由偶极子和斯通利波估算地层横波速度的频散波处理技术

本文提出了一种可从井中声全波估计横波速度的频散导波的处理技术。所用的声波波列数据可以是单极子源产生的斯通利波或偶极子源产生的挠性波。该方法中用一个给定的接收器记录的波列与第二个接收器的波列相比较，第二个接收器记录的波列是由测试地层中以地层横波速度传播的波到达给定接收器位置的波列组成。对特定的波模式(偶板子源或斯通利波)，数字传播过程用适当的频散关系模拟。两波列的相位差最小化过程可通过改变横波的速度来实现。使相位差最小的横波速度可作为最终的横波速度，此时两个波形可达到最佳相位匹配。该方法中波形的频散效应可通过横波理论自动解释，也可通过与相似分析方法结果的对比得到展示。用这种方法与多发射点方法相结合可以处理阵列声波数据。所估计的地层横波速度可达到一个接收器间距的分辨率(有代表性的为0．5ft)。这一结果已通过野外实例的演示得到，横波速度测井中提高分辩率的这种事实已为单接收器间距的密度测井曲线的高分辩特性所证实。野外实测的斯通利波的横波速度测井曲线和偶极声波波形数据对比表明，利用该方法可以从频散的声波波形得到高分辨率的地层横波速度。本文所介绍的新方法可以在声波波列确定地层横波特性方面得到广泛的应用。     

用两个不同源距的声波测井全波波形计算纵波和横波波速

讨论两个不同源距的声波测井全波波形的处理问题。用数值模型模拟SKC－B国产大数控声波全波列测井仪后，通过波形的二维谱发现：测井波形中，纵波具有频率选择性，但传播速度不随频率改变，其幅度比较小；横波及伪瑞利波是连在一起的，伪瑞利波的幅度比较大，速度随频率改变。从这睦结果可知：用实际测井波形计算纵波时差时，波形中的干扰对计算结果的影响比较大；用实际测井波形计算横波时差时，伪瑞利波对计算结果的影响比较大。根据实际测井波形的特点，研究了相应的纵波时差和横波时差的处理方法。计算纵波时差时，讨论了干扰的影响及其消除方法；计算横波的时差时，利用伪瑞利波群速度随着频率的降低，逐渐接近横波速度的特点，改进了直接相位法中横波的处理,并称其为相位法。     

基于软地层随钻多极子声源传播特性的数值研究

基于软地层测量横波的难题,数值考察了软地层随钻测井多极子波的频散特性及声全波波形,对比分析了电缆和随钻多极子声波测井.研究结果表明,随钻测井环境下,单极和偶极声源激发幅度很强的钻铤模式波严重干扰地层纵波或横波的测量;而四极子声源低频时只激发地层模式的四极子波,且截止频率附近以地层横波速度传播.因此,四极子声源最适合于随钻测井的地层横波速度测量.     

三维VSP多波速度分析方法及应用

针对三维VSP多波速度分析问题,研究并实现了三维VSP上行反射纵波及转换波的速度分析方法。该方法可求取接收点以下反射层的多波速度,填补了常规VSP速度分析方法中仅依靠下行波初至求取接收点以上地层速度的缺陷。该速度分析方法包含非零偏VSP多波时距曲线公式、纵波反射点计算、转换波转换点的迭代算法及在没有横波初至信息的情况下求取检波点处横波速度的方法。在此基础上,建立了三维VSP多波速度分析流程和步骤。应用于理论VSP多波资料及实际斜井三维VSP多波资料的处理,得到了与地面地震时间坐标一致的多波叠加速度模型、多波动校正道集及叠加剖面。处理结果证明了该方法的正确性和有效性。     

多波多分量地震资料速度扫描法转换波识别技术

多波多分量地震勘探得到的资料波场信息丰富,从中可以得到转换波信息.提出了一种速度扫描方法分离多波多分量资料中的纵波和转换波.该方法根据纵波速度及其自激自收时间,推导出相应的横波速度表达式;通过横波速度扫描,得到一系列转换波时距曲线;用得到的转换波时距曲线与多波地震数据作互相关匹配,相关程度最大时扫描横波速度最准确,也就得到了最佳的转换波波形,进而达到分离纵波和转换波的目的.利用该方法对数值模拟地震记录进行了转换波识别,取得了很好的波场分离效果.     

声波测井的探测深度问题Ⅱ

从波动声学的角度讨论声波测井的探测深度问题.通过改变井外固体层的厚度发现,随着层厚的减小,声波测井波形中以地层的纵波速度传播的声波的二维谱最先受到影响,其次是以地层的横波速度传播的声波和伪瑞利波开始受到影响,最后是沿井壁表面附近传播的Stoneley波的幅度和速度逐渐开始变化.当固体层的厚度接近于自由套管时,声波测井测量的模式波同样具有频率选择特征,在16 kHz以下有一个速度稳定(不随频率的改变而改变)的模式波,该模式波就是套管波,与平板状的声波波形的二维谱差别相当大.所以,在普通声波测井的频率范围内,自由套管井的测井响应不能够用展开的平板来讨论.     

横波速度计算方法与应用

利用地震资料研究储集体速度特征和地震响应时常需要横波速度资料,但由地震采集或测井获得的横波速度资料较少。本文利用常规测井及实验室岩石物理数据,基于Gassmann方程和Xu-White、Kuster-Toksz等岩石物理模型估算横波速度,并应用测井约束反演与叠前波形反演对估算的横波速度进行修正,最终得到符合实际地震波性质的横波速度计算方法。应用结果表明了该方法的可行性。     

斯通利波特性及其应用

本文从理论上分析斯通利波传播特性包括频散和椭园振动。提出斯通利波三个方面的应用,即鉴别岩性、在“慢速”地层中确定横波速度,判断裂缝带和估算水平裂缝渗透率。裸眼井内声波全波列理论分析从1952年开始,特别是在1980年以来国外不少学者作了不少工作。声波全波列波形测井在解决磁带记录、数字处理和横波信息提取等方法后已开始用于生产。但是到为止目前为止仅仅使用纵、横波的时差和幅度,对其它子波信息如斯通利波的速度和幅度还未应用。本文从理论上分析斯通利波的特性,介绍斯通利波信息提取方法,提出斯通利波信息的三个方面的应用。     

基于行波分离的三维弹性波矢量场点积互相关成像条件

针对传统三维弹性波逆时偏移方法存在横波合成不准确的难题,提出基于行波分离的矢量波场点积互相关成像条件。首先利用传统波场分离方法获得标量纵波和矢量横波;再对波场分离得到的标量纵波求取梯度获得矢量势纵波,对矢量横波求取旋度得到矢量势横波;然后求取弹性波场的坡印廷矢量并据此对矢量势纵横波进行分解,分别得到上、下、左、右、前、后行波;最后将炮点分解得到的上、下、左、右、前、后矢量纵、横波分别与接收点分解得到的下、上、右、左、后、前矢量纵、横波对应做点积互相关,得到炮点纵波接收点纵波偏移剖面、炮点纵波接收点转换横波偏移剖面、炮点转换横波接收点纵波偏移剖面和炮点转换横波接收点转换横波偏移剖面。该成像方法理论上可以消除逆时偏移产生的低频噪声,且无需对转换横波偏移剖面做极性校正;模型算例证明了算法的准确性和有效性。     

DPD法纵横波提取中的波谱与相邻一致频带的研究

从分析长源距声波全波列测井野外带记录的全波列波形的波谱入手,对DPD法纵横波提取中由相邻一致频带求取最佳窗移值的方法进行了研究,结果认为,当由相邻一致频带确定的窗移值与横波至点确定的窗移值相差不到一个横波周期时,该法具有很强的补偿能力,能求得较精确的横波时差;反之,则会出现一个或多个横波周期的误差.     

VTI介质三分量井间地震观测波场数值模拟

 文中采用波动方程交错网格有限差分数值方法模拟井间三分量地震观测到的各向异性介质中传播的波场。与只用两分量地震资料模拟相比,两分量X和Z分量剖面上只能观测到快纵波和慢纵波,观测不到Y方向偏振的快横波,也观测不到横波分裂现象,在三分量地震资料模拟中,可以在Y分量地震记录上观测到快横波和横波分裂。一般来说,在TI介质中横波速度各向异性要比纵波速度各向异性具有更明显的特征。通过对大庆油田S区野外实际观测到的井间三分量地震数据进行数值模拟,证实了快横波的存在,合理地解释了井间地震记录的各向异性介质中传播的波场,为纵、横波波场分离,纵横波速度分析、成像和纵横、波综合解释等提供了基本依据。     

随钻测井环境中横波速度测量：模型和现场评价

论文对随钻测井中，利用低频单极子，偶极子和四极子声源进行横波速度的测量进行了评价。理论分析表明，随钻测井中单极子和偶极子声源所发出的波中，包含着很强的沿钻铤滑行的仪器波。更进一步表明，随钻测井偶极子－弯曲波速度明显低于慢地层中的横波速度。因此，随着测井中偶极子波是不合适横波速度测量的，比较而言，四极子波有两个理由可说明其为最好的测量方式。首先，低频时可以消除仪器的四极子波干扰，其次，地层四极子波可以用来直接测量横波速度。一种测量横波的多极子随钻测井阵列声源仪器已经制造出来，并且已对不同的快，慢地层进行了几次现场测量。在2－10kHz的频率范围内，单极子声波数据中主要包括钻铤波和斯通利波，偶极子数据包含了钻铤波和地层弯曲波。四极子数据受钻铤波干扰最少，其主要由地层波四极子波组成。所测量的多极子波数据的特征和模型实验结果具有很好的一致性。分析和测量结果表明，四极子声波仪器最适合随钻测井中横波速度的测量。     

转换波延迟时静校正

为了克服传统转换波静校正方法应用效果不佳的缺点,本文介绍一种转换波延迟时静校正方法,此法根据转换波勘探时垂直分量记录的纵波近地表模型及水平分量记录的初至时与纵波分量的初至时之差,求取转换波延迟时,并根据转换波延迟时建立横波的近地表模型,从而求取接收点的横波静校正量。文中给出了转换波延迟时静校正量的计算公式,并用实际地震数据进行了检验。结果表明此法应用效果较好,可以推广应用。目前该静校正方法已经集成到KLSeis采集软件中。     

临界孔隙度Pride模型及其应用

实际测井数据中缺少的横波速度信息对于储层表征、流体识别具有重要意义。本文给出一种新的横波速度预测方法:通过对Pride模型引入临界孔隙度导出临界孔隙度Pride模型,再结合Gassmann理论建立饱和岩石的纵横波速度计算模型。将该模型应用于室内实验室测量和实际测井资料的横波预测,结果表明本文提出的基于临界孔隙度Pride模型的横波速度预测方法是有效的。     

SKC—B大数控声波全波测井仪的数值研究

SKC－B大数控声波全波测井仪是国内20世纪90年代研制的产品，本文对其进行了数值模拟，并计算了井中不同地层的全波波形，用波形的二维谱对全波波形中的纵波、横波及伪瑞利波和Stoneley波的特征进行了分析讨论。纵波的固有频率因仪器的存在而增大，纵波幅度还受地层的纵、横波速度比的影响。当地层的声速度低，横波速度与井内流体的声速接近时，伪瑞利波的频散特性减弱，速度逐渐接近于地层的横波速度；全波波形中，横波的幅度比较大，而Stoneley波的幅度、速度均比较小，与横波是分离的。     

一种切实可行的转换波静校正方法

由于横波的低速带厚且不均匀,转换横波速度又比较低,因此转换波静校正量大且横向变化剧烈。针对这种情况提出一种简单又易于实现的转换波静校正方法。根据多分量微测井资料求取低速层纵、横波平均速度比,利用纵波检波点静校正量和该速度比来求取转换波长波长静校正量。在动校炮集上拾取较清楚的反射层时间,再通过拟合抛物线时间与实际拾取反射层时间的差来求取转换波短波长静校正量。实际数据处理表明,该静校正技术能解决转换波静校正问题,转换波记录质量得到了明显提高。该方法已经用于川西三维三分量转换波处理,取得了较好的效果。     

弹性模拟在VSP资料处理和解释中的应用:一个实例

挪威海的资料已用来研究应用弹性VSP模型检测野外记录VSP资料中的横波和相继转换波效应。在VSP模型中使用从测井资料得到的横波速度和密度,以及从地面地震和测井方法求得的纵波速度。以时间域非垂直入射的阿米乍德和孟德尔(Aminzaden和Mendel)弹性VSP模拟技术作为计算方法,首先计算两种地面地震记录,即特定入射角平面波的垂直分量及水平分量。用向下延拓方法在不同深度点产生地震记录。这些地震记录的汇集便构成非垂直入射的VSP。VSP资料的垂直和水平两个分量能用这种方法获得。在本文中,非垂直入射VSP是按12.5°入射的平面波产生的。薄层和厚层的成层系统模拟结果都与野外资料作了对比。并且观测到了薄层的转换波效应。野外记录中的若干同相轴可用这种弹性VSP模拟来说明。模拟资料和野外资料对比,能识别一个可能的管波或平面以外来的波。消除该同相轴后显著改进了最终的VSP剖面。本研究也显示了VSP资料怎样来帮助地面三维资料的解释。     

全波测井解释方法研究

本文重点根据全波测井资料,结合补偿密度测井资料求解动弹模量的方法来研究储集层的力学性质、岩性的识别方法、岩层的破碎情况,以及孔隙中流体性质对这些参数的影响等。并给出了体变模量、宏观压缩系数和孔隙度之间的关系式。文中提出的测井与实验室观测到的纵波与横波首波相位相反、长源距全波测井中声波在井内流体中的传播时间确定方法、及以井内泥浆速度传播的流体波是沿井璧传播的观点,都只有实际意义。并在全波分析中起着重要的作用。     

横波速度计算方法与应用

 横波速度可从地震横波数据或横波测井数据中获得，但这两种数据通常比较缺乏。本文探讨利用模型估算、测井约束反演和叠前波形反演等方法进行横波速度的计算，为岩石物理理论研究、地震正演模拟、地震反演分析及油气检测提供较可靠的横波速度资料。将本文总结方法应用于DY地区FSH3等井的实际资料测算，取得了良好效果。     

改进纵波与转换波时间匹配方法研究

针对多波地震资料纵、横波匹配方法产生的转换波地震子波的畸变问题,本文提出了一种改进纵波与转换波资料时间匹配的方法。该方法依据傅里叶展式的时标变换定理,对时间匹配后的转换波资料的地震子波进行振幅和相位同时匹配,解决纵波与转换波时间匹配域转换中的转换波地震子波波形畸变问题。文中对实际测井资料合成地震记录进行了研究,结果表明该方法能够对转换波资料进行振幅和相位的同时匹配。含噪声合成数据实验研究结果表明,本文方法也能够改进转换波的时间匹配结果。