层状裂缝性井下模型中的震电测量

震电测井方法是以测量(在充满流体的井中)由地震波激发的电场为基础的。在地层内部和地层分界面上会产生两类电磁(EM)场。一种是静止的或局部的电磁波,另一种是辐射电磁波。文中我们利用人造材料或天然岩石制作了各种裂缝性井下模型,并测量了(在充满水的井中)由地震震源激发的电场。实验结果表明,斯通利波在裂缝处产生辐射EM波,它以光速在井孔中传播。并且斯通利波也在井壁上产生电磁驻波。当裂缝的孔径增大时,由于裂缝内离子的密度降低,因而造成震电波振幅下降。与同一井中的声波波形相比,震电波形在确定和表征与井相交的裂缝或裂缝带方面有着更多的优点。     

声电效应测井仪(EKL)及其启示

声电效应测井仪(EKL)利用岩石声电效应来求取渗透率和地层水电阻率，与声波测井仪器不同的是，该仪器利用声源在井中发射声波，测量声波在地层中激发的转换电场信号。文章介绍了该仪器的测量原理、微弱信号检测技术。认为该方法能同时测量声波和转换电磁波这一特点有望使其发展成为一种常规的地层水电阻率和渗透率测量新方法。     

具有垂向裂隙充满流体井中斯通利波的传播

本文对具有垂向裂隙充满流体井中斯通利波的传播从理论到实践地作了研究.波在井中传播激发裂隙中流体运动,在裂隙开口处产生的这种流体运动会扰乱井壁液体-固体界面的边界状态.通过推导井孔状态的边界条件扰动,我们研究了在硬、软两种地层中边界条件的变化对斯通利波的影响.裂隙对斯通利波的速度仅有很小的影响,但在频率很低的频段斯通利波的速度会随频率的降低而急剧下降.斯通利波的能量会因裂隙的吸收而大幅度衰减.这些效应的定量描述不仅取决于裂隙宽度和井孔直径,而且取决于地层和流体的声学特性.为了测量斯通利波的传播,我们用实验室裂隙井孔模型进行了超声波试验;获得了全波列资料;使用 Prony 法求出了作为频率函数的斯通利波的速度和衰减系数.对于硬、软两种地层,试验与理论预测均取得了一致的结果。     

应用声波技术评价开口自然缝的先进适用性

地层中的开口自然缝是低孔、致密岩石中天然气的主要运移通道，因此为了取得最佳产能，固井工程、完井方式、布井、油藏建模等设计都需要了解裂缝的特性，如裂缝孔径和裂缝渗透率。 最新一代的声波扫描仪器，轴向上有13个接收器，能够获得较宽频率响应的斯通利波的测量值，且具有较高的保真度和较强的能量。高角度裂缝的斯通利波反射率很小，因此其能量损失或衰减可用来估算裂缝的渗透率。该仪器最低的频率响应为300Hz，这较好地改进了高角度裂缝的探测效果，即常规的能量差异（NDE）评价技术。改进型的斯通利波测量在识别钻井诱导缝和开口自然缝时更具有鉴别力。例如，当高角度裂缝与现代应力场的走向一致时，斯通利波反射很小或缺失，实践证明，NDE的衰减处理技术是最佳的评价裂缝孔径和渗透率的方法。 偶极挠曲频散曲线的慢度频率分析（SFA）也能用来识别开口的自然缝。SFA是每一深度点上的挠曲波的频率和幅度在时差平面上的显示。把传统的STC（慢度时差相关）或横波的相似性处理与SFA相比较，反映了各种波形与频率处理结果具有很好的一致性。幅度和频率信息提供了井壁到地层几英尺径向探测深度内横波的特征图像。在自然裂缝段信号的强度和频率变化非常明显。对比SFA反射处理和斯通利波的NDE处理提供的三维声波图像，来识别裂缝和井壁附近的应力。本文给出了新一代仪器测量斯通利波、SFA反射图像和微电阻率图像的应用实例。另外，声波信息与徽电阻率成像的对比分析使开口自然缝特征更加清晰与显著。     

Geophysics,No.2,1993论文文摘

本文求得了在2D 电导率构造由3D 电流源激发的频率域电磁响应的数值解。在电导率不变的方向上,对波场进行付氏变换,然后以变分形式表示出来。在一组离散的空间波数中采用有限元法求得二次电磁波场的解。有限元法采用指数单元有效地模拟远场电磁波场。它与沿地层走向测得的电磁波场迭代解相结合后,可大大降低计算成本。本文计算了水平电偶极的数值解,证明此解与近似表达式计算的结果一致,并相对于参数收敛。最后,本文用水平电偶极源在海底和空气-地表分界面产生的电磁波场的几个简单实例来证明编码的作用。     

利用声波测井曲线估计地层速度,渗透率和横波的各向异性

本文对用阵列单极子声波测井仪和横波测井仪采集的数据进行了处理和解释。地层的纵波波速和横波波速可运用交叉相关校正法分别由全波列和横波测井曲线的阈值检测来确定。动用拓展的Ｐｒｏｎｙ＇ｓ法对阵列单极子声波测井数据进行了处理，从而估计了斯通利波的相速度和随频率变化的衰减函数。井中深度在２９５０到３１５０英尺（即８９９到９６０米）之间的地层，可以看成是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     

声电效应测井模型实验研究

模型井实验表明,在渗透性孔隙地层包围的井中发射声波时,井内不仅可以接收到声波,还可以接收到波动电场,该电场伴随声波行进,在两种不同地层的分界面处,还产生了以电磁波速度传播的电场,这两种转换电场幅度的相对大小,与地层水矿化度及其与井中水矿化度差异有关,在井中激励交变电场时,井内可以接收到声波,在用实际储层砂岩做成的模型井中,也测量了声－电转换波和电－声转换波,随着地层水矿化度增大,声－电转换信号幅度减小,电－声转换信号幅度增大。     

在弹性地层和多孔地层的井眼中测井井下仪器对斯通利波的影响

详细研究了在弹性地层和多孔地层的井眼中声波测井井下仪器（模拟成刚性的）对斯通利波传播特征的影响，在弹性地层的井眼中，井下仪器的存在使斯通利波速度降低，而使斯通利波激发增强，当存在由于地层和井内流体的非弹性而引起的固有衰减时，井下仪器使因流体引起的斯通利波衰减降低，而使因地层引起的斯通利波衰减增大，针对渗透性多孔地层的井眼，Ｔａｎｇ等人（１９９１）简化的Ｂｏｉｔ－Ｒｏｓｅｎｂａｕｍ模型作了改进，把井     

井孔周围轴对称声电耦合波：理论（Ⅰ）

由于存在双电层孔隙度在孔隙地层中声波可引起渗透电流、流动电势及电磁场；电磁波也可以诱导渗流和声波。轴对称的声场（Ｐ－ＳＶ波）只产生轴对称的电磁场（ＴＭ波），而轴对称的电场只产生轴对称的声场。在轴对称假设下，利用Ｐｒｉｄｅ声电耦合波控制方程和井壁上的边界条件，导出点声源激发的井内外声场和转换电磁场的计算公式、竖直电偶极子激发的井内外电磁场和转换声场的计算公式，并利用文内给出的公式对声电效应测井进行数     

瞬变电磁测井原理研究I:Doll几何因子

瞬变电磁测井是一种通过井内大功率瞬变电磁激发测量井内电磁感应电动势的方法。与电极、侧向与感应等电测井方法不同,瞬变电磁激发的电磁场频率是连续的,采集到的感应电动势也是连续波形,测量的原始数据量大、所携带的地层信息丰富。瞬变电磁激发的电磁场在地层中会产生二次场,该二次场可以用Doll几何因子进行描述。给出瞬变电磁激发信号为阶跃函数时井内二次感应电动势的响应曲线。从曲线上发现,在激发波形发生突变的位置,井内电磁感应电动势响应信号的幅度最大,当激发波形恒定后,响应信号从最大值连续变化到0。二次感应电动势曲线的幅度与地层电导率成正比。实际的瞬变激发波形不会突变,会有一定的延迟和过渡过程,用一阶网络的指数衰减模拟激发波形后发现,其响应波形的幅度减小,指数衰减越慢,其二次场响应幅度越小。     

利用斯通利波信息进行裂缝评价

声波全波列波形中的伪瑞利波、斯通利波等后续波与地层性质有密切关系，特别是反映斯通利波对裂缝及其渗透性较为敏感。通过低通滤波、中值滤波、二维频率滤波等处理对全波列进行波场分离，可分别得到直达斯通利波、上行和下行的反射斯通利波，并由此计算出斯通利波的透射和反射系数。根据这些参数能很好地确定缝的位置，评价裂缝带的渗透性。     

交叉偶极子阵列声波测井资料在裂缝性储层评价中的应用

美国阿特拉斯公司新一代交叉偶极子阵列声波测井仪(XMAC—Ⅱ)将偶极子技术与最新发展的单极技术结合在一起，提供了测量地层纵波、横波和斯通利波的最好方法，在分析地层各向异性方面也具有独特优势。重点阐述了通过交叉偶极子阵列声波测井资料提供的纵波、横波、斯通利波在各接收器上的声波幅度、衰减及地层速度各向异性的分析结果，识别裂缝性储层中裂缝发育井段及类型，判断裂缝有效性及裂缝系统区域有效性，进而有效划分储集层。该方法对裂缝性储层评价的结果与声电成像测井资料有较好的相关性，并获得了较好的地质应用效果，拓展了偶极子阵列声波的应用范围。     

不规则井眼的低频斯通利波传播模型

本文提出了不规则井眼内低频斯通利波传播的快速模型法。并用其计算了两种不规则井眼(井眼垮塌和地层性质变化)影响的合成波列。利用简化一维模型研究低频通利波的物理性质。用质量平衡边界条件和传播矩阵表示井眼不规则度与斯通利波的相互关系。用已有的有限差分法和边界积分模型法验证新方法的正确与否，得互相关系数大于0.98；实际井的合成记录与实测结果比较表明，由垮塌产生的反射是一致的，但在裂缝处，反射有一定差异。由于合成数据只包括与井眼几何形状和地层弹性有关的信息，由裂缝产生的反射只在实测资料上有显示。因此，用它们可将裂缝和井眼不规则产生的斯通利波反射分开。另外，这种算法速度比边界积分或有限差分法快300多倍，适于现场应用。     

利用斯通利波估算地层渗透率

低频斯通利波在渗透性地层出现的频散和能量衰减与地层原始渗透率有密切关系。利用声波全波列中的斯通利波信息可估算地层的渗透率。利用多极阵列声波测井（MAC）资料，在经波场分离、合成斯通利波波形、计算斯通利波的到时延迟和主频移动后得到了地层的渗透率，并把它与岩心分析渗透率和核磁共振测井所计算的渗透率进行对比，效果很好。     

交叉偶极声波资料在裂缝评价中的应用

XMAC-Ⅱ将偶极子技术与单极子技术有效的结合在一起，提供了测量地层纵波、横波和斯通利波时差的最好办法，本文重点阐述了利用斯通利波反射系数、流体移动指数以及通过提取快慢横波信息得到的地层各向异性大小来进行裂缝识别以及评价有效性，通过对XX地区B281井裂缝性储层的实际应用，对裂缝性储层评价结果与成像资料有很好的相关性，获得了好的应用效果。为识别裂缝提供了一个很好的技术手段。     

水平渗透性裂缝对井孔斯通利波传播的影响

当地层中存在与井孔相交的裂缝时，斯通利波会发生显著衰减，并产生反射波，透射波与反射波的幅度大小与裂缝宽度，充填物及其渗透性密切相关，本文在简化的孔隙地层井孔声波传播理论基础报水平渗透性裂缝带对斯通利波传播的影响，在按比例缩小的模型并中进行了全波列模拟实验验证了理论分析结果。通过比较裂缝灰岩与孔隙砂岩模型并中的结果，还发现斯通利波的频率特性与地层的渗透率有密切关系。     

井孔周围轴对称声电耦合波:理论(I)

由于存在双电层,在孔隙地层中声波可引起渗透电流、流动电势及电磁场;电磁波也可以诱导渗流和声波。轴对称的声场（Ｐ—ＳＶ波）只产生轴对称的电磁场（ＴＭ 波）,而轴对称的电场只产生轴对称的声场。在轴对称假设下,利用Ｐｒｉｄｅ声电耦合波控制方程和井壁上的边界条件,导出点声源激发的井内外声场和转换电磁场的计算公式、竖直电偶极子激发的井内外电磁场和转换声场的计算公式,并利用文内给出的公式对声电效应测井进行数值模拟。     

声学技术在天然开裂缝评价方面的进步

张开的天然裂缝，如果有的话，它能在低孔隙、坚硬的岩石环境里为大部分天然气提供通道。因此，全面了解裂缝属性，包括缝隙和渗透率在内，是优化生产、水泥胶结、完井设计、确定井位、油藏模拟所需要的。 声波扫描仪，是最新一代的声波波形测井仪，它有13个轴向接收器，能测量斯通利波，并改善了宽带频率响应，提高了波形保真度和增加了功率。高角度裂缝的斯通利波反射率是极小的，但为了评价它们的渗透率，就要求得到波形的能量损失或衰减。在使用现有技术，例如归一化差动能量[NDE]的条件下，频率响应的下端到达300Hz，能显著地改善高角度倾斜裂缝的探测能力。在设法区别钻井诱导裂缝和张开天然裂缝时，改善斯通利波测量是关键性的。当这两组裂缝与现场的应力场和陡倾角明显一致时，斯通利波的反射可能很微弱或没有。衰减技术，例如NDE，已被证明对评价裂缝开度和渗透率是最适宜的。 旋转偶极弯曲波频散曲线的慢度频率分析（SFA）方法也可以用来识别张开的天然裂缝。SFA是每个深度的弯曲波频率和幅度剖面在慢度平面的投影。传统的时差相关（STC）或相似性处理横波慢度，与SFA投影相比，证实了波形处理与频率成分一致。其幅度和频率信息提供岩层横波特征成像，探测范围从井眼进入岩层达若干英尺。当探测到天然裂缝层带时，信号强度和频率成分明显变化。把SFA投影与斯通利波NDE比较，提供了岩层的3维声波特征，来识别裂缝和并眼应力场。 本文给出一个案例研究，它采用最新一代斯通利波测得结果、SFA投影图像、和微电阻率成像。把增加的声波信息与电阻率图像数据比较，为识别张开天然裂缝可提供大量清楚而有效的岩层特征。     

交叉偶极声波资料地层裂缝评价

XMAC—Ⅱ将偶极子技术与单极子技术有效的结合在一起，提供了测量地层纵波、横渡和斯通利波时差的最好办法，重点阐述了利用斯通利波反射系数、流体移动指数以厦通过提取快慢横波信息得到的地层各向异性大小来进行裂缝识别以及评价有效性，通过对XX地区B281井裂缝性储层的实际应用，对裂缝性储层评价结果与成像资料有很好的相关性，获得了好的应用效果，为识别裂缝提供了一个很好的技术手段。     

EH—4连续电导率剖面仪

ＥＨ 4是美国著名的Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｓ公司和ＥＭＩ公司联合研制的双源型电磁 /地震系统。仪器设计精巧、坚实 ,特别适合地面二维、三维连续张量式电导率测量 ,在技术上率先突破传统单点测量壁垒 ,走向电磁测量拟地震化 ,联合二维、三维连续观测和资料解释。ＥＨ 4的全新概念主要有如下几个方面 :1 )ＥＨ 4应用大地电磁波的原理 ,但使用人工电磁场和天然电磁场两种场源 ;2 )ＥＨ 4既具有有源电探法的稳定性 ,又具有无源电磁法的节能和轻便 ;3)ＥＨ 4能同时接收和分析ｘ ,ｙ两个方向的电场和磁场 ,反演ｘ ｙ电导率张量剖面 ,对判断二维构…