交叉偶极声波资料在川中地区地层应力分析中的应用

分析了近几年交叉偶极阵列声波资料在川中地区所钻井的实际应用情况,利用交叉偶极声波测井资料计算出××2井长兴组的地层应力（地层闭合压力和地层破裂压力）和压裂缝高度,其结果可为试油设计与储层改造等提供有力的依据。在川中地区具有较好的应用效果。     

用交叉偶极声波测井测量地层的各向异性

近年来,交叉偶极测井技术上的新发展,使勘探和开发碳氢化合物储集层出现了若干重要应用,交叉偶极声波测井仪已用于测量井眼周围地层不同方位的横波差异,造成这种不同方位的横波差异的原因可以是：（1）与井眼平行或井眼相交的裂缝;（2）非平衡状态的应力;（3）偏离井眼的沉积夹层。因此用交叉偶极测井探测各向异性,能使我们知道地层的这些重要的特性,本文通过实例概述了交叉偶极测井,并结合具体应用说明数据解释,这些应用覆盖了三个方面：（1）描述裸眼井和套管井地层裂缝;（2）评价套管外液压裂缝;（3）确定地层应力与方位。     

用正交偶极声波计算砂泥岩剖面地层应力

简要介绍用正交偶极声波计算地层应力的方法原理，并给出一段计算应力剖面的实例。通过计算表明该方法与过去相比不同。在泥岩段水平最大与最小主应力基本相等或相差甚小，在砂岩段才呈现较大差异。对该方法计算结果与技术发展给出粗浅的看法。     

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。     

在ELDFISK油田利用交叉偶极声波测井进行水平应力定向分析

水平应力定向分析在地层评估及油藏开发中是非常有用的技术，如果地层是水驱地层或自然压裂的，并且应力决定了渗透性的方向进而决定原油的方向时，这种技术就更显示出其重要性。目前可以确定应力的标准方法有以下几种：利用成象测井评估井筒坍塌；对整个岩心做弹性应力恢复实验；以及利用倾斜仪监测地面位移等。而现在，利用偶极声波测井评估水平应力方向的方法，日益成为不可缺少的技术。     

综述交叉偶极子阵列声波测井技术测量地层横波各向异性

近年随着交叉偶极子阵列声波测井技术的发展，此项技术在石油勘探和油气藏开发领域得到了重要应用。交叉偶极子测井仪主要用来测量井周地层横波各向异性，周向各向异性可能是由于下列因素引起的：（1）平行于眼或与井眼斜交的裂缝；（2）不平衡的地应力；（3）斜井中的沉积层界面。通过分析交叉偶极子测井得到的各向异性，我们能够识别地层这些重要特征。举例简要介绍交叉偶极子测井技术并结合实际应用进行测井资料解释。其主要有三方面的应用：（1）在裸眼井或套管井中识别裂缝；（2）在套管井中评价水力压裂裂缝；（3）确定地应力及其方位。     

用正交偶极声波资料频散特性识别地层各向异性类型

以不均衡地应力引起的各向异性地层中快、慢弯曲波频散交叉现象为理论基础．提出了一种简捷的连续相位谱法提取频散波相慢度频散曲线。用该方法处理了某井正交偶极资料,从快、慢弯曲波的频散特性中识别出各向异性的类型：①各向同性地层频散曲线重合;②固有的各向异性地层频散曲线平行;③应力引起的各向异性地层频散曲线交叉。     

用井眼斯通利波评价地层渗透率和各向异性

单极声波波形数据中的斯通利波包含地层非均质性和渗透率的重要信息。分析斯通利波数据可以得到渗透率和各向异性的信息。在各向同性、非渗透性地层中，根据横波测井资料可以预料斯通利波特性。渗透性地层可引起斯通利波幅度衰减、斯通利波时差大，这些变化提供了渗透率指示。相反地，若地层各向异性则倾向于减小斯通利波时差，使它比用横波数据模拟的斯通利波时差还小。其原因在于，在VTI地层(纵向地层不同性，径向地层各向同性)中，斯通利波是受水平横波控制的，通常这种水平横波要比从偶极声波测井中测到的垂直横波快；因此，这些数据能够有效显示地层渗透率和各向异性。采用先进的理论模型和数据分析，处理斯通利波数据和其他测井资料，能够同时得到地层各向异性和渗透率信息。实际上，把各向异性与渗透率评价结合起来，能够充分地提高砂-泥岩层序地层渗透率评价的质量。现场试验结果表明，在砂一泥岩地层中，用斯通利波数据可得出泥岩各向异性和砂岩渗透率，证实了上述分析。我们已经处理了不同地层的许多数据，结果证明VTI各向异性是沉积岩的共性，尤其是泥岩。许多泥岩地层的VTI大小在10到40％范围内。将从声波测井中获得的横波各向异性与地震波传播联系起来，可改善地震处理和分析结果。     

应用井眼斯通利波估算地层渗透率和各向异性

单极声波波形中的斯通利波包含着重要的地层各向异性和渗透性信息。通过分析斯通利波资料，可以确定地层的各向异性和渗透率。在均质、非渗透性地层中，利用横波测井数据就可以很好地预测斯通利渡的行为。在渗透性层段，斯通利波会发生衰减和慢度增大的现象，这正是地层具有渗透性的指示。相反，在各向并性层段，与用横波慢度模型化得出的数值相比，斯通利波的慢度值会偏低。这是由于在VTI地层，斯通利波受水平切变控制，而这个水平切变通常比由偶极测井测得的垂直切变传播得快。因此，利用这些数据就能有效地确定地层的渗透率和各向异性。随着理论模型和数据分析技术的进一步发展，通过对斯通利波资料的处理，结合其它测井资料，我们可以同时确定地层的各向异性和渗透率。在渗透率估算过程中，同时考虑各向异性的影响斯通利渡在泥岩段显示各向并性，在砂岩段显示出渗透性，这与上述结果吻合。我们对各种地层的数据进行了处理，发现VTI各向异性是沉积，就能切实提高在砂泥岩序列地层渗透率计算的准确性。理论实践表明，在砂泥岩地层中，斯岩地层的一个普遍特性，在泥岩地层尤为如此。许多泥岩层的VTI值的范围为10-40％。把由声波测井获得的横渡各向并性信息与地震波的传播相结合．能够提高地震资料处理和分析的精度．     

交叉偶极声波测井资料在地层各向异性检测中的应用

交叉偶极声波测井仪器特殊的发射接收结构使其能够实现各向异性测量。文章在介绍各向异性检测原理基础上将偶极声波测井资料用于地层各向异性检测中。通过对资料的进一步处理并借助其它测井资料,可以区分层理等引起的固有各向异性和应力诱导的各向异性,从而实现井周异常应力的定性判断。     

偶极声波测井资料在YU地区的气层识别

鄂尔多斯盆地的砂泥岩储层具有低孔隙度、低渗透率、非均质性强的特点,用常规测井进行气层识别易出现多解.用eXpress平台的岩石机械特性(MECHPROP)和地层应力(FRACMAN)分析模块处理计算XMAC交叉偶极子声波测井资料,可得到目的层段的连续岩石机械特性和地层应力剖面,进而建立起YU地区气层识别图版和解释分析量化参数.通过实例评价结果与试气结果的对比认为在YU地区,泊松比与纵波时差交会,切向应力与纵波时差交会,以及切向应力的负异常,均能较好地识别气层.     

偶极声波成像测井在裂缝性储层中的应用

偶极声波测井目前已广泛应用于钻井、采油、压裂等石油工程事业中,本文提出了应用偶极声波测井解决裂缝性储层评价及流体识别的技术难题,并针对鄂尔多斯盆地中元古界变质岩地层进行综合解释分析,取得了较明显的效果。     

用测井资料计算地层应力

系统总结了计算水平地层应力的多孔弹性水平应变模型法、双轴应变模型法、莫尔－库仑应力模型法、一级压实模型、单轴应变经验关系模型、组合弹簧经验关系模型、葛氏地层应力经验关系模型和应力－速度关系模型。阐述了交叉偶极声波测井、地层倾角和微电阻率扫描双井径法确定水平主地应力方向的方法和应用时应注意的问题。列举了在石油勘探开发中的应用，指出了今后努力的方向。     

新一代交叉偶极声波测井仪：设计和实例

随着深水勘探开发不断增长和随钻测井地层评价不断发展，同时由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井，一种用于钻杆传送环境的新单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来，它具有稳固的机械设计，可以使这种声波仪器不仅仅用于仪器串的底部，进行钻杆传送测井或电缆传送测井时，NMR和泵入式地层测仪可以放在本仪器的下部。该仪器用系统方法进行设计，其多数功能可地面调节，使如，每一深度的交叉偶极弯曲条声源的脉冲形状、周期，幅度和频率均可调。同样单极子输出信号幅度也可以地面选择。对每个深度采样点的96条波形数据进行数字化时，采样点数据采样间隔和波形压缩均可选择，通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1800ft/h(30ft/min）。各种地导的事例证实这种仪器在获取单极P波数据、单极折射横波数据、交叉偶极弯曲波慢度和地层各向异性特征方面的能力，实例中包括了下面几种代表性地层：孔隙度接近零的碳酸岩盐地层，其折射横波时差和弯曲波时差小于100μs/ft。 孔隙可塑的墨西哥湾砂岩和页岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft。天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井成像资料证实。     

用多分量感应和交叉偶极声波测井共同识别钻井诱导裂缝

钻井诱导裂缝的解释提供了有关地层应力情况的重要信息，地层应力是了解井壁稳定性、完井决策、井设计的重要因素。本文中，我们把多分量感应(3DEX)和交叉偶极声波测井(XMAC)组合起来解释钻井诱导裂缝。这样的综合解释提供的信息是任何仪器分开单独提供不了的。首先，电阻率测井和声波测井对裂缝和地层应力的响应不同，声波测井对地层应力和裂缝都有响应，但是感应测井仅仅对裂缝有响应。使用电阻率测井有助于识别裂缝的存在；其次，交叉偶极测井和感应测井有不同探测深度，根据传感器间距和所用频率，3DEX探测深度通常比交叉偶极XMAC要深。这就使我们可以更好地确定钻井诱导裂缝；第三，交叉偶极声波可以提供裂缝方位的精确信息，虽然3DEX测井也有这种能力，但必须得到所有的磁场分量。裂缝方位信息对估计裂缝长度是必须的。我们用墨西哥湾深水区的数据来说明上述把3DEX和XMAC组合起来解释钻井诱导裂缝的优点。     

交叉偶极阵列声波发射声系测井仪的测试方案及应用

交叉偶极阵列声波测井仪是通过测量地层的声学传播特性来分析研究储层特征的一种测井方法.在进行单偶极探头检测,更换皮囊,焊接探头线与变压器线等一系列维修后,为验证其功能性,日常检查为地面系统连接通讯仪、接收声系、发射声系和发射控制电子线路测试,费时费力,工作强度大.分析并设计了一种方案进行测试,给出了各个部分的工作原理和测...     

用瞬时频率-时差方法识别偶极全波波形中的混合声波模式

偶极全波声波测井仪是用来估算横波速度，特剐是软地层和胶结差的地层的横波速度的。在理想条件下，这些测井仪的偶极子声源仅仅激发沿流体与固体的分界面传播的井眼弯曲波。通常用这种频散的弯曲波估算岩层的横波速度。在很软的岩层，偶极声源可能同时激发反相纵波模式，有时称它为慢纵波（主要由于它的频散特性）。 上述情况经常由于其他的声波波型的存在而变得复杂，比如存在斯通利波、测井仪模式弯曲波、和由横波各向异性产生的多个弯曲波型。斯通利波或者是由于测井仪偏心、井眼椭圆度产生的，或者由于偶极子声源性能不良产生的。测井仪模式弯曲波是由于声波绝缘体失去作用，和仪器常常严重倾斜时观察到。在数据处理中，斯通利波是格外难于识别和排除的。斯通利波与弯曲波类似，虽然它的速度受岩层横波时差和井眼参数的影响，但它也沿着流体与固体的分界面传播。这两种波在时间域和频率域上经常互相重叠（尤其是近接收器的波形），这样就使常规处理方法难于计算弯曲波时差。 由复合波型分析导出的瞬时频率-时差方法，特别适合于处理受到污染的偶极数据。当偶极激发没有混合声波波型时，就产生单一的瞬时频率特征和时差曲线，它以非线性的频率增长为特征，并且由于频散影响，时差是传播时间的函数。另一方面，在处理时窗内存在多个波型时，存在的互相影响的波型改变了瞬时频率和时差，但它能够被探测到并在一定条件下被识别。因此，分析瞬时频率和时差特征，就可能避免由于不能正确地识别声波波型而产生许多处理错误，避免其他方法处理这些数据时常犯的错误。 本文提交和讨论了瞬时频率一时差方法。由相应的现场数据例子进一步证实提出的处理方法。     

新一代交叉偶极声波测井仪：设计与应用实例

随着深海区勘探开发的不断发展和随钻测井地层评价技术的不断进步，同时也由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井。一种可用于钻杆传送环境的新型单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来。这种声波仪器因具有坚固的机械设计，使其不仅仅只限于接在仪器串的底部。进行钻杆传送测井或电缆传送测井时，NMR和泵抽式地层测试器可以放在测井仪器串上声波仪器的下部。该仪器用一套系统方法设计，其多数功能可地面调节。例如，每一深度的交叉偶极子声源弯棒的脉冲形状、周期、幅度和频率均可调。同样，单极子输出信号幅度也可在地面选择。对每个深度采样点的96条波形数据进行数字化时，采样点数、采样间隔和波形压缩均可选择。通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1800ft／hr(30ft／min)。不同地层的实例证实了这种仪器在获取单极P波数据、单极折射横波数据、交叉偶极弯曲波时差和地层各向并性特征方面的能力。实例中包括下面几种代表性地层：*孔隙度接近零的碳酸盐岩地层，其折射横波时差和弯曲波时差小于100μs／ft。*多孔柔韧的墨西哥湾砂岩和页岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft。*天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井眼成像资料证实。