用多元感应和交叉偶极声波测井描述钻井诱导裂缝

钻井诱导裂缝的解释结果提供了地层地应力的重要信息，这是识别井眼稳定性，确定完井方案和进行井的设计的一个关键因素。在这篇文章中，我们尝试着用多元交叉偶极声波测井（XMAC）结合多元感应（3DEX）测井综合解释钻井诱导裂缝。这种综合解释所提供的信息不是其中单独一种测井能够提供的，首先，电阻率测蝇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，但是感应测井只能对裂缝有响应。电阻率测井有助于分辨裂缝的存在与否，其次，交叉偶极声波和感应测井的探测深度不同，由于所使用的传感器间距和频率，3DX测井数据比交叉偶极声波测井数据的探测深度深，这使我们能够更好地确定钻井诱导缝的深度。第三，交叉偶极声波测井能够提供准确的裂缝方位，3DX测井要有此能力则要有所需的磁场分量。这种裂缝方位信息对于估计裂缝深度是必需的，我们用墨西哥湾的测井数据说明了3DEX结合XMAC测井解释钻井诱导缝（深度的方位）的优点。     

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。     

实例研究：过套管测定裂缝或应力方向

裂缝或者应力方向测量，为油田开发和油藏描述提供了十分重要的信息，常规方法依靠裸眼井得到的测量结果。包括用井径，以及井眼成像测井，定向取心得到的数据识别崩落，近年来，由于交叉偶极测井可以测量声波各向异性，已经用它在裸眼井进行这种评价，但是在套管井中，对确定裂缝或应力方向的要求正不断增加，然而，在所列的方法中，只有交叉偶极测井有希望能在裸眼井或套管井提供这种测量。能够提供套管井裂缝或者应力方向的另一种测量是垂直地震剖面（VSP），传统方法曾经记录横波VSP，其两个横波声源的极化方向互相垂直，然后测量裂缝层段的横波分裂效应，但是和这同样的效应，用纵波声源测井的转换横波波形中也可以看到。这时存在两种采集方案。第一种是偏移VSP（offsetVSP)，使声源离井足够远，以确保P波到S波的转换。第二种方法采用环测VSP（walkaroundVSP)采集，这实质上是一种小型偏移VSP（mini-offsetVSP)。它把声源放在离井眼大致相同半径距离上，进行多方位采集，通过分析接收到的横向能量与不同方位位置的径向分量间关系特征，就可以测定裂缝方向。在科罗拉多Rangely油田一口套管井，对这些不同技术进行了比较。采用的方法包括；交叉偶极声波测井，它与连续陀螺仪一起组合记录；一个偏移VSP，它带有一个点测陀螺仪；一个零偏移VSP，一个带有一个点测陀螺仪的环测VSP。     

在埃及苏伊士湾用偶极横波声波测井确定地应力,岩石的方向性力？…

苏伊士湾的区域性应力模式可归因于红海裂缝。大致体现了主要裂缝方位和最大应力趋势。然而,局部变化和局部构造影响,例如大断层,能完全改变应力模式,使其增大或减小。这种区域应力信息对石油勘探和开发过程中的相关方面非常重要,如油气运移,水力压裂,优化井位,井眼稳定性和出砂。在这个实例研究中,我们利用苏伊士湾裂缝储层的偶极横波声波测井得到的横波各向异性资料确定水平应力的方向和大小。处理ＤＳＩ的交叉偶极横波数     

SPWLA第44届测井年会论文题录

20 0 3年 6月 2 2～ 2 5日 ,SPWLA在美国Texas的Galveston召开第44届测井年会。会上发表论文 60余篇 ,内容涉及声波测井与井眼地震、井眼成像、电法与电磁测井、一般地层评价、核测井、核磁共振测井及电缆地层测试等。　声波 井眼地震1 软砂层中的快、慢速声波速度及其在西非的实例研究2 利用交叉偶极横波测井提高裂缝性碳酸盐岩储层的产能 :埃及Bakr Amer油田实例3 真实环境中的LWD四极横波测量探讨4 随钻测井中纵横波速度测量及实例5 综合系统方法在北海油田声波随钻测井的现场测试结果6 TIV介质中纵横波波速及各向异性介质中斯…     

基于偶极横波测井的地层各向异性研究

为确定塔中Ⅰ号断裂坡折构造带裂缝走向和水平主应力方位,利用偶极横波成像测井资料进行奥陶系碳酸盐岩储层各向异性研究.在分析偶极横波测井仪发射与接收信号特征的基础上,研究了横波分裂现象在裂缝性地层和构造应力不均衡地层中的响应特征.综合利用Alford旋转分析法与反演分析法提取了地层快、慢横波的慢度与方位.以此评价地层各向异性.参考FMI成像资料对塔中Ⅰ号断裂坡折构造带部分井奥陶系碳酸盐岩储层的各向异性进行了分析,研究认为快、慢横波在评价由裂缝和构造应力不均衡引起的地层各向异性中具有良好的应用效果.     

综合多探测器声学和电阻率数据改进存在钻井诱导裂缝条件下的地层评价

钻井诱导裂缝在那些过平衡的钻井中经常会被遇到。这些裂缝典型特征是接近垂直，且具有和那些延伸平行于最大地层应力方向的天然裂缝或水力诱导裂缝相同的方向。填充有油基泥浆和地层流体混合液的裂缝的出现会影响井眼附近的电阻率分布。这种电阻率变化将影响现在感应测井仪器的多种组分以及多种探测深度，它们不同程度地依赖于裂缝的走向、长度以及地层电阻率。裂缝也在井眼附近对声学特性产生各向异性，使用交叉偶极声波仪器可有效地探测这种各向异性。借助于先进的反演和建模技术对测得感应数据的分析可允许对裂缝走向、长度的恢复，同样也可得到原状地层的水平和垂直电阻率。对测得的交叉偶极数据的分析可确定裂缝强度和方向，它们可和多分量感应3DEX结果一起来减少解释不确定性并更好地描述裂缝参数。 在本文中，讨论了一个源于印度海上的一个应用实例，在那里一个12.25″的直井被过平衡钻探，钻井泥浆采用的是13．2ppg的合成油基泥浆。大量随钻测井和电缆测井数据被采集到，包括：随钻电磁传播电阻率、电缆阵列感应HDIL、多分量感应3DEX以及交叉偶极声波测井XMACElite资料。一些层位上钻井诱导裂缝的存在可基于随钻电阻率和阵列感应电阻率数据的大差异、深浅阵列感应电阻率曲线的分离及多分量测量3DEXHxx和Hyy的不同响应来立即明显地确定。我们设计了一个增强的数据处理程序以便从被压裂层段的地层里得到精确的地层信息。 3DEX里多频聚焦Hxx和Hyy分量的差异及方位测量特性的综合解释可靠地提供了裂缝的方位。基于对Hxx和Hyy数据的最小值、最大值和零交叉点的综合分析，成功地实现了裂缝方位的确定。 一种交叉偶极声波方位各向异性分析方法也提供了裂缝方向，其结果和由3DEX确定的方位吻合很好。 不同探测深度上的阵列感应测量分析可产生一个径向裂缝范围的初步评估，这主要通过将测得数据和使用不同裂缝长度事先计算好的三维模型对比来得到。 一种新的3DEX数据处理程序被开发并应用，它利用了随钻电阻率数据以及一种针对3DEX仪器Hxx和Hyy分量处理的特有旋转技术目的是得到不受裂缝影响的水平和垂直电阻率的可靠估计。 计算得到的地层电阻率参数然后被成功地应用于最终的地球物理分析中。     

第40届SPWLA测井年会题录

１．应力诱发的偶极声波各向异性：理论、实验与现场数据２．用交叉偶极声波资料分析Ｅｌｄｆｉｓｋ油田水平应力方位３．用井眼单极与交叉偶极声波测量资料评价地层应力４．比较缆式声波、核磁共振与岩心数据以正确诊断渗透率和孔隙度差异５．低速地层偶极声波数据的采集...     

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     

用横波各向异性寻找断层

本文论述了在东地中海应用交叉偶极横波各向异性的测井数据,结合常规裸眼井和地层成像测井对断层和裂缝体系评价的一种综合研究.在所研究的井中,横波各向异性数据的评价表明了在一个特定的深度之下,快剪切方位逐渐从变化62°到335.,也就是说它发生了大约90°方位旋转.在此深度上下,可以观察到一个明显的横波分裂;再者地层电阻率成像也证实了各向异性的存在,并且表明了这是一个走向为340°的裂缝.然而,快横波方位变化的深度处没有明显的各向异性指示,仅仅在它以上和以下的深度段上才有情况.所有的情况表明这口井穿过了一条断层,通过横波分裂所检测出的裂缝可能是由断层引起的裂缝,所以这种观察到的快横波方位旋转可被用来识别断层和与之相关的高渗透性裂缝地层.     

偶极横波远探测测井识别碳酸盐岩地层异常体可靠性研究

为了研究偶极横波远探测测井识别碳酸盐岩地层异常体的可靠性,在碳酸盐岩地层中设计钻探了直井、水平井2种试验井,进行了偶极横波远探测测井。测井解释结果表明,偶极横波远探测测井在碳酸盐岩直井中能准确识别出异常体及其方位,在碳酸盐岩水平井中识别出的异常体位置基本可靠。塔河油田1口井和顺北油气田1口井采用了偶极横波远探测测井技术,2口井测井识别出的异常体位置与通过酸压曲线判断的异常体的位置相对应。研究结果表明,偶极横波远探测测井能准确识别出碳酸盐岩地层中的异常体,可为碳酸盐岩储层评价和碳酸盐岩油气藏的开发提供支持。      

使用偶极声波频散分析进行机械损伤探测和各向异性评价

同地球物理和岩石物理学一样，井眼附近的机械损伤和地层各向异性的声波特性会为钻井和完井工程产生重要的新信息。泥岩的损伤是井眼稳定性问题的预兆。在弱胶结地层，应力导致的机械损伤表明，用选择性垂直射孔会减少出砂危险。探测井眼附近的损伤并把它从未开采的地层中区分出来，将有助于地球物理学家和岩石物理学家描述储层。即使在井眼没有损伤或钻井诱导裂缝常规指示器的情况下，井眼附近的变化也可由声波探测到。各向异性分析不仅帮助地球物理学家进行深度带和AVO分析，而且也帮助完井工程师进行与应力方向一致的定向射孔以使出砂问题最小化、优化开采。具有先进频率域处理技术的交叉偶极声波测井能独特地描述井眼周围地层的机械特性。常规处理方法是在时间域进行，并得到地层各向同性或各向异性信息。我们最近展示了交叉偶极声波数据的频率域处理(即时差一频率分析或频散分析)，它可以把固有各向异性从应力引起的各向异性中区分出来。频散分析扩展了常规的时基相似处理技术来得到更完整的地层描述。钻井过程及其相关的井眼应力集中可明显地影响井眼周围环境，导致横波时差径向变化。交叉偶极声波资料的时差一频率分析显示低频信号进入地层2—3个井眼直径，意味着该岩石是非蚀变的；高频信号进入地层一个井眼半径，可探测到机械损伤区域。均质模型在高频处的差异表明有损伤存在。偶极频散曲线分析可评价机械损伤带的深度。全世界大量的泥岩和储集岩的现场实例显示可从交叉偶极频散曲线中得到非常重要的额外信息。这些数据的频散分析可以识别：1)各向同性和各向异性(固有的和应力诱导的)；2)井眼周围的机械损伤。另外，我们将显示新的频率域处理技术是如何补充常规声波测井处理结果的。这项评价新技术的关键是宽频带采集交叉偶极声波资料和先进的频率域处理技术。     

基于声波远探测的浅海软地层邻井井眼成像方法

为满足超软地层钻井防碰与井眼轨迹描述的需要,基于声波远探测测井技术,提出了一种偶极纵波邻井井眼成像方法。首先,基于有限差分法模拟了井中偶极声源激发的邻井散射全波场,分析了不同类型散射波的幅度特征及方位特性;然后,分析了两井不共面对散射波幅度和到达时间的影响;最后,通过双井模型试验和现场实际测井数据,验证了偶极纵波邻井成像的可靠性。研究结果表明：偶极纵波相对于横波在超软地层邻井成像中更具优势;四分量旋转后成像最清晰的方位即为目标井方位;两井不共面也不会影响邻井成像。偶极纵波邻井井眼成像方法为浅海软地层钻井防碰和井眼轨迹描述提供了新的技术手段。     

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）。     

塔河油田储层裂缝测井识别和有效性评价

综合利用岩心、常规测井、电成像测井和偶极横波成像测井资料研究裂缝有效性。针对塔河油田奥陶系裂缝性储层,结合不同探测深度的微电阻率成像FMI和方位电阻率成像ARI测井资料研究裂缝的径向延伸深度,分析储层裂缝的有效性;利用微电阻率成像FMI和偶极横波测井DSI提供的斯通利波信息分析裂缝的渗滤性,在裂缝发育段计算裂缝参数,定量评价储层裂缝的有效性。经油田现场测试,4种方法结合可以较为准确地评价储层裂缝的有效性。     

声波各向异性的应用

地层的各向异性本质的声波特性产生了对钻井和完井工程以及地球物理学和岩石物理学重要的新信息。各向异性分析能使射孔定向成与应力方向相一致,从而将出砂问题缓减到最低程度并且使生产最优化。知识应力方向使人们能定井位,从水力压裂中采出最多的油。识别由于裂缝形成的各向异性会导致增产。交叉偶极声波测井仪检测地层中的横波各向异性。传统的处理方法在时间域中完成,并产生出有关各向同性和各方异性特征的信息,但不能鉴别出引起各向异性的根本原因。然而借助先进的交叉偶极数据的频域处理方法。我们就能识别出各向羿性的类型,是生的还是诱发的。从能补充的其他测井资料的偶采数据中,我们可得到附加的信息。在各种各样的岩石类型中,大量的油田实例反映出附加信息的突出作用,这些附加信息是从交叉偶极采集到的偶极频散曲线中导出的。这些数据的频散分析能识别原生的各向异性,在这里频散曲线彼此平行,而应力的各向异性带有一些交叉频散曲线。我们说明几个取自中东、非洲、墨西哥湾、加利福尼亚和东南亚的几个有关原有的和应力诱发的各向异性例子。我们包含了几个来自水平井和垂直井的例子和这样的一些例子,即在这类例子中裂缝性各向异性（固有的）和应力诱发的各向异性出现在同一口井中并且清晰可见。裂缝的偶极测井鉴别结果被井筒成像图资料进一步证实。这种新认识的关键是到下三个方面的结合：交叉偶采声波数据的宽带征集、先进的频率域处理技术对于声波在井筒中传播特征的充分了解。     

成像测井新技术在川西致密碎屑岩中的应用

川西地区须家河组储层为裂缝性致密碎屑岩,气藏勘探难度大.通过微电阻率扫描成像测井识别裂缝性储层、识别断层,偶极横波测井识别气层,偶极横波测井与电成像测井结合识别地层各向异性、判别裂缝有效性的实例分析,展示了成像测井新技术在川西深层致密碎屑岩中具有良好的应用前景.     

标准电缆声波测井仪测量三维地层（方位、径向、轴向）声波特性

井眼岩石的多种机械特征依赖声波时差的三维特性,即径向、方位、轴向的不同,出现这些岩石声波特性的不同是因为非均匀应力的分布,钻井过程对近井眼交替进行机械或化学处理及地层固有的各向异性。通过使用所有的井眼模式(单极、偶极和斯通利波)对各种带宽波形进行综合测量以获取地层三维声波特性,这些井眼模式与所测量的数据积分反演相关。通过单极发射器在一个从很短到很长的大范围发射—接收空间进行测量,能够得到纵波时差的径向变化,这是该新技术的独到之处。通过在一个相当宽的频带范围内,以偶极弯曲和斯通利波模式的宽带弥散曲线的反演,横波时差径向变化能被定量测得。这就是新的声波测井仪器的特色。这个偶极声波源的独到设计使仪器既可以脉冲模式发射声波,也可以鸣叫模式发射声波。由于增加了轴向和方位接收探头以及无声发射和可预知的结构,从来自中国、挪威、墨西哥、巴西和美国的裸眼井测井资料中可以证明,纵波和横波时差测量和它们的径向变化精度都有所提高。在数据可靠指示时差各向异性小于1～2%时,也能可靠地对横波各向异性进行评价。新仪器已经可以测量90～900μs/ft横波时差。更好的单极和偶极模式的弥散曲线能清晰识别均质地层和非均质地层的各向异性和各向异性形成的各种机理。先进的反演算法通过宽频带弥散曲线信号对三维岩石特性做精确的评价。相关岩石特性的精度测定可及时地作出决定(如射孔、防砂、井位及增产措施)。     

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。