以光速在井孔中传播。并且斯通利波也在井壁上产生电磁驻波。当裂缝的孔径增大时，由于裂     

井间电磁成象在储层监测中的应用

储层监测中的一个主要任务是确定注入流体的位置及注入流体的移动方向，井间电磁（EM）成象在储层规划中是一门新兴技术。特别是在提高采收率（EOR）阶段，应用它描绘和监测流体在井间地层中流动最合适。井间成象不同于常规测井，它对井间地层空间进行扫描成象，而常规测井仅是测量井眼周围狭小的体积空间，井间电磁技术的电导率成象直接与储层特性参数有关，如：水的饱和度，矿化度，孔隙度等等。井间电导率成象能反映监测井之间未探明区域地层的详细情况。电导率成象对岩石孔隙中的流体（水和油）的变化特别敏感，因此它不同于地震速度和衰减的测量，这种测量是对岩石基体的物理性质变化敏感。EM成象和地震成象两种方法能相互补充，从而提高储层监测的水平。井间电磁在理论研究和仪器制造上已有重大进展，对于注水监测，在EOR期间的不同时刻的电导率成象能提供有关油、蒸气、水移动的信息。最近同Lawrence Livermore National Lab(LLNL)合作在Chevron(雪佛龙）注气现场进行了实验，时间推移测量资料清楚地说明了由于方法，结果发现分辨率异常的那一部分空间的变化情况。文章集中描述它的应用、物理理解、数据处理方法，结果发现分辨率与数据的采样多少，空间的覆盖范围及电磁成象工作频率有关。另外，为优化成象质量，在反演计算中应利用已有的一些基于测井曲线的限制及其它的一些地质信息。从理论和现场试验中发现，井间EM在储层监测方面具有潜在的价值。     

致密碳酸盐岩储集层的裂缝描述与模拟

科威特西部的Najmah／Sargelu储层是一个致密碳酸盐岩油藏，油藏内的裂缝网络构成了孔隙度和渗透率。用多学科综合方法整合了地质数据[井眼成象（BHI）测井、岩心和电缆测井]、地球物理数据[地震相分析（SFA）]和油藏工程数据[生产、生产测井测试（PLT）和试井]，以便识别出裂缝的主要类型，预测油藏内存在的裂缝并且确定不同裂缝类型的水力特征。     

井周声波成象测井（CBIL）在大陆科探井的应用

通过对在大陆科探井中进行的井周声波成象测井(CBLL)处理结果与对应井段的钻井取心扫描特征对比．可以发现CBIL在裂缝识别、构造解释、岩心归位、地应力分析以及井眼几何形状确定方面都起到了一定的作用。随着研究工作的进一步进行，CBIL在大陆科探井的应用将进一步体现。     

井间速度和密度成象

引言石油勘探和开发的一个主要目的是进行井间岩性成象.在过去数十年中,通过测井曲线内插和反射地震法对该目标作了初步尝试,并取得了不同程度的成功。在井间成像中两个主要参数是岩石密度和地震波速度.最近,地球物理学家们使用两种仪器,以便在井间勘探中直接测量密度和速度.这两种井下仪是井间层析成象仪和井中重力测量(BHGM)仪。测井观测的井孔附近的物理特性,而井间层析成象和BHGM测量的是井孔以外的物理特性。近几年来,井口地震震源和接收器的长足进展,为井间地震速度变化的高分辨率创造了     

井眼三维成象

岩石数据解释的难题就是要得到一个准确描述复杂地质情况的、足够综合的图象，而且还要求该图象在形式上足够简单、易于为人的眼－脑神经网络所接受。大多数岩石物理问题从本质上讲是三维的，而直至最近，通过电缆测井对这些问题的解决都局限于二维。与通常的电缆测井仪器相比，现在的成象测井仪器，例如井周声波扫描成象仪（ＣＡＳＴ）和电子微成象测井仪（ＥＭＩ）（原文如此），以比常规电缆测井仪详细得多的程度描述地层。现在，     

用PP波识别井旁裂缝技术在碳酸盐岩地层中的应用

前人在模拟碳酸盐岩地层的模型井中进行声波全波测井，结果在接收到的全波列上观测到了滑行纵波和滑行横波之间有一来自模型外的强反射波，用符号PP表示，称为反射PP波。这个反射PP可用于探测井旁裂缝。与之对比，在碳酸盐岩地层，XMAC（交叉多极阵列声波）测井的全波波列上也出现了实验的反射PP波十分相似的波形，根据XMAC测井仪的源距推算出XMAC全波列中的反射PP波可探测到距井壁2．2－3．2m范围内的裂缝。这一技术在大港油田千米桥潜山碳酸盐岩储层评价中应用，地质效果良好。     

用井眼声波数据确定地层各向异性参数

用一种新算法可以把测得的井轴纵波、快横波、慢横波、和斯通利波时差转换为相对于地球方向轴的各向异性系数。该算法根据声波数据和单井成像仪器的纵向和可靠的地层倾角资料，提供正交的或横向各向同性的（TI）地层的四个各向异性系数。算法补偿了任何测井仪对斯通利波和弯曲波的影响。算法产生可证实的远场纵波和横波模量，远场是在井眼附近由于应力集中或岩石塑性产生的蚀变环带之外。横向各向同性的有向性，也称为极性有向性，可以用三个Thoms—en参数ε，γ，δ定量估计。根据垂直和水平切变模量，井眼声波数据产生γ参数。通常垂直切变模量是从交叉偶极声波测井获得的。井眼横切面的等效抗剪刚性，是在任意各向异性地层中用斯通利波数据估计得到的，这时井眼附近地层的蚀变已经影响到所有频率的斯通利波。一般而言，正γ指示泥岩的有向性，负γ指示渗透层。这些各向异性模量还可以与垂直地震剖面（VSP）导出的模量相结合，得到与传播方向有关的地震波速度。本文给出了现场数据分析结果。