提高声波测井仪器性能的关键--换能器的频率特征

常规测井系列中，补偿声波和声波变密度测井仪器是比较重要的仪器，其性能的改进对提高测井技术水平具有重要意义。文章从裸眼和套管井内传播的声波具有明显的频率选择性出发，讨论声波测井仪器性能的改进问题，并且结合换能器的导纳圆测量结果，给出了具体的提高声波测井仪器性能的方法。即用导纳圆测量系统测量装在仪器上的换能器的主频和频带宽度，以不同地层的井内能够传播的声波的频率特征为基础选择相应的声波测井换能器或仪器。以保证在裸眼井内测量的波形中首波是以地层的纵波速度传播的，在套管井内，首波是反应固井胶结质量的套管波。     

声波测井中首波的物理机制

本文阐明了声波测井中的首波是波动方程的非线性效应,在井内外介质均为理想弹性体的情况下,导出了首波的解析表示式,指出它是一种共振模式,无轴向几何衰减。首波不是“临界、折射波至”,临界折射波不存在。几何声学不适用于声波测井。     

利用首波到时评价水泥胶结质量的模拟实验研究

对固井质量评价中第Ⅰ界面胶结可能出现的不同角宽度的周向窜槽和渐变窜槽的声波测井响应进行了物理模拟,探讨了首波到达时间、首波幅度与发射接收探头之间的自由套管面积之间的关系.实验结果表明,首波到时比首波幅度对发射接收探头之间的自由套管面积更敏感,结合首波到时和首波幅度可以更好地评价水平环状窜槽、突变窜槽和渐变窜槽,但却仍然难以评价小于1/4圆周水泥窜槽的存在和大小.     

油水井固井质量综合解释方法及应用

现有的检测固井质量方法有许多，这些方法从不同的侧面反映了油、水井的固井质量。分析了固井声波测井和伽马密度测井方法的特点，指出固井声波测井方法对套管—水泥界面以及水泥—地层界面的胶结状态较为敏感，而对水泥环体自身的固结状态不敏感；伽马密度测井测量水泥环体密度，这种测量方法与固井各胶结面状态无关。提出了利用这2种测井方法综合分析油、水井固井质量的解释方法，可以互补对方的缺点，解决固井质量检测中存在的多解性问题。编制了解释软件。实际应用证明效果较好。     

长源距声波测井在固井界面胶结探测中的应用

长源距声波测井在套管井内可以探测固井后套管与水泥环（简称固井I界面），水泥环与地层（简称固井Ⅱ界面）的胶结情况，但是必须对长源距声波测井波形进行处理，分辨出相应的导波，本给出了长源距声波测井波形小波处理结果，结合理论计算结果识别套管井固井I，II界面的胶结情况以及同位素测井验证实例。     

水泥浆性能对声波水泥胶结测井结果的影响

基于声波水泥胶结测井评价解释结果受被测介质声阻抗的影响，采用超声波测试方法探讨了常规水泥浆性能及其对水泥石声阻抗特性的影响规律。实验发现，不稳定的水泥浆体系，因固相颗粒沉降堆积、水泥浆水化不充分及凝固后体积收缩，严重影响了水泥环的层间封隔质量，但因其堆积后水泥石声阻抗值增加，声波水泥胶结测井时首波幅度降低，测井解释结果却较好。此外，空心漂珠低密度水泥石声阻抗值明显低于常规密度水泥石声阻抗值，固井后CBL首波幅度明显高于用常规密度水泥固井后测得的CBL首波幅度，常导致固井评价解释结果偏离实际封隔情况。研究结果表明，在评价固井质量时，应充分考虑水泥浆混合材质特性及水泥浆沉降稳定性对水泥石声阻抗的影响，以真实、合理地反映水泥环层间封隔质量。     

声波测井模型井实验研究

本文通过声波测井模型井实验，讨论了模型井外径对声波波形的影响。当模型井的径向厚度较大时，二维谱中纵波速度线附近的模式波类型较多，空间分布较密集，幅度也较大；当模型井的径向厚度较小时，模式波的空间分布较稀疏。实验和数值计算表明，当两个不同模型井的径向厚度均大于一个波长时，两组测量波形中的低频斯通利波和幅度较小的首波基本重合，而首波和斯通利波之间的波形相差较大。数值计算结果和实验结果一致。文中结合模型井声波波形的二维谱及其模式波的数值计算结果，还讨论了声波测井探测深度与波形形状之间的关系，为进一步研究声波全波测并波形的数据处理方法提供了一定的实验依据。     

套管波首波传播时间在固井质量评价中的应用

目前,固井质量主要采用声幅变密度(CBL/VDL)进行评价。(CBL/VDL)测井中获得的套管波首波传播时间曲线(SRT)作为辅助曲线进行固井质量评价非常有效。文章介绍了套管波首波传播时间的检测、理论计算方法,并做了误差原因分析。利用SRT进行(CBL/VDL)测井质量监控,辅助快速地层进行固井质量评价等方面进行了阐述。     

长源距声波测井在固井界面胶结探测中的应用

长源距声波测井在套管井内可以探测固井后套管与水泥环(简称固井Ⅰ界面)、水泥环与地层(简称固井Ⅱ界面)的胶结情况。但是必须对长源距声波测井波形进行处理,分辨出相应的导波。本文给出了长源距声波测井波形小波处理结果,结合理论计算结果识别套管井固井Ⅰ、Ⅱ界面的胶结情况以及同位素测井验证实例。     

不同胶结状况对固井质量测井影响的模拟实验研究

针对固井质量评价中可能出现的几种典型胶结状况,制作了10∶1的小型模型井并进行了模拟测量,探讨了首波到时、首波能量与发射、接收探头之间的自由套管面积之间的关系.实验结果表明,首波到时、首波能量与发射接收探头之间的自由套管面积之间有很好的相关关系.结合首波到时和能量信息可以更好地评价小型模型井的不同胶结状态.     

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.     

声波变密度测井信息处理与实现

声波变密度测井（ＶＤＬ）是固井中记录声波全波列幅度与时间的重要测井方法，通过简洁的信息处理技术，用汇编语言实现ＶＤＬ信息的记录，完全满足实时处理的需要，试验结果表明其应用效果显著。     

在套管井中孔隙地层全波波形特征分析

针对孔隙地层,数值模拟研究了套管井中水泥完全胶结时声波测井全波波形的特征,通过改变孔隙度、渗透率等地层参数,分析各地层参数对地层波幅度的变化。结果表明孔隙度、渗透率和含气饱和度对地层横波幅度影响最为明显,因此推断可以利用地层横波的衰减计算套管井中地层孔隙度、渗透率和识别油气水界面。     

SZH-701四组合下井仪

为适应油田后期开发，测量小井眼固井质量，研制了SZH-701四组合下井仪。为提高探测深度，仪器采用双晶体发射，同时使用高性能晶闸管降低能量消耗；伽马、中子高压采用高性能稳压电源，使得高压基本不受所使用低压电源温度变化的影响；3ft(1ft=304．8mm)、5ft信号采用变压器双端输入，同时使用基线抑制电路，使声波信号减少互相干扰且基线平直；所用直流变换器电路具有过压过流保护；仪器组合方便、集成度高。文章介绍了仪器的设计思想、工作原理、关键问题及对策和实际应用。     

基于岩石物理诊断的横波速度估算方法

横波速度是进行叠前地震反演和叠前地震属性分析的必要资料,但目前绝大多数钻井都缺少横波测井资料。本文通过常数胶结模型分析了岩石速度的影响因素,岩石固体部分的黏土成分、孔隙度、胶结分数、沉淀模型以及配位数等参数都会影响计算结果,流体部分的饱和度、气油比以及流体混合方式也会影响计算结果。结合Gassmann方程和常数胶结模型,本文将固结分数作为反演过程中的可调因子,利用岩石的纵波速度反演得到岩石的胶结分数值,进而进行横波速度预测。通过对实际测井数据的处理,证明该方法能准确有效地预测出横波速度。     

套管井阵列声波测井技术研究及应用

针对套管井阵列声波测井的工程需要,用实轴积分法及二维谱技术研究了不同胶结状况的二维谱及频散曲线.从理论上肯定了对于快速地层,胶结状况良好和第Ⅰ界面窜槽不严重时在套管井内能够测量到地层的纵、横波时差.描述第Ⅰ界面窜槽的等效水环厚度增加,以地层的纵、横波速度传播的声波时差分布不再集中,直到最后消失.第Ⅱ界面脱粘时无法测量到地层的纵、横波时差.根据上述理论计算结果设计了阵列声波测井仪器,用多口套管井的实际测量波形和处理结果肯定了上述理论分析,得到了地层的纵、横波时差.这样,对于套管井,除了能够测量地层的纵、横波时差外,从固井质量评价上,第Ⅰ界面胶结质量的判别方法还可以使用相位信息,即用阵列波形的相位建立模型,得到地层纵波时差分布,该分布越离散,则第Ⅰ界面胶结的程度越差;当集中不起来,不能够显示地层的纵波时差时,则第Ⅰ界面窜槽已经相当严重.     

曲线重构技术在储层横向预测工作中的应用

声波曲线是目前进行基于测井约束的波阻抗反演工作所必备的基础资料,然而在实际工作中得到的声波资料经常不能很好地反映地下岩性的变化规律,因此有时需要参考其它测井信息进行曲线重构工作。该文结合LMZ地区的波阻抗反演实例,介绍了一种曲线重构方法,主要包括曲线整理、数据标准化、曲线分析和数据重构等步骤。      

井况及地层对井间电磁场的影响

以电磁场散射理论为基础,运用有限元法求解过套管井的井间电磁场问题,在低频电磁波的情况下进行了数值模拟,分析了金属套管对井间电磁测井的影响.同时,对比分析了不同井况和地层条件下井间电磁场的特征.结果表明,用低频电磁波过套管测量地层电阻率的井间测井方法是可行的.该结果可为套管井的井间电磁测井仪器的研制、井间电磁层析成像技术及测井解释提供一定的依据.     

低孔隙度低渗透率储层弯曲波影响因素分析及渗透率反演

低孔隙度低渗透率储层有效性受多种因素影响。利用数值模拟方法,分析了渗透率对低孔隙度低渗透率储层弯曲波中心频率影响,以及低孔隙度低渗透率储层条件下利用弯曲波频移进行渗透率反演的可行性。建立了利用最小二乘法通过弯曲波频移反演储层渗透率的方法,并对实际资料进行了处理。处理结果表明,通过弯曲波频移进行渗透率反演结果与岩心分析、核磁共振等方法获取渗透率有较好的一致性,对裂缝产生渗透性也有较好的反映。     

横波速度计算方法与应用

利用地震资料研究储集体速度特征和地震响应时常需要横波速度资料,但由地震采集或测井获得的横波速度资料较少。本文利用常规测井及实验室岩石物理数据,基于Gassmann方程和Xu-White、Kuster-Toksz等岩石物理模型估算横波速度,并应用测井约束反演与叠前波形反演对估算的横波速度进行修正,最终得到符合实际地震波性质的横波速度计算方法。应用结果表明了该方法的可行性。