新一代交叉偶有声波测井仪：设计和实例

随着深水区勘探开发继续增长和随钻测井地层评价不断发展，同时由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井。一种用于钻杆传送环境的新型单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来，它具有稳固的机械设计，可以使这种声波仪器不仅仅只有用于仪器串的底部，占杆传送浊井或电缆传送测井时，NMR和泵入地层测试器可以放大测井仪器串的声波仪器的下部，该仪器用一套系统方法设计，其多数功能可地面调节。,例如，每一深度的交叉偶极子声源弯曲条的脉冲形状，周期，幅度和频率均可调。同样，单极子输出信号幅度也可选择，通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1,800ft/hr(30ft/min)。不同地层的实例证实了这种仪器在获取单极P波数据，单极折射横波数据，交叉偶极弯曲波时差和地层各向异性特征方面的能力，实例中包括下面几种代表性地层：孔隙度接近零的碳酸盐岩地层，其折射横波时和弯曲波时差小于100μs/ft；孔隙可塑的墨西哥湾砂岩和泥岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft；天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井成像资料证实。     

新一代交叉偶极声波测井仪：设计和实例

随着深水勘探开发不断增长和随钻测井地层评价不断发展，同时由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井，一种用于钻杆传送环境的新单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来，它具有稳固的机械设计，可以使这种声波仪器不仅仅用于仪器串的底部，进行钻杆传送测井或电缆传送测井时，NMR和泵入式地层测仪可以放在本仪器的下部。该仪器用系统方法进行设计，其多数功能可地面调节，使如，每一深度的交叉偶极弯曲条声源的脉冲形状、周期，幅度和频率均可调。同样单极子输出信号幅度也可以地面选择。对每个深度采样点的96条波形数据进行数字化时，采样点数据采样间隔和波形压缩均可选择，通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1800ft/h(30ft/min）。各种地导的事例证实这种仪器在获取单极P波数据、单极折射横波数据、交叉偶极弯曲波慢度和地层各向异性特征方面的能力，实例中包括了下面几种代表性地层：孔隙度接近零的碳酸岩盐地层，其折射横波时差和弯曲波时差小于100μs/ft。 孔隙可塑的墨西哥湾砂岩和页岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft。天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井成像资料证实。     

哈里伯顿新一代交叉偶极声波测井仪及其应用

介绍哈里伯顿公司开发的新一代交叉偶极声波测井仪(WaveSonic).较详细描述了该仪器的特点、仪器工作模式、测井数据采集方法及数据处理;给出了该仪器在井眼稳定性分析、渗透性分析和各向异性分析等方面在国内的应用实例.     

LFD低频偶极声波测井仪

LFD是由偶极和单极声波组合，在井下进行数字化，可同时测量。在1.5KHz的低频下，偶极传感器产生的弯曲波速度与横波速度相同。LFD仪可以测量所有地层的纵波速度、横波速度和斯通利波速度，可以计算出岩石的力学参数，拓宽了声波信息的应用范围。用来计算地层孔隙度，判断岩性，用于地震资料处理，提高人工压裂的设计，计算出砂和地层强度，用于钻井和采油工程，可在套管井中测量地层孔隙度。LFD是成象测井系列中一种，它可以提供测开曲线、计算曲线和图象，使声波测昔技术又进了一步。     

用交叉偶极声波测井测量地层的各向异性

近年来,交叉偶极测井技术上的新发展,使勘探和开发碳氢化合物储集层出现了若干重要应用,交叉偶极声波测井仪已用于测量井眼周围地层不同方位的横波差异,造成这种不同方位的横波差异的原因可以是：（1）与井眼平行或井眼相交的裂缝;（2）非平衡状态的应力;（3）偏离井眼的沉积夹层。因此用交叉偶极测井探测各向异性,能使我们知道地层的这些重要的特性,本文通过实例概述了交叉偶极测井,并结合具体应用说明数据解释,这些应用覆盖了三个方面：（1）描述裸眼井和套管井地层裂缝;（2）评价套管外液压裂缝;（3）确定地层应力与方位。     

在ELDFISK油田利用交叉偶极声波测井进行水平应力定向分析

水平应力定向分析在地层评估及油藏开发中是非常有用的技术，如果地层是水驱地层或自然压裂的，并且应力决定了渗透性的方向进而决定原油的方向时，这种技术就更显示出其重要性。目前可以确定应力的标准方法有以下几种：利用成象测井评估井筒坍塌；对整个岩心做弹性应力恢复实验；以及利用倾斜仪监测地面位移等。而现在，利用偶极声波测井评估水平应力方向的方法，日益成为不可缺少的技术。     

正交偶极阵列声波测井技术及应用

正交偶极阵列声波测井通过完善单极、偶极双激发方式，达到了信号强、衰减小的目标，通过偶极发射器的同深度排列提高了测井数据在各向异性分析方面的应用效果。介绍了在软、硬地层中为产生较强剪切波声信号在激发频率方面的差异，根据地层的物理特性选择最佳的偶极发射频率，可以得到最好的挠曲波激励和传播。详细描述了正交偶极阵列声波测井技术的特点；介绍了该技术资料采集的方式及针对不同特性地层的参数选择原则。介绍了正交偶极阵列声波测井技术所取得的处理解释结果及其在地层各向异性分析等地质方面的应用。     

交叉偶极声波测井资料在地层各向异性检测中的应用

交叉偶极声波测井仪器特殊的发射接收结构使其能够实现各向异性测量。文章在介绍各向异性检测原理基础上将偶极声波测井资料用于地层各向异性检测中。通过对资料的进一步处理并借助其它测井资料,可以区分层理等引起的固有各向异性和应力诱导的各向异性,从而实现井周异常应力的定性判断。     

新一代交叉偶极声波仪器的横波各向异性的应用

新一代交叉偶极声波仪器WaveSonic采集的数据，可以被用来计算横波的各向异性。这种新仪器采用了系统设计，其发射脉冲的形状、中心频率、幅度和持续时间等仪器功能都可以由地面程序控制；此外，仪器设计得非常坚固，在井眼条件许可时可用转杆传送；它也可以与其他测井仪器组合，由于它是“双接头”的，可以放在测井仪器串的任何位置。横波数据是从互相垂直的X—Y方向上得到的，并且由导航程序确定其方向。导航程序使用的数据是从与仪器一起测井的4臂或6臂井径仪得到的。根据这些测量结果，就可以确定横波时差的各向异性，以及快横波时差的方向。把这些数据输入到一个模型中，可计算出最大和最小主应力及其方向。主应力的信息对优化完井和改善油井增产措施是有帮助的。在希望知道自然裂缝信息的场合，交叉偶极声波数据可以被用以探测和确定这些裂缝的方向。     

用多分量感应和交叉偶极声波测井共同识别钻井诱导裂缝

钻井诱导裂缝的解释提供了有关地层应力情况的重要信息，地层应力是了解井壁稳定性、完井决策、井设计的重要因素。本文中，我们把多分量感应(3DEX)和交叉偶极声波测井(XMAC)组合起来解释钻井诱导裂缝。这样的综合解释提供的信息是任何仪器分开单独提供不了的。首先，电阻率测井和声波测井对裂缝和地层应力的响应不同，声波测井对地层应力和裂缝都有响应，但是感应测井仅仅对裂缝有响应。使用电阻率测井有助于识别裂缝的存在；其次，交叉偶极测井和感应测井有不同探测深度，根据传感器间距和所用频率，3DEX探测深度通常比交叉偶极XMAC要深。这就使我们可以更好地确定钻井诱导裂缝；第三，交叉偶极声波可以提供裂缝方位的精确信息，虽然3DEX测井也有这种能力，但必须得到所有的磁场分量。裂缝方位信息对估计裂缝长度是必须的。我们用墨西哥湾深水区的数据来说明上述把3DEX和XMAC组合起来解释钻井诱导裂缝的优点。     

偶极声波仪在青海油田应用中出现的问题分析

传统的单极声波测井仪只能测量地层的纵波波速,且有其自身的缺点。对于硬地层来说,可以通过对长源距声波全波测井资料的分析、处理,获得纵、横波波速,但在软地层中无法获得横波速度。通过偶极声波测量技术可以测量地层的横波,进而计算岩层弹性及非弹性参数、地应力参数、孔隙度、渗透率等,使声波测井曲线提供的有用信息量骤增。文章从电路入手,分析了在青海油田偶极声波仪在应用中出现的问题,总结了解决方法。     

ThruBit偶极声波测井资料处理方法及应用

ThruBit偶极声波测井仪器是斯伦贝谢公司ThruBit过钻头测井系统新型的声波测井仪器,能同时采集全波及交叉偶极横波信息,在复杂井眼条件下能获取优质的地层弹性波信息。结合ThruBit偶极声波测井仪器结构及数据特点,研究基于该仪器的全波慢度提取、全波能量提取以及各向异性反演的处理方法,利用该方法在四川盆地页岩地层处理了30余口井的偶极声波测井资料。通过自主开发的软件模块有效解决了利用ThruBit偶极声波测井仪器资料处理及页岩气储层评价问题,为页岩气的勘探开发提供了有力支撑。     

三叠片型偶极声波测井换能器的有限元设计

三叠片型偶极声波测井换能器可以用来测量快速地层和慢速地层的横波速度.基于有限元方法,对三叠片型偶极发射声波换能器进行结构仿真与设计.系统探讨了换能器尺寸和结构各参量的改动对换能器频率特性和辐射特性的影响.当压电陶瓷片的厚度增加、金属基片的厚度增加,或者压电陶瓷片的长度增加时,换能器的谐振频率升高;当金属基片的长度增加时,换能器的谐振频率降低.换能器的声辐射效率随压电陶瓷片或者金属基片长度的增加而增加,随它们厚度的增加而降低.     

交叉偶极阵列声波测井在海拉尔油田的应用

本文介绍了交叉偶极阵列声波测井技术的原理及其特点,研究了测井资料处理及解释方法,并将研究成果应用到海拉尔油田的油气储层评价中,提高了该地区的测井解释符合率,解决了有效裂缝和CO2气体识别等疑难问题,为海拉尔油田勘探开发提供了重要的参数.     

交叉偶极阵列声波发射声系测井仪的测试方案及应用

交叉偶极阵列声波测井仪是通过测量地层的声学传播特性来分析研究储层特征的一种测井方法.在进行单偶极探头检测,更换皮囊,焊接探头线与变压器线等一系列维修后,为验证其功能性,日常检查为地面系统连接通讯仪、接收声系、发射声系和发射控制电子线路测试,费时费力,工作强度大.分析并设计了一种方案进行测试,给出了各个部分的工作原理和测...     

用多元感应和交叉偶极声波测井描述钻井诱导裂缝

钻井诱导裂缝的解释结果提供了地层地应力的重要信息，这是识别井眼稳定性，确定完井方案和进行井的设计的一个关键因素。在这篇文章中，我们尝试着用多元交叉偶极声波测井（XMAC）结合多元感应（3DEX）测井综合解释钻井诱导裂缝。这种综合解释所提供的信息不是其中单独一种测井能够提供的，首先，电阻率测蝇和声波测井对裂缝和地层应力的响应不同，声波测井对地层应力和裂缝都有响应，但是感应测井只能对裂缝有响应。电阻率测井有助于分辨裂缝的存在与否，其次，交叉偶极声波和感应测井的探测深度不同，由于所使用的传感器间距和频率，3DX测井数据比交叉偶极声波测井数据的探测深度深，这使我们能够更好地确定钻井诱导缝的深度。第三，交叉偶极声波测井能够提供准确的裂缝方位，3DX测井要有此能力则要有所需的磁场分量。这种裂缝方位信息对于估计裂缝深度是必需的，我们用墨西哥湾的测井数据说明了3DEX结合XMAC测井解释钻井诱导缝（深度的方位）的优点。     

数值模拟驱动的过钻具偶极声波测井仪设计

过钻具偶极声波测井仪能够提供详细的岩石物理数据,评估地层各向异性和裂缝,确定最小应力方向,可满足非常规水平井对压裂设计和优化的市场需求。通过数值模拟计算不同材料、不同结构、不同尺寸、不同边界条件下单极换能器和偶极换能器的声学性能,得到了单极换能器和偶极换能器关键设计参数。通过模拟换能器骨架、油腔和透声窗之间相互耦合作用对能量辐射与频谱的影响,形成了单极换能器和偶极换能器设计方案。通过模拟分析整支仪器在声学压电效应电路的多物理场耦合测井响应,进行了换能器优化设计,完成了数值模拟驱动的仪器设计。研究对于过钻具偶极声波测井仪设计、研发及应用具有指导意义,为加快过钻具测井技术研发与推广提供了技术支持。     

交叉偶极声波资料在川中地区地层应力分析中的应用

分析了近几年交叉偶极阵列声波资料在川中地区所钻井的实际应用情况,利用交叉偶极声波测井资料计算出××2井长兴组的地层应力（地层闭合压力和地层破裂压力）和压裂缝高度,其结果可为试油设计与储层改造等提供有力的依据。在川中地区具有较好的应用效果。     

交叉偶极声波测井在渤海锦州南潜山裂缝性储层中的应用

美国阿特拉斯公司新一代交叉偶极阵列声波测井仪(XMAC-Ⅱ)将一个单极阵列和一个偶极阵列组合在一起,提供了测量地层纵波、横波和斯通利波信息的最好方法,在裂缝性地层的渗透率计算和地层各向异性分析方面具有独特的优势。本文重点阐述了利用纵横波时差、斯通利波时差,结合井径、密度和孔隙度曲线计算流体移动指数、斯通利波反射系数和地层各向异性参数,进而评价裂缝、估算地层渗透率,以及通过提取快慢横波信息分析地层各向异性,并分析现今最大水平主应力对裂缝系统有效性的影响,有利于寻找储层有利相带。阵列声波测井在渤海锦州南油田太古界潜山地层取得了较好的应用效果,为合理编制潜山油气藏的开发方案提供了可靠的基础资料。     

用于交叉偶极阵列声波测井的多通道波形数据采集及处理研究

设计了一种可工作于井下高温环境,用于阵列声波测井的高速高精度多通道同步数据采集系统,提出了声波测井对交叉偶极模拟信号的处理要求以及采集电路的构成和采集数据处理的方法.分析计算了采集系统的信噪比SNR.由数字信号处理器和复杂可编程逻辑器件组成采集控制处理器,采集参数和命令由数字信号处理器通过串行命令总线发送,可程控,具有较好的通用性.分析测试表明,各采集通道具有很好的一致性,动态范围可达65dB以上,完全能够满足对井下声波信息探测的要求.