实验室中模拟水平裂缝的初步研究

本文详细研究了各种不同信号声波频率下，水平裂缝对入射声波传播的影响。虽然所考虑的为纵波传播，但由于全波列声波测井中通常利用的恰恰就是地层的纵波信息，所以本文对于地层裂缝对其中传播的纵波的影响的研究，将可作为利用全波列声波测井资料评价裂缝的依据。     

钻井岩性的频域声波测井识别

石油勘探的声波测井数据中包含大量的地下地层信息,从声波信息时频分析的原理出发,根据地下不同地层岩石对声波吸收程度的不同,把包含在实测声波测井数据中的信息转换为反映地下岩石层性质的信息,初步探讨并总结了各个模式波的频域信息在石油钻井地质解释中的应用,为全波列测井的应用提供了一个新的方向。通过对实际测量的声波数据分析,找到了模式波的主频值及主频差值与地下岩石地层岩性变化之间的关系,总结了试油井段的纵横波比值、纵波主频值及主频差值的平均值的变化规律,为可能含油气的储层特别是特殊岩性储层的解释提供了一条新的途径。     

岩石声波频散特性及其应用初探

岩石超声测量结果表明,不同岩石具有不同的纵波或横波主频率,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。声波全波列测井模型实验结果也表明,随着地层孔隙度及渗透率的增大,不仅各组份波的衰减增大、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,高频组份波比低频组份波衰减更大。上述实验现象在实际声波测井资料中经常可见。声波全波列频谱特裤参数可用于非均质复杂储层评价和声波测井仪器改进。     

交叉多极阵列声波测井在套管井中的应用

为寻求裸眼井地层纵波测井资料缺失时的补救办法,对在大港油田滩海区块5口井中的声波测井资料进行了分析,试探从过套管交叉多极阵列声波(XMAC)测井资料中提取地层纵波信号的可行性.XMAC在套管井中采用单极全波测量模式.从下套管前后测得的全波波形的差异可区别套管波和地层纵波,采用慢度-时间相关STC(Slowness-Time Coherence)法可提取地层纵波.对比了在不同水泥胶结质量、套管状况和井眼条件下的套管井与裸眼井声波测井资料,归纳出了过套管声波测井的使用条件和局限性.当套管及地层都与水泥环胶结良好时,方可从过套管XMAC全波资料中提取出地层纵波信号.     

阵列声波测井在套管井中的应用研究

声波测井资料是地层对比、完井解释的重要资料。结合实际阵列声波测井资料,从下套管前后测得的全波波形的差异来区分套管波和地层纵波,采用慢度-时间相关法(STC)提取地层纵波,对比了在不同水泥胶结质量、套管状况和井眼条件下的套管井与裸眼井声波测井资料,归纳出了过套管声波测井的使用条件和局限性,指出地层全波信息的获取应采用的测量模式和测井质量的影响因素。该研究成果在塔里木油田测井应用过程中取得了良好的效果。     

基于小波变换的偶极声波测井横波首波的提取

在利用首波波至提取偶极声波测井横波时差的方法中,横波首波的准确提取显得非常重要,关系到时差提取的准确度。但是在实际声波信号中尤其是慢速地层中测得的信号,纵波和横波幅度比值曲线的不确定会对横波首波的提取产生影响,使得横波首波的提取存在一定的难度。在此提出基于信号奇异性检测理论、阈值去噪、小波变换模极大值原理相结合的提取偶极声波测井横波首波波至的新方法,对声波信号进行小波变换,寻找小波变换系数的局部极大值点,利用阈值去噪和奇异性检测理论消除噪声和纵波在整个信号中的影响,最后根据模极大值原理的交替投影算法重构保留的横波信号。应用此方法能够很好地消除在提取横波首波波至过程中纵波和噪声的影响。实际资料处理结果表明,该方法可以在慢速地层中很好地检测出横波首波的波至。     

碳酸盐岩不同含水饱和度对声波传播特性影响

碳酸盐岩储层缝洞发育,结构复杂,利用声波传播特性预测均质砂岩含水饱和度的方法并不一定适用于碳酸盐岩储层。选择四川盆地龙王庙组不同孔洞发育程度的碳酸盐岩样品,测量了同一岩石样品在不同围压、不同含水饱和度时的纵横波波速。在实验基础上,研究了不同围压条件下纵横波波速、纵横波速比及声波衰减特性随含水饱和度的变化规律,并解释了该变化规律的内在机理,对比分析了声波波速、纵横波速比和衰减特征与含水饱和度敏感性,为声波测井资料应用于碳酸盐岩储层内气层的识别和含气饱和度及孔隙度的评估与预测提供了理论基础,对该类地层井下工程稳定性研究及储层评价都具有重要意义。     

多频率阵列声波测井仪

一种多频率阵列声波测井仪，由光纤电缆、光电密封连接头、电光转换发送电路、自然γ测井仪、多频声波发射、接收控制电路、井内液体声波测量探头多频声波发射、接收阵列声系、声波井径测量仪组成，利用了声波测井在裸眼井中对井壁地层的径向探测深度与声波信号的频率（波长）有关，在井下发射频率为40kHz、20kHz、8～10kHz、0．75kHz、0．5kHz或1kHz的五种声波信号，测量记录前三种频率声波信号的完整波列，实现对井壁附近不同径向距离处岩层声学性质的记录。所测量记录的全波列可进行频谱分析，     

井旁裂缝的声场模拟及反射波提取方法

 针对现有阵列声波测井仪器,对井旁不同角度和不同位置裂缝的全波波列进行了数值模拟。结果表明,在现有仪器源距范围内,地层滑行纵波和滑行横波之间可能观测到清晰的反射纵波,而反射横波以及转换波由于到达时较晚,被湮没在滑行横波以及斯通利波中;对于水平缝或低角度缝,在全波波列中可观测到直达斯通利波和反射斯通利波。在此基础之上,以线性预测理论为基础,本文提出了一种适合于阵列声波测井测量方式的反射波提取方法,该方法有别于传统的波场分离方法,可针对阵列声波测井数据的特点有效地将反射波提取出来。特别是通过对不同的阵列数据进行道集组合,分别将上行反射波和下行反射波分离,进一步对反射波数据进行叠加,可增强反射波信息,提高信噪比。通过对现场实际数据进行处理,搞清了井旁附近的地质构造特征,验证了该方法的有效性和实用性。     

多极子阵列声波测井技术在煤层气储层评价中的应用

介绍多极子阵列声波测井仪器(MPAL)的声系结构和测量数据。MPAL仪器提供了丰富的煤层气地层声学参数。通过处理MPAL在煤层气储层的声波测量数据得到了滑行纵波、偶极横波和斯通利波的速度,衰减以及横波速度各向异性,地层渗透率等信息。在分析上述信息与煤层气储层特性关系的基础上,研究了煤层气储层的多极子阵列声波测井评价的步骤和方法。MPAL测得的纵、横波速度及衰减能够用于煤层识别和煤层厚度计算;从斯通利波数据中提取的渗透率信息可以评价煤层气储层的渗透性能;结合地层密度数据可得到地层弹性信息,能够为钻井、水力压裂等工程提供重要的参考数据。     

大陆科学钻探预先导孔井短源距声波资料处理及解释

对预先导孔井中测得的短源距声波测井资料进行了实际处理，并编制出短源距声波资料处理程序，提取出其中的纵波，横波速度信息，并与实验室岩心声波测量结果和测井结果进行了对比，根据提取的井剖面纵横波速度资料和该井段测得的密度测井资料，估算出该地层的岩石力学参数。     

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。     

方位反射声波成像测井技术在井旁地质体评价中的应用

方位反射声波成像测井技术能够接收来自井旁地层不同方向的纵波信号,实现对井旁几十米范围内的地质体方位和到井距离的测量.当井旁地质体尺度明显大于地层中的纵波波长时,利用该地质体产生的反射纵波可以对地质体进行精确成像;当井旁地质体尺度与地层中的纵波波长相当时,则可以利用该地质体产生的散射纵波获得地质体的分布情况.方位远探测声波测井仪器装配了 10个八单元声波接收站,每个接收站由沿圆周均匀分布的8个压电型接收振子构成,可以获得多个源距、不同方位的声波数据.介绍了方位反射声波成像测井技术及2个应用案例,并将声波相控阵技术应用于方位声波测井资料处理中,以提高井旁地质体方位测量的准确度.针对过井裂缝和相邻井的方位反射声波成像测井测量实例,验证了利用该测井方法评价井旁地质体空间位置时的可靠性.     

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。     

专利技术

专利名称:多频率阵列声波测井仪专利申请号:03213528.9公开号:CN2632687申请日:2003.05.30公开日:2004.08.11申请人:徐凌堂一种多频率阵列声波测井仪,由光纤电缆、光电密封连接头、电光转换发送电路、自然γ测井仪、多频声波发射、接收控制电路、井内液体声波测量探头多频声波发射、接收阵列声系、声波井径测量仪组成,利用了声波测井在裸眼井中对井壁地层的径向探测深度与声波信号的频率(波长)有关,在井下发射频率为40kHz、20 kHz、8~10 kHz、0.75 kHz、0.5 kHz或1 kHz的五种声波信号,测量记录前三种频率声波信号的完整波列,实现对井壁…     

井孔附近垂直裂缝对纵波的反射

利用有限元素法计算了井孔附近存在垂直裂缝时井孔中的声波全波波列。数值计算结果表明,在接收的声波全波列波形中,即存在折射的纵波,又存在来自井孔附近垂直裂缝的反射纵波。数值计算结果与实验结果具有很好的一致性。结果表明,有限元素法是研究复杂地层充液井孔中声场的有效工具     

声波测井中的几个问题的理论推导和分析

本文以裸眼井的理想物理模型为基础,对声波在井壁上的散射系数,沿井壁传播的纵波声强和横波声强,地层的纵波声衰减系数和横波声衰减系数进行理论上的推导。并对在声波测井中声波传播的机理和出现的一些现象进行分析讨论。     

高孔高渗岩石声学参数的实验研究

对大庆油田１５块高孔、高渗岩样,利用四种没频率的纵波换能器和两种不同频率的横波换能器在完全饱气和气的条件下进行了声学参数测试。测量时除得到岩样在含气和含水时纵、横波速度及幅度外,同时采集了声波波列对所采集的波列在频域上进行了波谱分析。发现在完全饱气和完全饱水时,随着孔隙度的增加,速度的频散变大,声波波频漂移变大。饱气和饱水岩样对纵波、横波的衰减不同,在频域波谱上出现了不同的主频漂移。     

正交偶极声波测井在鄂尔多斯盆地变质岩储层中的应用

结合电成像资料深入研究正交偶极声波资料在鄂尔多斯盆地变质岩裂缝发育井段的特征,分析了由于快慢横波分离指示的各向异性在致密地层和裂缝发育地层不同的应用效果.确定了鄂尔多斯盆地变质岩裂缝性含气层的纵横波速度比小于1.65,并认定其岩性以轻变质碎屑岩为主;利用斯通利里波反射系数结合声波波形变密度图像来评价裂缝和裂缝开度;利用纵波、横波、斯通利波的能量判断裂缝发育带;分析出地层裂缝系统的走向为东西向.解决了变质岩裂缝性储层评价及流体识别的技术难题,取得了较明显的效果.试气发现了气层.此外,利用此声波测井资料计算的岩石力学参数为合理选择钻井泥浆比重,判别井眼垮塌层段提供了依据.     

声波测井的探测深度问题Ⅱ

从波动声学的角度讨论声波测井的探测深度问题.通过改变井外固体层的厚度发现,随着层厚的减小,声波测井波形中以地层的纵波速度传播的声波的二维谱最先受到影响,其次是以地层的横波速度传播的声波和伪瑞利波开始受到影响,最后是沿井壁表面附近传播的Stoneley波的幅度和速度逐渐开始变化.当固体层的厚度接近于自由套管时,声波测井测量的模式波同样具有频率选择特征,在16 kHz以下有一个速度稳定(不随频率的改变而改变)的模式波,该模式波就是套管波,与平板状的声波波形的二维谱差别相当大.所以,在普通声波测井的频率范围内,自由套管井的测井响应不能够用展开的平板来讨论.