利用斯通利波计算地层渗透率的方法及应用

利用多极子阵列声波测井资料提取直达斯通利波、计算斯通利波中心频率偏移和时间延迟来进行地层渗透率反演的方法已被研究了多年.但成功的现场应用实例仍然很有限.介绍了开发的多极子阵列声波资料处理软件和利用斯通利波进行有效的储层渗透性和裂缝评价方法,为获得直达斯通利波,对全波列进行了斯通利波的提取、上、下行波的分离及直达波与反射波的分离的波场分离.为消除经过波场分离后与渗透率无关的信息的影响,利用合成斯通利波波形的方法来模拟由于井眼变化和地层弹性特性对波形产生的影响.现场应用表明渗透率计算结果与国外大型工作站软件(eXpress)计算结果相比基本一致.     

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．     

由井眼斯通利波估算地层渗透率和各向异性

由单极子声波测井得到的斯通利波资料包含有重要的地层信息，如地层的各向异性和渗透率。分析斯通利波资料可得到地层的渗透率和各向异性。在各向同性、非渗透性地层，可以从横波测井数据中预测出斯通利波。渗透性地层可以导致斯通利波衰减，并使斯通利渡时差（慢度）增大，它指示了地层的渗透性。相反，用横波数据模拟值来看，地层的各向异性使斯通利渡时差减小。这是因为在VTI（以垂直轴为对称轴）的层中，斯通利波主要受水平方向的横波控制，通过偶极声波测得水平方向的横波速度通常比垂直剪切波速度快。因此，这些数据提供了地层渗透率和各向异性的信息。随着理论模型及数据分析的发展，通过处理斯通利波数据和其他测井数据．能同时得到地层各向异性和渗透率的信息。在砂泥岩地层中，我们在评价地层渗透率时，结合各向异性信息，能提高渗透率评价的质量。现场结果表明，在砂泥岩地层序列中，斯通利波数据反映了泥岩地层的各向异性和砂岩地层的渗透性，同时证明了以上分析。通过处理了不同地层的数据，处理结果显示VTI各向异性是沉积岩的一般特征，尤其是泥岩层。许多泥岩地层的VTI幅度范围在10％～40％。声波测井得到的横波各向异性与地震波的传播建立联系以后，可以提高地震的处理和分析结果。     

利用斯通利波评价裂缝性致密砂岩储层的渗透性

渗透率是储层评价中的重要参数。在裂缝大量发育的致密砂岩储层中,准确计算地层的渗透率对储层的产能提升具有重要的意义,而常规的方法很难满足这一要求。以渗透性地层的测井声波传播理论为基础,研究了利用斯通利波计算渗透率在致密砂岩储层中的应用。在经波场分离、合成斯通利波波形、计算斯通利波的频率偏移和时间延迟后得到了地层的渗透率。在现场应用中取得了很好的效果,证实了该方法的有效性,从而为油气田开发方案的合理编制提供了可靠的基础资料。     

利用声波测井估算地层速度,渗透率和横波的各向异性

本文叙述了阵列单极子声波测井仪和横波测井仪的现场数据的处理和解释。地层的Ｐ波速度是采用域值检测与交叉相关技术处理全波列得到的，Ｓ波也以同样方法从横波测井曲线得到的。采用扩展的Ｐｎｏｎｙ方法处理全波列得到了斯通利波的相速度和随频率变化的衰减函数。从２９５０英尺到３１５０英尺之间的地层被描述为各向同性的弹性介质。在这一层段中由斯通利波相速度反演得到的横波速度Ｖｓ与横波测量结果非常吻合，从３７１５英尺到     

利用斯通利波流体移动指数估算变质岩潜山储层渗透率的新方法

利用从阵列声波资料中提取的纵波、横波和斯通利波时差,结合井径、密度和孔隙度等资料计算出反映地层总渗透性的流体移动指数(即实测斯通利波时差与理论斯通利波时差的差值),然后建立流体移动指数与通过试井分析、生产测井分析、全直径岩心分析等获得的地层总的有效渗透率的关系,进而利用这一关系估算地层渗透率。本文提出的这种利用斯通利波流体移动指数估算潜山储层渗透率的新方法在渤海JZS油气田太古界变质岩潜山储层评价中取得了很好的应用效果,证实了本文方法的有效性,从而为该油气田开发方案的合理编制提供了可靠的基础资料。     

利用斯通利波衰减反演储层渗透率

流体井孔中的柱状声源被同种流体饱和的孔隙介质包围。以该声源激发的声波场理论为基础，采用分波分析的方法研究复波数平面内极点留数对应的斯通利波。建立了利用斯通利波幅度衰减反演储层渗透率的线性化最小二乘反演模型。利用不同储层条件下的合成全波数据，对反演渗透率结果的稳定性、收敛性及误差作了细致的考察。反演结果表明：这是一种简单、有效的地层渗透率求取方法。     

应用低频斯通利波衰减评价地层渗透率

本文提出了一种简单、实用的地层渗透率解释方法。该方法把由声波测井数据得到的其通利波衰减分为介质内衰减和孔隙流体渗流衰减两部分。解释时，先确定介质内衰减，然后由渗流衰减确定地层渗透率。对模拟的声波测井数据的处理结果表明，这是一个有效的方法。     

用反射斯通利波确定地层裂缝宽度和渗透率

为了寻找反演地层裂缝宽度和渗透率的方法，采用平板状裂缝模型和渗透带模型模拟实际地层，根据斯通利波在裂缝性地层和渗透性地层中的传播特性，提出用反射斯通利波反演地层裂缝宽度和渗透率．当声源的中心频率为１ｋＨｚ时．在±５００Ｈｚ的范围内，从合成斯通利波波形中处理得到的反射系数与计算的反射系数相等，反演结果表明，地层裂缝宽度和渗透率的反演值与给定值相符．     

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。     

用声波能量识别渗透层

通过处理实测的声波全波列资料，得到了地层纵波、横波、斯通利波的速度和幅度。将它们与其它测井资料对比，发现斯通利波的幅度及其与纵波幅度的比值与地层的渗透性有关。     

The Estimation of Formation Permeability in a Carbonate Reservoir Using an Artificial Neural Network

Abstract

Reservoir permeability is an important parameter that its reliable prediction is necessary for reservoir performance assessment and management. Although many empirical formulas are derived regarding permeability and porosity in sandstone reservoirs, these correlations cannot be accurately depicted in carbonate reservoir for the wells that are not cored and for which there are no welltest data. Therefore, having a framework for estimation of these parameters in reservoirs with neither coring samples nor welltest data is crucial. Rock properties are characterized by using different well logs. However, there is no specific petrophysical log for estimating rock permeability; thus, new methods need to be developed to predict permeability from well logs. One of the most powerful tools that we applied by the authors is artificial neural network (ANN), whose advantages and disadvantages have been discussed by several authors. In particular, 767 data sets were used from five wells of Bangestan reservoir in a southwestern field of Iran. Depth, Neutron (NPHI), Density (RHOB), Sonic (DT) logs, and evaluated total porosity (PHIT) from log data were used as the input data and horizontal permeability obtained by coring was as target data. Sixty percent of these data points were used for training and the remaining for predicting the permeability (i.e., validation and testing). An appropriate ANN was developed and a correlation coefficient (R) of 0.965 was obtained by comparing permeability predictions and the actual measurements. As a result, the neural science can be used effectively to estimate formation permeability from well log data.     

用横波波速测定岩石的各向异性

测量了横波在各向异性岩石样品中以不同偏振角度传播时的波速。研究了井下岩石样品在干燥、含水饱和与煤油饱和状态下的各向异性情况。计算出这3种情况下岩石样品的时差各向异性常数和横波平均速率。在干燥、含水饱和与含油饱和条件下，含水饱和的各向异性系数有最大值；干燥的各向异性系数有最小值。在含油饱和情况下的横波平均声速要大于含水饱和条件下的横波平均声速。含油饱和与含水饱和条件下的横波速度有明显差别，但各向异性的趋势却比较一致。     

用插值法提高声波时差的计算精度

本文提出改进现有方法的时域插值法域插值法，使时延的计算误差小于ＤＴ／４，甚至更小。为说明方法的可靠性，给出了ＤＩＳ资料中斯通利波波形处理的例子。