在渗透性构造中井孔斯通利波的传播

本文研究了渗透性构造中井孔斯通利波的传播。通过模拟横切井孔的构造带,用简单的一维理论论述了斯通利波与构造的相互影响。由于斯通利波是一种导波,沿井孔传播时无几何扩散,故上述模拟是可行的。斯通利波与构造的相互影响将因构造与围岩个有不同的斯通利波波数而发生。以适当的方式表示波数后,该理论可适用于包括充满裂隙在内的各种构造,尤其有意义的是渗透性孔隙带和裂隙带。结果表明,在出现斯通利波反射时,穿过高渗透带的斯通利     

软地层中声波测井的波形特征

讨论了在软地层中声波测井的波形特点,重点介绍了一系列不同软地层中横波和弯曲波的波形和特点,说明在软地层井中应当用偶极声源激发的弯曲波估计地层的横波速度,同时也详细介绍了软地层斯通利波的波形和频散特性,强调它的速度与硬地层大不相同.     

多极子声源的横波测井

本文介绍了周围为无限固体介质的裸眼井中多极子声源激发的弯曲波、扭转波等模式声波的理论基础,从数值上计算了弯曲波等模式在不同的井孔半径下,硬、软地层井孔中的速度频散曲线。结果表明,在截止频率处,其速度最大且等于地层的横波速度.计算了理想的井孔模型(无衰减)及有吸收衰减情况下由偶极子及四极子声源激发的声波波形图,从图形看出其首波是以横波速度传播的。曾在模型井中进行了测试,实验结果与理论计算有较好的一致性。本文所介绍的方法对于软地层中横波速度的测量有重要意义,有助于进一步研制横波测井仪。     

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。     

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     

用斯通利波评价套管井水泥胶结质量

根据套管井声波全波测井理论，导出了斯通利波久期方程，数值计算并绘制了斯通利波在无水泥和水泥胶结不好时的相速度、衰减以及波形曲线，详细分析了各种曲线的特点，指出套管井中具有两类斯通利波：第一类产生于井中流体与套管之间，称套管斯通利波，它的相速度和衰减与套管外有无水泥没有关系；第二类产生于套管与地层之间，称水泥层斯通利波，当水泥胶结不好或无水泥时，必有此波存在，它的相速度和衰减与水泥厚度、流体层的位置有密切关系。当水泥胶结好时，此波消失．因而从理论上证实了斯通利波在套管井中的传播特性能够反映水泥胶结质量。     

软地层裸眼井中弹性波传播的数值研究

本文对软地层裸眼井中由点状声源激发的弹性波传播的数值进行了研究,认为首波是以地层中纵波速度传播的无频散的几何衰减波,其传播路径可以用几何声学中的滑行波理论来解释;井内无泥浆直达波.斯通利波在v_s≤((1-p_1)/p_2v_1)~(1/2)的地层中有截止频率,且在该频率处,其相速度为地层中横波传播速度;而在v_s>((1-p_1)/p_2v_1)~(1/2)的地层中无截止频率,其最大相速度小于v_s。     

井中声波传播模式的实验研究

建立了一套模拟井孔声波传播机理的实验观测系统，按1：10比例制作了模拟各种性质地层的小模型井和微型声波仪器。采用高频声源可得到纵、横渡较清晰的全波列波形，采用低频声源可得到较好的斯通利波波形。随着地层孔隙度和渗透率的增大，横波和伪瑞利波衰减突出，斯通利波衰减逐渐增大，速度明显减小，特别是高频成分波比低频成分波衰减要大，斯通利波的主频显著向低频方向漂移。当地层中存在与井孔相交的水平裂缝时，会产生反射斯通利波，反射系数与裂缝宽度成正比，还与裂缝带的渗透性和充填物有关。     

斯通利波的应用

斯通利波又名管波,在声波全波波列中,它是一种面波,其特征是频率低(快地层井中约为5千赫,慢地层井中约3千赫),幅度大,传播速度慢(快地层井中约为泥浆声速的0.9倍,慢地层井中约为地层横波速度的0.9倍),而且频散不明显。在弹性介质中,它的幅度不随距离增大而衰减。在长源距的条件下,斯通利波的幅度和速度都比较容易测定。     

碳酸盐岩地层中全波列声波测井实验研究

本文用模型实验研究了声波在致密碳酸盐岩地层井中的传播特性。采用合金钼模拟致密碳酸盐岩地层，按１０：１的比例制成缩小的模型井。模型井呈圆柱形，高０．４ｍ，直径０．３ｍ，中心井孔直径０．０２ｍ。在并中充水时接收到一组全波列声波。实验观测到全波列中的折射纵波、折射横波、斯通利波和基本特征与理论分析一致，但实测的折射纵横波幅度比及它们的几何衰减与理论分析不符。我们认为引起这些差异的主要原因是理论分析没有考     

应用低频斯通利波频散特性反演软地层横波速度

 求取软地层横波速度是提高声波测井工程质量的重要因素。本文首先基于简化的Biot-Rosenbaum 模型,对低频斯通利波频散特性的敏感性进行了分析。在软地层情况下,斯通利波对地层横波速度较为敏感,当利用偶极声源测不到横波时,可利用斯通利波反演地层横波速度。此外还分析了在软地层情况下仪器对斯通利波频散曲线的影响,指出利用斯通利波反演地层横波速度应考虑仪器的影响。文中给出利用斯通利波反演横波速度的方法及流程。应用实例表明,用低频斯通利波频散特性反演软地层横波速度的方法是有效的。     

雷利原理在声波测井中的应用

我们用雷利原理论述了与声波测井中导波关联的几个问题.使用本文的逼近法,就能计算(1)关于弹性模量或密度模量(即不是常数频率就是常数波数)的相速度的局部微商;(2)群速度;(3)由于弱非均质岩层引起的相速度上的变化;(4)由于轻微不规则井孔引起的变化。我们的公式可用于具有任意相位角,且沿充满了液体的圆柱井孔通过一个强均质地层传播的导波,其对称坐标轴是以该井孔为坐标中心的.使用雷利原理来确定局部微商和群速度,其优点是可以避免某些非准确结果带来的数字误差,一些样点值的计算表明,这些量的计算是非常准确的.使用雷利原理来模拟一个弱非均质地层或非规则井壁,其优点是相当正确的速度扰动能由较少的数字计算估算出来,这一点是尤其重要的,因为该方法在非均质以及许多野外实际情况遇到的井孔不规则的范围里都是有效的,我们还计算了一个具有垂向小裂隙的地层和一个椭圆井孔的相速度上的扰动。     

偶极子声源在套管井中的应用研究

套管井第I界面胶结差时单极子声波测井通常测量不到地层波信息。在套管井边界条件下,推导出了不同胶结状况下的偶极子声源激发的井内声场,计算了它在井孔中的二维谱和时域波形。计算结果表明在稍高的激发频率下,在第I界面胶结不好时在接收波列中可清晰地观测到纵波和弯曲波振相,分别以地层纵波和横波的速度传播,这表明横向偏振的声源比纵向振动的声源有更好的穿透性;在较低的激发频率下,波形中占主导地位的是地层弯曲波和套管弯曲波;在第I、II界面均胶结良好时主要是地层弯曲波。     

井下震源和阵列震源的辐射能量

本文详细研究了充流体井中由不同类型轴对称震源激发的弹性波的低频辐射能量,导出了管波、纵波和横波能量的解析解表达式。文中指出,膨胀源辐射能量的99％在井内是以管波形式传播的,在软地层中辐射纵波和横波能量比在硬地层中要强,辐射进入地层的横波能量大于纵波能量;径向应力源辐射能量的95％在井内以管波形式传播(f=200Hz),在硬地层中辐射纵波和横波能量比在软地层中要强,在硬地层中辐射纵波能量小于辐射横渡能量,在软地层中辐射纵波能量大于辐射横波能量;切向应力源在井内不激发管波,仅在地层中激发纵波和横波,对大多数沉积岩而言,辐射进入地层的横波能量约为纵波能量的10倍.随着频率的增高,点膨胀源、径向应力源和切向应力源的辐射纵波和横渡能量都有显著增加。由相同的单震源组成的阵列源可大大提高其辐射能量。     

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。     

用波散处理技术根据偶极和斯通利波形估算地层横波速度

我们研制了以模型为基础的波散处理方法,并用井中声波测井波形估算了地层的横波速度,这些波形数据可能是单极测井中的斯通利波,或偶极测井中的挠曲波。该方法中,在某一接收点记录的波形可与第二接收点记录的波形对比,以传播到该接收点的速度为试算横波速度。数值传播步骤中采用适     

套管刻度井中模拟地层及吸声材料对井内声场的影响

研究套管刻度并中模拟地层有限时井孔声波的传播特点,采用实轴积分法计算了该刻度井中由居中点声源激发的全波列,分析了刻度井几何尺寸、介质特性以及不同的外边界吸声材料对井孔声场的影响。数值结果表明：在源距为１．０￣１．５ｍ,声源中心频率为１０￣２０ｋＨｚ时,只有当模拟地层的半径大于１．５ｍ时,模拟井中的主要波列才不受最外层边界的影响,这种影响的程度还取决于最外层介层与模拟地层的波阻抗差别大小及它们的吸收     

完全饱和岩石中的喷流

我们应用固体/流体相互作用的喷流机制估算了完全饱和岩石中的速度/频散和衰减。在模型中,流体从薄的软裂隙中挤压到周围的大裂隙中。低围压处软性孔隙空间的柔度信息可由高压速度数据提取。我们建立了基于软裂隙中喷流压力的频率与软裂隙空间的渗透率、孔隙度以及喷流特征长度之间的关系。这些未知参数组合成一个表达式,并假定它所表示的基本岩石特性与频率无关。对于某一给定的岩石来说,将速度或衰减的实验室测量结果与我们的理论预测结果相拟合就可以得到这个表达式的近似值。由模型给定的低频速度极限值与Gsssmann公式的预测值相同。高频极限值可能明显大于Biot理论所给出的值,这是因为高频骨架体积模量近似等于高围压时的测量值。本文已将该模型应用于Casco和Westerly花岗岩、Solenhofen石灰岩、致密含气砂岩和砂丘砂岩。实际应用时,该模型预测到了实测速度/频散值。     

待钻井地层孔隙流体渗流速度预测模型及应用

在密井网条件下,地层孔隙流体渗流速度是影响固井质量主要因素之一,如何准确预测地层孔隙流体渗流速度,正确分析固井质量优劣的原因,一直是许多油田面临的主要问题.为了能更准确地预测待钻井地层孔隙流体渗流速度,保证固井质量,根据物质平衡原理、油层任一半径对应的封闭流经面积所通过的流量不变理论、多井作用于任一点（待钻井点）的渗流速度为各相关井单独作用于这一点的渗流速度之和的原理,建立了待钻井地层孔隙流体渗流速度预测的数学模型.模型包括单井作用、多井干扰和受断层影响井情况,应用该模型对大庆油田待钻井地层孔隙流体渗流速度进行了预测,结果表明,该方法能准确预测待钻井地层孔隙流体渗流速度,预测准确率可达94.8%.     

国产随钻单极声波测井仪的设计及应用

研制了一种随钻单极声波测井仪器,介绍了仪器的结构特点和技术指标,并详细阐述了仪器的3个关键部件的设计过程,涉及发射与接收换能器的结构设计与封装方式设计,隔声体的固有阻带和刻槽后的阻带设计。实验室水槽测试验证了仪器的可靠性。使用该仪器在新疆某井硬地层与软底层进行了实钻测量,结果显示,仪器在硬地层可测量到纵波、横波及斯通利波信号,波形信噪比良好,时差具有很好的相关性;在软地层可测量纵波及斯通利波信号,不能测量地层横波信号;随钻测量纵波时差结果与电缆声波测量结果有很好的一致性。