导读

声学在石油测井和地球物理勘探中应用的研究新进展以机-电类比的方法建立了声源换能器和接收换能器的机-电等效电路,建立了电驱动信号与声源辐射的声信号以及声信号与被接收换能器转换成的电信号之间的关系,以电驱动信号与声源换能器的电-声冲击响应取代以往声波测井正演研究中所采用的假设声源函数:将声波测井过程类     

产生声波测井中几种特殊声源信号的方法

声源辐射的声信号特性对声波测井的效果有着很重要的影响，利用谐振辐射阻抗和辐射质量的概念，以及薄球壳压电换能器的等效电路，给出了换能器的电－声传输函数，换能器可以类比为是一个电一声滤波器，由于换能器辐射的声信号受到电压驱动信号和换能器自身特性的影响，文中提出了一种方法，在换能器物理特性和几何尺寸不能变化的情况下，通过选择合适的驱动电压信号，可以使换能器在测井过程中辐射出满足特殊需要的声波信号。     

声波测井信号传输系统的模拟和计算

文章把声波测井过程看作一个信号传输系统，并建立了它的测井信号的传输网络模型，利用信号和信息传输的观点和概念分析了声波测井的整个过程，清楚地给出了驱动电压信号、声源的电-声转换、传媒介质（井眼流体和井眼周围地层）的声学特性、井眼中的压力响应、接收器的声-电转换和测量到的测井信号之间的关系。和早期的声波测井研究的理论模型相比较，这种声波测井传输网络模型更接近声波测井的实际情况。这种声波测井传输网络模型为论证阵列声源测井仪（由一个阵列声源和一个单接收器组成）和阵列接收器测井仪（由一个单声源和一个阵列接收器组成）之间的互易性和建立新的乘法阵列声波测井仪的物理模型提供了理论基础。     

声波测井中几个重要问题的探讨

声波测井传输网络考虑了声源与接收器的电-声、声-电传输特性对测井信号的影响,使得测井信号能够更准确地反演所测量的地层。利用阵列测井仪可大大提高测井声信号的首波幅度,利用特殊的数字信号处理算法可将淹没在强噪声背景中的弱测井信号的首波信号提取出来。在提高首波幅度的同时,进一步考虑了实际声波测井仪中使用的薄圆管压换能器的指向性对测井信号的影响,提出了优化设计薄圆管压换能器的方法。     

阵列声波测井传输网络指向性及互易性分析

在声波测井中声束导向的效率除受换能器的几何参数及阵列声波发射单元的激励延迟时间或阵列接收器接收的各道声波信号偏移时间的影响外 ,还受换能器的形状和尺寸的影响。一般声波测井仪是由一维阵列声源和单接收器或由单声源和一维阵列接收器组成。换能器为薄圆管形压电换能器。采用相应的声波测井传输网络理论和指向性权系数的概念 ,计算了换能器的形状及大小对声束导向信号所造成的影响 ,并论证了声波测井仪中阵列声源和阵列接收器的互易性。通过调整声束导向参数和阵列接收器接收到的声波信号的时间偏移量 ,可使得接收首波幅度 (阵列声源 )和叠加波首波幅度 (阵列接收器 )最大。此外 ,运用数值模拟和实验对文中提出的最佳设计方案进行了验证     

阵列声波测井传输网络指向性及互易性分析

在声波测井中声束导向的效率除受换能器的几何参数及阵列声波发射单元的激励延迟时间或阵列接收器接收的各道声波信号偏移时间的影响外,还受换能器的形状和尺寸的影响。一般声波测井仪是由一维阵列声源和单接收器或由单声源和一继阵列接收器组成。换能器为薄圆管形压电换能器。采用相应的声波测井传输网络理论和指向性权系数的概念,计算了换能器的形状及大小对声束导向信号所造成的影响,并论证了声波测井仪中阵列声源和阵列接收器的互易性。通过调整声束导向参数和阵列接收器接收到的声波信号的时间偏移量,可使得接收首波幅度（阵列声源）和叠加波首波幅度（阵列接收器）最大。此外,运用数值模拟和实验对文中提出的最佳设计方案进行了验证。     

随钻声波测井隔声体性能评价实验研究

隔声体是随钻声波测井的关键部件,既要保证有足够强度以满足钻井的需要,又要有效地衰减钻铤直达波的干扰,以便测到准确的地层信号.提出了一种用随钻声波测井单极子换能器测量隔声体声衰减性能的实验方法.采用发射和接收换能器均放在隔声体两端的补偿声衰减测量方案.通过推挽式功率放大器强迫驱动发射换能器产生不同主频的声波信号沿隔声体传...     

声波测井网络理论Ⅰ:声源信号的产生方法和数值模拟

利用薄球壳压电换能器的等效电路可以解析地确定在薄球壳压电换能器被电激励信号激发过程中， 周围耦合介质对它的作用力和它的瞬态响应，给出了用驱动电压信号激励换能器使其辐射出马鞍组特殊测井需要的声源信号，由于薄球壳换能器在所有的方向上均匀地向外辐射声波信号，因此在声波测井的正演研究和数值模拟中，可以把它等效为一个点源。     

随钻四极子声波测井仪的设计及试验

针对随钻单极子声波测井仪器无法随钻测量软地层横波速度的问题,设计了一种随钻四极子声波测井仪。该测井仪由Drilog?随钻测井系统、接收电路、扶正器、接收声系、隔声体、发射声系及发射电路组成。详细介绍了随钻四极子声波测井仪关键部件发射换能器、隔声体和接收声系的设计实现方法,并通过试验和模拟方法验证了这些关键部件的功能。该测井仪在新疆轮台KS3-B1Sa井进行了试验,测得了高质量单极子全波及四极子横波信号,且硬地层单极子全波中的横波时差与四极子横波时差吻合。现场试验表明,随钻四极子声波测井仪的功能达到了设计要求,可以随钻测量地层的横波速度,为准确评价地层提供测井数据。      

声测井压电接收换能器研究进展

接收换能器是声波测井仪器的核心部件之一,其性能的好坏直接影响着声波测井数据的准确性,从而影响测井的可靠性。性能较好的接收换能器需要具备较高的灵敏度和较宽的频带。因此,本文综述了声测井压电接收换能器的研究背景、典型结构、优缺点、发展现状等,为进一步优化接收换能器的性能,实现接收换能器在测井领域的广泛应用提供了良好的科学依据。     

基于测井资料的TIV地层水平地应力计算方法

低孔低渗地层常具有TIV各向异性特征,准确计算水平地应力对该类储层的射孔和压裂设计至关重要。为了更加准确地计算TIV地层的水平地应力,针对该类地层的低压特征,优选Bowers法求取地层孔隙压力,然后利用阵列声波测井资料求取TIV地层的岩石力学参数（垂直与水平方向上的杨氏弹性模量和泊松比）;同时考虑层理面产状对水平地应力的影响,改进了传统的Sn模型,建立了TIV地层水平地应力新计算模型。用新模型计算了鄂尔多斯盆地合水地区长6、长7和长8段TIV地层的水平地应力,计算结果与实测最大、最小水平地应力的最大相对误差分别为8.70%和7.86%,低于Sn模型的相对误差。研究结果表明,新模型计算的水平地应力更符合实际地应力纵横向分布的变化规律,可为致密油储层的水力压裂设计提供更可靠的参考依据。      

利用岩石声发射Kaiser效应求取地应力

在油气勘探开发中地应力是重要的基础数据,测量地应力的方法较多,利用岩石声发射Kaiser效应求取地应力是其中的方法之一。该方法具有简单、直观等优越性。针对准噶尔盆地勘探开发中存在的问题进行研究,首先介绍了利用岩石声发射Kaiser效应测试地应力的基本原理及实验方法,根据弹性力学理论给出了岩石测点处地应力方程;然后应用该方法求取了准噶尔盆地中部区块2口井的地应力大小,并与测井资料处理结果进行了对比,处理结果较为一致。说明利用声发射Kaiser效应确定地应力是一项准确可靠的室内测试方法,分析结果也为该区块的钻井工程设计与施工提供了基础数据。     

Time-sensitivity of the Kaiser effect of acoustic emission in limestone and its application to measurements of in-situ stress

Measuring in-situ stress by using the Kaiser effect in rocks has such advantages as timeefficiency, low cost and little limitation, but the precision of the method is dependent on rock properties and delay time of the measurement. In this paper, experiments on the Kaiser effect in limestones were performed, and it was found that the limestones had good ability to retain a memory of their recent stress history and high time-sensitivity. The longer the experiment was delayed from the extraction of the stone, the larger the Felicity ratio was. As the Felicity ratio approached l, significant Kaiser effect was observed. In-situ stress should be determined by the limestone measurements when the delay time was 40-120 days. Finally, the in-situ stress in a limestone formation could be successfully measured in practice.     

大民屯凹陷高凝油区块气测特性研究

在气测录井方面,高凝油与稀油、稠油具有不同的特征.通过对高凝油区块不同气测显示特征的研究,总结出不同储集层特性规律,建立了不同气测解释模式.研究表明,这些模式的初步建立,为今后气测录井在高凝油区块的进一步应用提供了参考依据.同时,在解释方面得出的认识,为完善气测解释打下了良好的基础.     

基于流变模型的地应力剖面预测——以贵州黔北地区安页1井为例

地应力是非常规油气勘探开发中"甜点"评价、水平井部署和压裂设计的重要基础参数。目前国内外主要将基于弹性模型的常规储层地应力评价技术应用于泥页岩储层,未考虑流变特性对泥页岩储层地应力分布规律的影响,导致泥页岩储层地应力评价结果误差较大。为了提高地应力参数评价计算的准确性,提出了一种基于流变模型的地应力评价新方法(以下简称新方法),利用偶极声波测井数据获取的岩石力学参数,参考相关试验结果确定岩石流变参数随深度变化的规律,结合盆地埋藏史和地壳应变率,建立了贵州黔北地区安页1井地应力剖面。新方法评价得到的地应力值与小型压裂实测和应力多边形法确定的地应力值的对比分析结果表明:新方法预测的安页1井地应力剖面与实测结果吻合较好,并且其地应力评价结果与伽马测井结果也具有较好的对应关系,即随着黏土矿物或有机质含量的升高,水平主应力差变小。结论认为,采用新方法得到的地应力评价结果更加符合于真实的地应力分布规律。     

利用测井资料进行生油岩评价——以王46井生油岩评价为例

介绍了生油岩的测井响应特征以及生油岩定性和定量评价方法。利用测井资料评价生油岩的依据是生油岩在不同测井曲线上的响应特征。采用自然伽马能谱测井定性识别生油岩，利用声波法和电阻率法定量计算生油岩参数，根据岩心分析的有机碳含量与铀、钍、钾的关系回归计算评价生油岩等多种方法，对王46井孔店组地层生油岩进行定性和定量评价，并结合岩心分析资料确定出王46井孔店组有机质的丰度、有机质成熟度和有机质类型等。最后依据岩心分析资料，对不同计算方法的计算结果进行误差对比分析，证明了利用测井资料对该井生油岩评价的可靠性。     

声波时差测井在岩石可钻性预测中的应用

岩石的可钻性是合理选择和设计钻头、优选钻进参数的重要依据。以实现利用声波测井资料预测岩石可钻性为研究目标,以大庆油田部分区块地质条件及大量室内实验为基础,分析了声波时差测井教据与岩石可钻性的关系,建立了岩石可钻性预测模型,提出了预测方法。建立了牙轮钻头可钻性与PDC钻头可钻性的相互关系模型。为实现特定区域油田的可钻性预测提供了技术和条件。     

利用常规测井资料识别火山岩裂缝的方法

裂缝在火山岩储层中即是油气渗流的主要通道又能成为油气储存的空间,但火山岩裂缝的识别一直是个难题。本文针对火山岩油气藏的特点,研究和分析了该地区火山岩的测井响应特征。利用声波测井、中子测井和密度测井等方法对火山岩储层的构造裂缝进行了识别,并建立逐步判别函数识别裂缝,取得了很好的效果。