超声匹配层对油井超声透射系数的影响

文章提出了一种采用匹配层增大超声在油井中透射系数的方法,并利用声压及振动速度在介质分界处连续性的条件得到了声波在油井中的透射系数。透射系数的大小与匹配层、井液、套管、水泥层及岩层等的物理参数有关。根据数值计算得出：当井液密度、水泥层密度、匹配层半径增大时,透射系数增大;当匹配层的声速、密度增大时,透射系数降低。这说明能运用匹配层改变超声在油井中的透射系数。     

油井参数对超声换能器辐射阻抗的影响

根据超声波在媒质中的波函数和边界条件,求出了油井中采油超声换能器的辐射阻抗,并讨论了超声波的频率、井液、水泥层、岩层对超声换能器辐射阻抗的影响.当超声波的频率、井液声速变化时,超声换能器辐射阻抗变化比较明显.     

利用圆柱面声透镜增大超声波在油井岩层中的作用范围

超声波采油的主要缺陷是超声波在岩层中的作用范围非常小，其原因之一是超声波在岩层中的波阵面是发散的圆柱面。利用声透镜的聚焦作用，可以改变超声波在岩层中的波阵面形状。在岩层中将超声波聚焦，可增大超声波在岩层中的强度，从而扩大超声波在岩层中的作用范围。根据声波的折射规律，设计了一种用于井下采油的圆柱面声透镜，并推导出了超声波在岩层中的作用范围及相位差，分析了声透镜尺寸及材料声速、原油及岩层的声速对其作用范围的影响。根据油井的口径、原油及岩层的声速，当声透镜选用恰当的材料及尺寸时，声透镜能将超声波的作用范围增大到几十厘米。     

分段双曲线柱面声透镜在油井中聚焦的理论研究

超声波采油的主要缺陷是超声波在岩层中的传播距离非常小 ,利用声透镜的聚焦作用 ,可以改变超声波在岩层中的波阵面形状。在岩层中将超声波聚焦 ,可增大超声波在岩层中的强度 ,从而增大超声波在岩层中的传播距离。根据声波的折射规律 ,设计了一种用于井下采油的分段双曲线柱面声透镜 ,并推导出了超声波在岩层中的传播距离及相位差 ,分析了声透镜尺寸及材料中的声速、原油及岩层中的声速对其传播距离的影响。根据油井的口径、原油及岩层中的声速 ,当声透镜选用恰当的材料及尺寸时 ,声透镜能将超声波的传播距离增大到几十厘米     

采油超声换能器辐射阻抗研究

根据超声波在媒质中的波动方程，在合理简化的基础上，推导出了超声波在井液及岩层中的波函数、声压、质点振动速度，求出了超声换能器的辐射阻抗。讨论了超声换能器半径、油井半径、井液和岩层的声速及密度对超声换能器辐射阻抗的影响。得出：超声换能器在不同油井中使用时，由于油井中井液及岩层参数的不同，可导致超声换能器辐射阻抗的变化，影响超声波在岩层中的作用范围。     

混合材水泥浆组分与强度性能对水泥石声速特征的影响研究

固井质量评价主要依赖于水泥胶结测井结果，而声波水泥胶结测井结果受被测介质（套管-水泥、水泥-地层）的影响。文章利用超声波测试手段，以水泥环为主要研究对象，探索了高、中、低3种密度混合材水泥石的声速特征，定性地分析了固井水泥配方设计（组分、强度性能）对水泥石声学特性的影响。实验表明：在正常密度水泥石实验中一般声速反应较规则，基本与强度正相关；不同类型外加剂控制水泥石工程特性的不同，凝固后形成水泥石的内部均匀、密实及晶相连续性特征不同，声速反应也不同。因此，利用声波水泥胶结测井结果进行固井质量评价时，不能忽视混合材水泥浆设计（组分、强度性能）对测井结果的影响。     

倾斜盐岩层段井眼蠕变缩径分析

文章用盐岩蠕变的非线性有限元法建立了具有倾斜盐岩夹层的地层有限元模型。研究了新疆某油气田钻遇的盐岩层段钻井液密度、地层倾角与井眼蠕变缩径的关系。研究表明，增大钻井液密度，可有效地减缓蠕变缩径。地层倾角对井眼蠕变缩径的影响较复杂，对于上覆岩层压力大于水平应力的情况下，井眼初始蠕变量随地层倾角增大而增大。地层倾角对井眼后期蠕变（稳态蠕变）缩径的影响不仅与倾角大小有关，还与蠕变应力差有关。当蠕变应力差较小时，即钻井液密度较大时，蠕变速率随地层倾角增大而减小。当蠕变应力差较大时，对于该井蠕变岩层段，地层倾角小于15°时，蠕变速率随地层倾角增大而增大，地层倾角大于15°时，蠕变速率随地层倾角增大而减小。该研究结果为盐岩段井眼稳定性分析和提供合理的钻井液密度具有指导意义。     

声波变密度测井中地层波幅度的讨论

处理声波变密度井资料时，通常将地层波的幅度作为判别第Ⅱ界面胶结状况的标准。从几何声学观点出发，讨论地层信号从地层传播到井中接收器的过程中与各层传声介质的关系。讨论结果表明，井内记录到的地层波与下殒因素有关；井内流体的声速及密度套管及水泥环的厚度、声速和密度；地层声学特性。     

地震传播的透射损失补偿方法及正演模拟分析

为消除波通过一组反射界面时，由于上覆地层的透射损失对振幅的影响，根据广义O’DohertyAnstey公式，探索了一种利用声波曲线求取透射系数的方法，补偿上覆地层对主要目的层的地震反射振幅的影响，补偿后不仅主要目的层的反射能量增强，而且层间弱信息丰富，使目的反射层的振幅得到恢复。模型试算结果表明，随着地层品质因子Q的减小，透射系数曲线变陡；当地层吸收一定时，随着深度（时间）的增加，透射损失增大。     

深探井钻井液密度与类型的合理选择

怎样选准深探井钻井液密度和类型是个关键问题，当井下遇到高压盐水层、盐岩层、井壁不稳定层等复杂情况时，能否及时认识、判断和正确处理，选准钻井液密度，对安全钻井，快速钻井影响很大。深探井钻井液密度选准了，还要选准钻井液类型，使钻井液类型与油气层配伍，才能减少对油气层损害。     

膨胀水泥环空界面径向应力理论解及实验验证

为了确定固井水泥凝固过程中套管和水泥环初始载荷状态,综合考虑水泥凝固过程中体积膨胀和材料参数的变化规律,推导出水泥凝固过程中环空界面的径向应力理论解。在理论解推导过程中,将水泥环的凝固过程分为多个时间步长,在每一个时间步长中,先计算水泥环无载荷状态下的原始半径,然后依据套管、膨胀后的水泥环和地层3者的协调变形条件,计算出变形后的径向应力,并将其和变形后的半径值一起作为下一步计算的初始数据。通过室内实验测量了套管和地层在水泥凝固过程中的环向应变,实验结果证明了理论解的正确性。计算和实验结果表明,水泥环在凝固过程中,内外两个界面的径向应力均为压应力,其绝对值随着井壁岩层弹性模量的增加而增加。水泥环的弹性模量越大,其凝固过程中对井壁产生的径向压应力越大,而对套管外壁产生的径向压应力反而越小。故对不同弹性模量的地层应采用适宜弹性模量的水泥固井,以达到使系统载荷均衡的目的。     

Phase behavior and physical properties of petroleum reservoir fluids from acoustic measurements

An ultrasonic apparatus for measurements of the speed of sound in liquids and compressed gases has been constructed. The instrument has been tested in measurements on both water and a bottom-hole live reservoir crude oil sample. The speed of sound in the oil sample was measured at three temperatures between 335 and 402 K at pressures up to 70 MPa. Measurements made along an isotherm, starting in the single-phase region and proceeding with decreasing pressure, were shown to lead to a precise determination of the bubble point of the fluid. The prospects for obtaining the fluid density from sound speed measurements are discussed. We also describe the possibility of determining the oil viscosity from measurements of the sound absorption made with the same ultrasonic cell.     

开窗侧钻井小井眼小间隙固井技术

油层套管开窗侧钻是老油田盘活报废井、提高采收率的重要手段。然而侧钻井固井时由于环空间隙小,固井过程中水泥浆上返摩阻大,环空当量密度大大增加,经常压漏地层,导致水泥浆漏失低返;另外受井眼尺寸的限制,套管居中度差,水泥浆易窜槽,其固井质量严重制约了侧钻井技术的应用前景。从水泥浆密度和性能上考虑,研制了低密度低摩阻水泥浆,通过降低水泥浆密度来减小固井时的液柱压力,同时配套采用综合技术措施,在现场多口井进行应用,固井质量显著提高。探索出一套适合华北油田特点的提高侧钻井固井质量技术,实践证明该技术是切实可行的。     

层理性页岩地层超声波透射实验

层理发育的硬脆性页岩的声波响应特征是页岩气开发过程中测井资料应用的基础,为获得对层理性页岩储层超声波传播特性的认识,选取渝东南地区下志留统龙马溪组野外露头岩块,通过波速初步筛选出横向各向同性的大岩样,在此基础上钻取不同层理方向的小岩柱,进行室内多频率超声波透射实验,以获取不同层理下的声波传播规律。实验结果表明：①实验用岩样以黑色、灰黑色及深灰色页岩、粉砂质泥岩为主,孔隙度变化范围为1.5%~2.5%,大部分岩样的渗透率小于1 mD;②在0°~90°范围内,随层理倾角的增加,波速减小趋势明显,衰减系数增加;③波速与孔隙度呈现较好的负相关性,随孔隙度增加,衰减系数增加且增加程度随层理倾角变大而加剧;④波速与频率呈对数增加的趋势,频散现象明显,衰减系数随频率增加而增大。所得到的页岩层理与声波属性相关性的实验结果,可为页岩气开发过程中建立准确的地层岩石强度剖面及井壁稳定分析提供实验依据。     

考虑地应力影响下的射孔初始方位角的确定

根据射孔井段第一个射孔与射孔井段地应力主方向之间的位置关系定义了射孔初始方位角,从射孔孔深受地层强度和密度影响的角度出发,按最大穿透深度假设,根据射孔井段井壁应力分布情况,定量地分析了地应力方向、射孔数、射孔相位对射孔穿深的综合影响,定义了最佳应力系数和最差应力系数。并结合实际情况给出了计算方法和算例。     

Biot系数和岩石弹性模量的实验研究

对济阳坳陷古近系地层87块砂岩样品进行了模拟地层条件(温度、压力)的实验测试,结合岩心薄片分析资料,分析研究了有效压力、岩性对Biot系数和弹性模量的影响.结果表明,Biot系数随着有效压力和钙胶结物增加而减小,随着孔隙度增加而增大;体积模量随着有效压力增加而增大;建立了Biot系数模型和岩石弹性模量与孔隙度关系模型;利用该模型确定的岩石弹性模量或速度上限更接近实验测量数据,可为油田开发提供更合理的岩性模型参数.