井中声波传播模式的实验研究

建立了一套模拟井孔声波传播机理的实验观测系统，按1：10比例制作了模拟各种性质地层的小模型井和微型声波仪器。采用高频声源可得到纵、横渡较清晰的全波列波形，采用低频声源可得到较好的斯通利波波形。随着地层孔隙度和渗透率的增大，横波和伪瑞利波衰减突出，斯通利波衰减逐渐增大，速度明显减小，特别是高频成分波比低频成分波衰减要大，斯通利波的主频显著向低频方向漂移。当地层中存在与井孔相交的水平裂缝时，会产生反射斯通利波，反射系数与裂缝宽度成正比，还与裂缝带的渗透性和充填物有关。     

岩石声波主频漂移现象及其应用探讨

岩石超声测量分析结果表明,不同岩石具有不同的纵波或横波频率特性,岩石声衰减越大,其频率主值越低。纵波主频随孔隙流体性质变化较显著表明,不同岩石具有不同的纵波或横波频率特性。井孔模型中的声波全波列观测实验也指出,随着地层孔隙度及渗透率的增大,不仅各组分波的衰闰增大、速度减小,而且其主频也有不同程度的降低。特别是斯通利波的主频明显向低频方向漂移,高频组分波比低频组分波衰减更大。上述实验现象得到了实际声     

多频声波全波列波形裂缝特征分析及应用

声波全波列测井资料在地质应用分析中有很多的用途,诸如判别地层岩性、识别裂缝、估算渗透率及指示含气层等。通过研究多孔介质理论在裂缝类地层的应用方法,选定裂缝试验模型并进行了波形处理方法分析,采用面积比算法求取波形首波的波至点、分析波形形态衰减特征,采用傅立叶变换分析了声波幅频响应特征,采用曲线分形、曲线多重分形和曲线分段多重分形分析了裂缝模型的声波形态特征。该套方法在实际全波列测井资料应用过程中能够较好地识别裂缝分布及发育特征。     

声波速度信息获取及岩石力学特性计算系统在勘探开发中的应用

本文简要介绍了通过声波波形分析及计算技术获取横波速度的成果。为了使该信息更好地在石油及地质勘探领域充分发挥作用，根据笔者的实践及认识又扼要介绍了横波结合其它测井资料在地层孔隙压力检测、岩石力学特性参数计算、盖层评价、储层评价等领域的技术成果及其应用。     

阵列声波测井资料的分波处理及应用

介绍了全波形阵列声波测井资料中各组分波的处理分析方法，详细分析了波至检测和时差计算中的难点。利用仪器的多道接收和短间距等特点，给出了时差的高分辨率补偿处理方法。针对鄂尔多斯盆地碳酸盐岩地层，探讨了全波列信息特别是斯通利波频谱变化特征在裂缝性复杂储层评价中的应用。     

浅谈声波全波列的数值计算方法与应用

随着声波全波列测井方法在油田测井申的应用,声波全波列数值计算方法也逐步发展起来,它对油田勘探与开发有着重要的理论指导意义。文章介绍利用实轴积分法和有限差分法研究声波在地层中的传播情况,并从确定岩性、岩层孔隙度和含油饱和度等方面说明了声波全波列在实际测井中的应用。     

均质气层砂岩的声波吸收特征研究

岩石对声波能量的吸收与岩石的孔隙度、孔隙形状、孔隙中流体相态及性质、含流体的饱和度及岩石密度、弹性等因素有关.对均质气层砂岩的声波吸收特征进行了理论研究,分析了吸收系数与频率、波速及压力的关系.以此为基础,建立出2种均质气层砂岩声波吸收系数模型.第1种是以纵波速度及频率为变量的吸收系数模型,该模型中纵波速度在2～4 km/s时,吸收系数变化最明显;第2种是以孔隙度、渗透率、饱和度等参数为变量的吸收系数模型,揭示了孔隙度、渗透率与吸收系数具有强相关性.砂岩在低含气饱和度时对吸收系数的影响不明显.研究认为纵波速度变化可以极大改变吸收系数.压力和温度会改变气体粘度和孔隙度,故对吸收系数也会有一定的影响.     

低孔隙度低渗透率砂岩的声波特性实验研究

用实验方法探讨了气驱水过程中低孔隙度低渗透率砂岩的纵横波速度、纵横波速比、弹性模量等参数随不同含气饱和度的变化;同时在频率域内探讨了纵横波的主频、带宽、品质因素Q随不同含气饱和度的变化.实验表明,10%～20%的气体可使低孔隙度低渗透率砂岩岩心的纵波速度、纵横波速比迅速下降;而低孔隙度低渗透率岩心的纵波主频、带宽、品质因素Q也与含气饱和度有明显的关系,10%～20%的气体可使其纵波主频、带宽及Q值显著下降,这种降低的趋势比纵波速度、纵横波速比更急剧更敏感.用纵波主频、带宽、品质因素Q比用纵波速度和纵横波速比更能反映低孔隙度低渗透率岩层是否含气体.     

应用声波全波列测井计算裂缝性含气储层参数

裂缝性气层的解释目前仍存在许多困难 ,主要原因是测井特征微弱 ,不易识别。在文献总结的基础上 ,采用纵波首波幅度比值法、合成横波时差重叠法、纵横波速度比法、等效弹性模量差比法和三孔隙度重叠法等方法定性识别气层 ,其目的在于通过突出气层的测井特征来识别气层。引入弹性模量差比计算含气饱和度 ,并用一口井的核磁测井差谱结果进行了对比验证。没有横波资料的井 ,通过引入纵、横波地区经验关系来获得横波。应用提取的斯通利波也可以计算渗透率。某油田 7口井的处理结果与地质实际吻合 ,表明这种方法切实可行 ,可以全面评价裂缝性气层。     

声波全波列测井资料分析处理技术及应用

针对川西致密碎屑岩储层声波全波列测井信息特征，开展了声波全波列测井信息提取技术的研制工作，分析了各种提取分波信息方法的特点并对其进行了比较，在此基础上实现了多方法的综合提取。开发了声波全波列测井资料的人机交互处理技术，大大提高了各种分波信息处理的准确性。引入裂缝率的概念，通过对裂缝率的计算和分析实现了对储层裂缝的半定量评价。这一技术的开发应用使得测井对储层裂缝的分布和发育情况展现得更直观，刻画得细致。该技术及时应用到了川西中深层的勘探和开发中，分析了储层的含气性、渗透性、裂缝性以及岩石弹性参数等，对裂缝性储层的评价进一步定量化。     

评述用Christensen方程预测横波速度及其在工程参数中应用的意义

全波列声波测井正广泛用于确定地层动弹横量的土木工程中。有时横波幅度太小以致没有精确的波至时间,在此情况下,使用 Christensen 方程可以根据纵波速度和地层密度来预测横渡速度。本文通过不同的天然材料在野外和实验室研究结果间的关系,对该方程的特性作了大量的研究。结果表明横波速度测量值和预测值的不同是由岩性变化引起的。这个方程不适用于未固结的沉积物。动弹横量反映了这些差别。不同横波速度对体积模量的影响最小。泊松比的预测值与测量值之间不存在任何联系。如果做适当的岩性校正,该方程的应用将得到改进。     

现代声波测井技术应用

针对现代声波测井技术的发展和应用进行了深入分析,分别对带井眼补偿的声速测井、声波全波列测井、超声成像测井和多极子阵列声波测井等新一代的测井方法的原理、特点及应用现状进行了阐述,以及在地层评价中的作用进行实例分析和应用效果评价.对上述问题的深入分析和准确把握对新一代测井技术的推广应用具有积极指导意义.     

用正交偶极声波资料频散特性识别地层各向异性类型

以不均衡地应力引起的各向异性地层中快、慢弯曲波频散交叉现象为理论基础．提出了一种简捷的连续相位谱法提取频散波相慢度频散曲线。用该方法处理了某井正交偶极资料,从快、慢弯曲波的频散特性中识别出各向异性的类型：①各向同性地层频散曲线重合;②固有的各向异性地层频散曲线平行;③应力引起的各向异性地层频散曲线交叉。     

岩石中波传播速度频散与衰减

速度频散与衰减是地震岩石物理领域一个前沿性问题,它不仅是开展频率域储层及流体预测的关键理论基础,同时也是解决不同地球物理测量方法（地面地震、VSP、测井、超声波岩心观测等）之间数据匹配困难的重要手段。笔者在阐述速度频散和衰减现象基本特征的基础上,详细回顾了Biot模型、喷射流模型、BISQ模型、双孔模型、裂缝 孔隙微结构模型和斑块饱和模型等6种主要速度频散与衰减理论模型的研究进程、原理和限制性,利用示意图直观地描述了这些模型的机制,并给出了它们各自的高低频极限、特征频率和适用条件。同时系统回顾并分析了国内外半个多世纪来速度频散与衰减实验测量技术的发展进程和应用现状,并在实验测量数据的基础上给出了自己对地球物理测量手段、岩石物理模型与频率相关性方面的思考和认识,即有必要将单频带的岩石物理模型拓展到全频带,并基于此将不同频带地球物理手段的测量数据联系起来,实现在同一尺度下的综合应用。     

弯曲波的频散及其速度校正问题

分析了阵列声波测井中偶极声源激发的弯曲波频散问题,并讨论了速度校正问题。首先给出从硬地层到软地层的10种典型地层、计算出其在4种不同井径条件下的偶极频散曲线。从同一井径不同地层的频散曲线和同一地层不同井径的频散曲线可以看出,弯曲波在在井眼中有截止效率,地层愈硬,截止频率愈高;地层硬软程度影响着弯曲波频散,硬地层的频散比软地层大得多,地层愈软,频散愈小;井径也影响频散,井径愈大、频散愈大。根据频散曲线就可以直接估计频散校正范围,当频率小于4kHz时,弯曲波相速度与横波的误差大约小于10％,弯曲波群速度与横波的误差大约小于20％。指出实时计算地层的频散曲线进行弯曲波频散校正是最佳选择,比较了单极全波得到的横波速度和从偶极弯曲波得到的横波速度。     

不同孔隙结构碳酸盐岩对声波时频特性的影响

为研究不同孔隙结构对声波时频特性的影响,将不同孔隙结构的碳酸盐岩岩心切割成边长60 mm的立方体,利用自主研发的多频超声波测试仪测量岩心轴向纵波首波传播时间,同时利用Ultrascope软件采集接收端探头声波波形,对不同孔隙结构碳酸盐岩中传播纵波的波速、时域波形及频谱特征进行研究。结果表明:声波时域及频域波形特征主要与岩心孔洞尺寸及胶结情况有关,而与孔隙度的大小无关;随着孔洞尺寸的增大,碳酸盐岩对声波中高频谐波过滤作用逐渐增强;垂直裂缝传播的声波时域波形含有大量尾随信号,频域波形中高频信号强度显著变弱且谱峰数量多,振荡强烈;平行裂缝传播的声波时频特征与垂直裂缝传播明显不同。碳酸盐岩声波时频特征研究,拓宽了声波预测岩心信息的方法,对该类储层特征预测及评价具有重要的意义。     

正交偶极子阵列声波资料在江苏探区储层评价中的地质应用

偶极子阵列声波仪器,通过特殊的结构设计,无论在硬地层还是软地层,均可以采集到有效的纵波、横波、斯通利波数据,进行可靠的岩石力学分析;与常规资料结合,可完成适用的井眼稳定性分析。同时,记录的波列能量与幅度数据,可以有效识别裂缝发育带。通过对不同方向传播的快慢横波的分离、提取,可以判断地层各向异性的方向,进而识别出地层内现今最大主应力方向或裂缝集中发育区。利用斯通利波反射性原理,能够判断地层内的异常地质反射体,寻找层界面或有利的裂缝发育带;经过岩心刻度后,能估算出地层渗透率。     

探测井附近裂缝及其中流体性质的实验初探

在进行碳酸盐岩地层声波全波测井模型实验中,在井中接收到的声波全波列上折射纵波和折射横波之间观测到了来自模型外侧的较强反射波。     

岩石声波时差与钻速的关系及其应用初探

本文在分析岩石声波时差与岩石可钻性的关系和对实际钻井资料统计分析的基础上,探讨了在物探和测井中获得的岩石声波时差与钻速的关系。得出了塔北地区钻速与岩石声波时差的定量关系式,并探讨了这一关系式在钻速预测、钻进效果评价及钻头造型等方面的应用。     

岩石阻容频散特性及其与流体饱和度关系研究

讨论砂岩和灰岩岩心电阻率、电容率参数与岩石含水饱和度之间的关系。对砂岩和灰岩岩心样品进行高压(30 MPa)真空(-0.092 MPa)驱替饱和,使岩心样品饱和某一矿化度的盐溶液,测量这些岩心电阻率和电容率参数。对所测量的数据分析发现,在4Hz~5 MHz的频率范围内,每种岩性电阻率和电容率均随频率的增加而减小,但在同等条件下,电容率随频率的变化幅度更明显,其频散度更大。不同的频率段,岩心电阻率和电容率参数频散度不同,低频段(小于100kHz)频散度大,在高频段(大于100kHz)频散度小。根据岩性电阻率和电容率参数,建立了一种新型的岩石含水饱和度的计算方法。相比于传统岩电实验,利用该方法计算饱和度不需要测量岩石的胶结指数、饱和度增大系数、地层因数等Archie公式的相关参数。通过岩心的电容率可以直接计算岩石含水饱和度,可减少多个不同参数实验测量带来的误差。