随钻补偿声波测井

一种新的随钻测井仪可以进行实时记录的补偿声波测井，其工作原理与现代电缆式声波仪器相同。发射器被激发发声，声波沿泥浆和地层传播，并为接收器阵列所检测。利用井下信号处理系统，可提取纵波时差△t，经泥浆遥测发送器传送到地面。纵波△t和孔隙度的潮井数据,可用为识别岩性和确定过压的输入数据。△t数据还可用来形成合成地震图，将它与实际地震剖面比较，可改善地震图的质量。现场试验表明，随钻声波测井的质量，可能比钻后声波测井质量更好。这是因为随钻声波是在地层可能发生蚀变和井眼条件可能变差之前测量的。本文还提供在不同岩性和井眼条件下若干测井实例，并与电缆式测井作了比较。     

随钻声波测量

一种新型的随钻测井仪（ＬＷＤ）可以实时提供纵波△ｔ测量值及记录模式。这种声波测井仪与现代电缆声波测井仪具有相同的工作原理。在钻井钻进过程中，声波发射器发射声波脉冲，而这些声波脉冲通过泥浆和地层传播后被阵列接收器接收。使用一种井下处理算法把地层的纵波△ｔ从波形中提取出来，并且通过泥浆遥测技术把它实时地发射到地面。纵波△ｔ和孔隙度曲线可用于识别岩性和确定超压层位。另外，△ｔ曲线也可用于制作合成地震记录     

套管井阵列声波测井效果评价

套管井声波测井有着重要的意义和广泛的用途。套管直径增大，套管波的幅度减小；水泥胶结越好，提取的纵波时差就越准确；水泥环厚度越大，纵波时差受水泥环的影响越大；下套管后，地层本身的变化也会引起声波时差的变化。实际测井资料显示，尽管套管尺寸不一，但固井质量是影响套管井声波测井的主要因素。在固井质量好的井段，提取的纵波时差能准确反映地层的纵波时差，可以不做校正直接应用。如果固井质量较差，则套管井声波测井受套管和水泥环的影响大，提取的纵波时差已不能准确反映地层的纵波时差。设计三层BP神经网络，对不同套管尺寸的声波样本数据进行网络学习，学习结束后得到相应的模型参数，输入过套管纵横波时差资料或过套管纵横波时差及中子测井资料，使用网络模型参数就能对过套管的声波纵波时差进行校正。校正结果表明，提取的横波时差越准确，套管内中子测井效果越好，校正效果就越好。     

XMAC纵波时差高分辨率处理方法

在充分调研阵列声波测井分波提取方法的基础上，针对阿特拉斯公司的交叉多极子阵列声波测井（XMACⅡ）提供的单极波形信息，研究纵波时差提取及高分辨率处理方法。首先利用相关-互功谱法高精度地提取纵波时差，然后针对XMACⅡ仪器的接收阵列，研究组合子阵列的方法，形成共发射子阵列和共接收子阵列，最后利用子阵列对提取的纵波时差做高分辨率处理。处理现场实际测井资料，并将高分辨率处理成果与引进的eXpress软件处理成果、实测的国产高分辨率声波（纵波）测井曲线及岩心纵波时差对比分析，表明该方法提取的纵波时差曲线的纵向分辨率有很大提高，时差计算准确可靠，提取的单极纵波时差与国产高分辨率声波时差及岩心纵波时差的平均相对误差均小于7%。该方法具有较高的实用价值和广阔的应用前景。     

井眼环境对纵波测井的影响

由常规声波测井仪测得的纵波信息要受地层水和／或泥浆滤液矿化度、溶解气、井眼温度、地层温度、孔隙压力、低饱和自由生物气及烃类等因素的影响。关于这些因素的影响程度，声波测井的用户们还不能很好地估计。这些因素对声波时差测量值有重要的影响，从而对利用声波测井资料估测孔隙度产生显著影响。此外，这些因素对纵波传播时间与地震速度或幅度的关系也有明显的影响。文中实例证实了在非固结砂岩中这些因素对测量时间与地震速度     

基于阵列声波测井的套管井纵波时差获取方法

分析套管井阵列声波测井提取纵波、横波的影响因素,纵波时差受套管尺寸、固井质量、扩径、地层性质影响。固井质量是主要影响因素。在固井质量较好的情况下,阵列声波测井提取纵波可以不作校正;对于套管井固井质量不好的情况,阵列声波测井提取纵波已经不能反映实际地层的纵波信息,需要进行校正。采用横波反演方法,应用鄂尔多斯盆地5个区块共34口井的阵列声波测井资料,回归得出具有地区经验的纵波时差重构方程,通过实例对比分析验证了该方法的可行性和实用性。     

基于井径变化的声波测井时差校正

环境因素，特别是井径的无规则变化，严重影响声波测井资料的可靠性，给声波测井资料的应用带来偏差。已有的各种校正方法在实际应用中或多或少受到一些限制，不能很好地消除由井径扩径引起的声波时差异常。为此，首先从理论上分析了声波测井仪器经过井径扩径段时的时差异常，得出测量时差随发射声系在扩径井段的位移出现规律性异常的结论；然后对比了同一口井中油基泥浆和水基泥浆的声波测井数据，实际测量结果验证了理论分析结果；最后提出了基于井径变化的时差补偿校正方法。实际处理结果表明，该方法能有效地消除井径扩径引起的声波时差异常。     

加利福尼亚极慢速地层的声波特性描述

慢速地层定义为地层横波速度小于井眼流体速度的地层。为了测量慢速地层的横波速度，研制出了带偶极发射器的声波测井仪。自从在十多年前偶极声波测井被引入使用后，偶极声波测井仪提供了大量有关慢速地层声性质信息，包括探测各向异性和非均质性。非均质性的机理显现出地层本身纵波和横波时差的径向变化，现在这些都可以做到定量分析。 Gymric油田位于加利福尼亚Bakersfield附近的San Joaquin谷地中。该油田的一个产层Opal A硅藻岩，就是一个极慢速地层，其纵波时差约为200微秒／英尺，横波时差约为800微秒/英尺。在本文在中，我们检验了在该油田一口井中记录的宽带交叉偶极声波仪器的测量数据。交叉偶极声波测井仪是专门为地层三维声特性描述而设计的。它通过把地层归类为四种类型之一的地层分类来达到地层三维声特性描述的目的。这四类地层是：A）各向同性均匀地层，B）各向同性非均匀地层，C）各向异性均匀地层，D）各向异性非均匀地层。在分类法中使用时差频散分析，在频散分析中这四类地层中的每一种都有独特的特征。 当出现非均质性时，采用称为“偶极径向剖面”的新技术来测量横波时差离开井眼不同距离的径向变化。它可用于确定一定范围内可能的地层伤害、蚀变、泥浆滤液侵入，并提供远场横渡时差测量值。 这些技术已经用于描述Opal A硅藻岩地层声特征。     

加利福尼亚极慢速地层声特性描述

慢速地层定义为地层横波速度小于井眼流体速度的地层。为了测量慢速地层的横波速度，研制出了带偶极发射器的声波测井仪。自从在十多年前偶极声波测井被引入使用后。偶极声波测井仪提供了大量有关慢速地层声性质信息，包括探测各向异性和非均质性。非均质性的机理显现出地层本身纵波和横波时差的径向变化，现在这些都可以做到定量分析。 Cymrie油田位于加利福尼亚Bakersfield附近的San Joaquin。该油田的一个产层Opa lA硅藻岩，就是一个极慢速地层，其纵波时差约为200μs／ft，横波时差约为800μs／ft。在本文在中，我们检验了在该油田一口井中记录的宽带交叉偶极声波仪器的测量数据。交叉偶极声波测井仪是专门为地层三维声特性描述而设计的。它通过把地层归类为四种类型之一的地层分类来达到地层三维声特性描述的目的。这四类地层是：A）各向同性均匀地层，B）各向同性非均匀地层，C）各向异性均匀地层，D）各向异性非均匀地层。在分类法中使用时差频散分析，在频散分析中这四类地层中的每一种都有独特的特征。 当出现非均质性时，采用称为“偶极径向剖面”的新技术来测量横波时差离开井眼不同距离的径向变化。它可用于确定一定范围内可能的地层伤害、蚀变、泥浆滤液侵入，并提供远场横波时差测量值。这些技术已经用于描述Opal A硅藻岩地层声特征。     

单片机在补偿声波测井仪中的应用探讨

８０Ｃ５５２单片机陷阱寄存器捕促瞬时阶跃信号的功能适用于实时测量井眼地层中纵波传播时间。基于上述原理,制做了补偿声波时差测井仪的样机,给出了仪器硬件和软件的设计方案。     

阵列声波测井仪及新的数据处理方法

目前代表声波测井水平的方法是全波声波测井，代表性的仪器有阵列声测井仪。文中介绍了斯伦贝谢公司的陈列声波测井仪；论述了一种高精度快速的CT算法—ART3法。用该法进行数据处理，能估计出所处时窗内的非色散波的时差。     

井眼环境对纵波测井的影响

由常规声波测井仪测得的纵波信息要受地层水和/或泥浆滤液矿化度、溶解气、井眼温度、地层温度、孔隙压力、低饱和自由生物气及烃类等因素的影响。关于这些因素的影响程度,声波测井的用户们还不能很好地估计。这些因素对声波时差测量值有重要的影响,从而对利用声波测井资料估测孔隙度产生显著影响。此外,这些因素对纵波传播时间与地震速度或幅度的关系也有明显的影响。文中实例证实了在非固结砂岩中这些因素对测量时差的影响可达到10μs或10μs以上。 Wyllie时间平均方程或Raymer-Hunt传播时间方程一类的常规声波方程,对揭示这些环境因素可能影响常规声波测井信息几乎没有帮助。研究这些影响因素的实验结果表明:Gassmann方程可用来描述这些环境因素对砂岩储集层的影响。文中展示的实验结果提供了评估这些因素对测量时差(Δt)影响的程度。研究得到的结果为消除这些因素对声波测井的影响提供了一种校正方法。这样就可以利用声波测井资料更精确地求取孔隙度和流体含量,同时也能改善声波测量时差与地震速度和校验炮速度的关系。     

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。     

水基泥浆的侵入对声波测井曲线的影响及校正

采用水基泥浆钻井时,声波时差测井受井眼垮塌及泥岩蚀变的影响严重,使得声波测井资料有时难以真实准确地反映原状地层的信息,从而降低了声波时差的应用效果.根据Wylie物理模型原理分析了理想条件下水基泥浆对砂泥岩地层声波时差测井曲线的影响.对胜利油田孤东油区不同岩性地层电阻率与声波时差之间的关系进行了统计分析,结果表明,受水基泥浆影响严重的泥岩类地层,电阻率与声波时差之间具有良好的统计关系,可以用Faust公式对该类地层声波测井曲线进行校正.在此基础上,提出了针对不同岩性声波测井曲线的校正方法,并对研究区内多口井的声波测井曲线进行了环境校正.用校正后的声波测井资料制作的合成地震记录,与井旁实际地震道的相位、能量具有良好的对应关系.     

声波测井技术发展综述

声波测井于二十世纪五十年代初在国外开始出现,先后出现了检查水泥胶结质量的声幅测井,测量井部面声波纵波速度倒数（慢度或声波时差）的声波速度测井,能够得到井壁上孔洞,裂缝分布情况直观图象的井下声波电视测井,以及在此基础上发展起来的三维体积扫描测井,承后为解决软地层中横波勘探问题,提出了偶极子及多极子横波测井,实现了井下直接激发横波,八十年代中期,阵列声波测井仪出现,将常规井眼补偿声系与长源距声系以及井径等测量综合,对管波的记录给以重视。     

气体钻井中泥页岩地层声波时差的实验研究

普通声波测井的径向探测深度甚小于泥页岩的水化深度,在水基钻井液井孔中只能测到泥页岩水化后的信息.用这种声波测井数据直接进行气体钻井原状地层的井孔稳定性分析,存在一定偏差.因此,有必要设法从泥页岩水化后声波时差来反求原状地层声波时差.为此,进行了不同声波频率的高压空气泥页岩钻心室内实验研究,分析了水化时间、水化程度与声波时差变化的关系.实验表明,泥页岩的纵波时差随水化时间的增加而增大;大量的微裂缝会使纵波时差在水化后变小;频率增加会使声波时差变小.     

横波速度的计算方法及应用

采用长源距井眼补偿数字声波测井仪,可以同时记录地层纵波时差和声波波形图。在声波波形图上,可以确定纵波首波传播时间t_c、横波首波传播时间t_s、纵波时差Δt_c和横波时差Δt_(so)根据v_s=L/t_s或v_s=[Δt_c+1/L(t_s-t_c)]~(-1),便可计算出横波速度。再利用横波速度和其他有关参数,用来划分岩性、确定岩石的孔隙度、计算岩石的弹性系数等。     

利用常规测井确定岩石杨氏模量——以富县区块上古生界储层为例

岩石杨氏模量是制定压裂改造方案的重要参数,利用岩石三轴压缩实验和超声波实验测试资料,通过曲线拟合,得出了纵波时差与横波时差的关系式,并求出了动态杨氏模量、静态杨氏模量和体积密度三者关系式,建立了富县区块上古生界储层常规声波测井和密度测井下的静态杨氏模量数学模型。     

基于阵列声波测井波形二维谱分布的纵、横波时差处理方法

用Matrix方法可以从阵列声波测井波形中得到其二维谱分布.利用这些分布曲线可以得到地层的纵、横波以及Stoneley波时差,研究孔隙结构和孔隙流体特征.参考STC处理思路,主要讨论用二维谱分布求地层的纵、横波和Stoneley波时差的方法:群速度法和相速度法.给出类似于STC方法的图件,但其灰度不是相关系数,宽度表示时差的频散.在得到地层纵、横波时差的同时,对测量波形或地层纵、横波时差的频散特征有一定的显示,为认识孔隙及孔隙流体特征提供信息.用该方法处理单极子阵列声波测井波形,得到地层的纵波、横波以及Stoneley波的时差及其频散指示,处理偶极子声波测井波形,得到横波时差及频散分布.对比单极子和偶极子处理结果,两者得到的横波时差较接近.     

阵列声波的纵横波时差提取方法研究

多极子阵列声波测井是继长源距声波测井之后的新一代全波列测井,其资料蕴含着丰富的地层(岩石)物理信息,在地质和工程应用中发挥着越来越大的作用。本文探讨了基于STC法的阵列声波测井资料的处理方法,并依此原理编制了处理程序,主要用以提取纵波、横波的时差数据。经实际应用检验,该程序处理精度高,与国外同类软件具有可比性。