阵列声波的纵横波时差提取方法研究

多极子阵列声波测井是继长源距声波测井之后的新一代全波列测井,其资料蕴含着丰富的地层(岩石)物理信息,在地质和工程应用中发挥着越来越大的作用。本文探讨了基于STC法的阵列声波测井资料的处理方法,并依此原理编制了处理程序,主要用以提取纵波、横波的时差数据。经实际应用检验,该程序处理精度高,与国外同类软件具有可比性。     

应用阵列声波长源距声波时差求取孔隙度参数

多口井的实测资料表明.不同源距的声波时差值是有差异的.展示了3、5、8 ft和12 ft源距的声波时差在砂泥岩、碳酸盐岩存在不同的差异情况,砂岩地层越致密,不同源距的声波仪器所测的声波时差差异越小,碳酸盐岩的时差差异比砂岩小,通过4种源距声波时差值处理的储层孔隙度与岩心孔隙度对比表明,应用阵列声波的长源距声波时差处理的孔隙度更接近地层的真实孔隙度.     

一种声波阵列发射探头的设计

本文论述了用地层的声波速度来自动控制阵列发射探头发射的声束偏转方向的基本原理.在测井过程中,这种阵列发射探头发射的波束能量分布能够始终处于最佳方向角,使接收的纵波首波信号大大增加,从而解决了由于源距长而造成的接收纵波首波信号过小的这一关键性问题.     

慢度-时间相关法与遗传算法结合提取阵列声波时差

基于遗传算法的全局寻优特点和慢度-时间相关法提取时差的原理,提出了慢度-时间相关法与遗传算法结合的阵列声波测井资料处理方法.详细阐述了慢度-时间相关法与遗传算法结合求取声波时差方法的实现过程与关键操作步骤.慢度-时间相关法与遗传算法结合可将慢度-时间相关法中反映波形相似程度的相关函数作为遗传算法的目标函数,应用遗传算法寻找其最大值,得到与最大目标函数值对应的首波到达时间和慢度值.该方法不受首波到达时间步长与慢度步长大小的影响,并且只需要做部分计算就可以获得给定的时差、首波到达时间范围内的全局最优解.用该方法处理了大庆油田地区2口交叉式多极子阵列声波测井资料,并将处理结果与商业化软件eXpress处理结果进行了对比,两者具有较好的一致性,满足现场解释精度要求.     

探讨声波时差的计算误差和计算速度

讨论测井资料处理中用线性插值方法和抛物线插值方法对不同波形的计算误差和计算速度影响。首先给出已知时差的一组人工阵列声波波形,然后针对时差计算中滞后时间取整数和实数个取样时间间隔的情形,分别对两种不同插值方法使用多道相关与根式叠加进行测试,比较其相对误差大小。研究发现线性插值方法更适用于4次根式相关,时差相对误差可小于2／1000;抛物线插值方法更适用于多道相关,计算经过线性压缩或放大的原始波形时差,相对误差可小于3／1000;它们都对幅度变化不敏感。对幅度变化不敏感这一点对于实际资料处理非常有利。在搜索区间确定在一个取样间隔的范围以后,采用对分法搜索,可以大大节省计算时间;并且提出在停止搜索的条件中,用“相关值不再增大”特别重要,这样有助于避免出错。相关值也不可能非常高,用计算相关值求时差这种方法的误差不能任意小。     

随井径与岩性变化的声波时差校正方法探讨

声波时差测量结果受井径扩径和岩性变化的双重影响。设计了一种砂泥岩剖面的变井径变岩性模型,分析了补偿声波测井产生的滑行波的传播路径和常规井径校正方法。采用设计的新模型,按照费尔马时间最小原理推导出了同时考虑井径变化和岩性变化的声波时差补偿计算公式。根据实际测井曲线读取测井值,用经典参数进行的实例计算得到了符合实际的声波时差补偿量。如果用实际测量的参数计算声波时差补偿量,其结果将会更加接近地层的真实声波时差。     

基于阵列声波测井波形二维谱分布的纵、横波时差处理方法

用Matrix方法可以从阵列声波测井波形中得到其二维谱分布.利用这些分布曲线可以得到地层的纵、横波以及Stoneley波时差,研究孔隙结构和孔隙流体特征.参考STC处理思路,主要讨论用二维谱分布求地层的纵、横波和Stoneley波时差的方法:群速度法和相速度法.给出类似于STC方法的图件,但其灰度不是相关系数,宽度表示时差的频散.在得到地层纵、横波时差的同时,对测量波形或地层纵、横波时差的频散特征有一定的显示,为认识孔隙及孔隙流体特征提供信息.用该方法处理单极子阵列声波测井波形,得到地层的纵波、横波以及Stoneley波的时差及其频散指示,处理偶极子声波测井波形,得到横波时差及频散分布.对比单极子和偶极子处理结果,两者得到的横波时差较接近.     

声波测井的探测深度及侵蚀作用对声波时差测量的影响

本文根据泥浆对岩层的侵蚀特点,从理论上导出了声波测井的探测深度计算公式及岩层受泥浆侵蚀后的声波时差误差与侵蚀带厚度的关系,详细阐述了岩层受泥浆侵蚀后对声波时差测量的影响情况;另外,还研究了侵蚀带厚度随时间的变化规律及求取侵蚀带厚度的方法。这些研究成果是基于侵蚀带速度径向(横向)变化较小的条件下实现的。文中给出了 BS 井三次声波测井资料的分析实例。对今后声波测井如何选择合适源距的测井仪器及对仪器的改进具有指导意义。     

声波时差常规计算方法对结果的影响

声波时差测井受到的影响因素比较多,除了一些客观因素外,声波时差的常规计算方法也会带来一些误差,这种误差带来的影响没有受到重视,在实际应用越来越多的高分辨率声波测井的影响更为明显。文章对由常规的声波计算方法产生的误差原因进行了分析探讨,并提出了一些减少误差的处理方法和建议。     

双孔隙结构对声波时差的影响及孔隙度的确定方法

在碳酸盐岩地层中，由于诸如溶蚀孔、晶簇孔等形状、大小和分布都不规则的次生孔隙的出现，使得由威利公式计算的基质孔隙度与地层的真实基质孔隙度不符。这种差异是由于威利公式只考虑了孔隙体积对声波传播的影响，忽略了孔隙几何形状等的影响而造成的。用描述声波传播属性的Kuster—Toksoz模型来表达双孔隙地层对声波响应的影响，并求解出基质孔隙度和次生孔隙度值。使用这种技术建立了用声波时差求解双孔隙度的迭代算法；用计算实例说明了该方法取得的良好效果。     

短时傅立叶变换在阵列声波信息提取中的应用

在阵列声波资料处理的过程中，一般都通过时域或频域方面来提取信息，没有将时域和频域组合成一个域，从而不能更好的服务于实际。采用短时傅立叶变换则能够将时域与频域联系起来，从．而能够结合时域与频域的优势在阵列声波信息提取中得到更好的效果。本文研究了短时傅立叶变换方法原理，并对实际应用进行了分析。结果表明，短时傅立叶变换在阵列声波信息提取中是可靠的。     

利用声波时差资料研究岩石扩散系数的方法

在深入研究影响岩石扩散系数因素的基础上,本语文从和实测数据中确定出岩石扩散系数与其孔隙率之间的相关关系。并通过孔隙率与声波时差之间的相关关系,建立了岩石扩散系数与声波时差之间的函数关系。根据上述关系利用声波时差资料研究了塔里木盆地塔中地区石炭系泥岩扩散系数,其结果表明,该方法不仅可以获取大量的同放散系数值,而且可以把岩石扩散系数的研究扩展一同上。对于准确评价泥岩阻扩散相天然气能力和估算天然气扩散都     

基于声波时差数据波动性识别异常压实地层的方法

受地层岩性等因素影响,声波时差数据会出现波动,从而影响利用声波时差识别异常压实地层的精度。为此,依据正常压实泥岩段地层声波时差与井深的关系,采用了密度聚类法剔除无效数据点,并应用小波理论及概率分析方法分析了正常压实地层声波时差数据的波动性。研究发现:密度聚类法能有效去除异常数据点,对于正常压实地层声波时差数据波动性的描述,一次小波分解即可满足要求;分布拟合检验表明,声波时差数据的波动性符合tLocation-Scale概率分布;通过构建异常压实地层的概率计算公式,可定量识别异常压实地层。计算结果表明,通过计算声波时差波动概率能定量识别异常压实地层,提高识别异常压实地层的精度,避免分析的盲目性、随意性。对于其他基于泥页岩正常压实曲线的常规测井资料,均可采用该方法进行分析。      

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。     

声波时差井径校正门限

井径的扩径程度决定了声波时差扩径校正的策略.首次提出声波时差井径校正第一门限和第二门限的概念,并给出了门限计算公式.阐述了井径扩径程度不同时的井径校正原则,并给出了相应的校正公式.对砂泥岩剖面中泥岩扩径段的计算结果表明,井径扩径大于第一门限且小于第二门限时有一定的声波时差校正量,当井径扩径大于第二门限时可用区域统计法或其他方法进行井径扩径校正.对于一个探区,如果利用探区关键井测井资料计算砂泥岩的声波时差井径校正门限,再用某井实际测量的泥浆声波参数计算该井的声波时差补偿量会更符合实际.     

探讨声波时差的计算误差和计算速度

讨论测井资料处理中用线性插值方法和抛物线插值方法对不同波形的计算误差和计算速度影响。首先给出已知时差的一组人工阵列声波波形 ,然后针对时差计算中滞后时间取整数个和实数个取样时间间隔的情形 ,分别对两种不同插值方法使用多道相关与根式叠加进行测试 ,比较其相对误差大小。研究发现线性插值方法更适用于 4次根式相关 ,时差相对误差可小于 2 / 10 0 0 ;抛物线插值方法更适用于多道相关 ,计算经过线性压缩或放大的原始波形时差 ,相对误差可小于 3/ 10 0 0 ;它们都对幅度变化不敏感。对幅度变化不敏感这一点对于实际资料处理非常有利。在搜索区间确定在一个取样间隔的范围以后 ,采用对分法搜索 ,可以大大节省计算时间 ;并且提出在停止搜索的条件中 ,用“相关值不再增大”特别重要 ,这样有助于避免出错。相关值也不可能非常高 ,用计算相关值求时差这种方法的误差不能任意小     

利用声波时差资料研究泥岩盖层封闭能力的方法

目前，盖层封闭性研究由于受井点数，取心和实验经费等因素的限制，只能用有限个实验数据来研究装置层的封闭能力，使盖层评价的准确性受到影响。本文为了获取更多的盖层封闭性信息，在分析盖层毛细管和压力封闭机理及方要影响因素的基础上，通过声波时差与泥岩排替压力，声波时差与泥岩异常孔隙流体之间的函数关系的确定，讨论了利用声波时差研究泥岩盖层毛细管封闭能力在剖面上和和平面上的变化特征，以及压力封闭能力和其形成时期     

页岩水平井声波时差各向异性校正方法及其应用

声波时差是储层物性和地应力评价的关键参数,在地层可压裂性评价中具有重要作用.当前页岩储层以水平井开发为主,由于页理发育,水平井中的声波时差测量值与直井中的值存在较大差异,影响了储层评价的精度.基于时域有限差分算法,构建了大斜度井/水平井的声波时差模拟算法,系统模拟了不同相对井斜角和不同声波各向异性系数条件下的声波时差测...     

泥质砂岩储集层岩心分析孔隙度与声波时差关系探讨

本文针对利用岩心分析孔隙度与声波时差建立经验关系时存在的问题,提出了改进方法。本文建议的方法,减少了由于岩心分析方法所造成的孔隙度误差,具有一定的实用价值。