随钻声波测井研究进展

论述了随钻声波测井的纵波测量、横波测量及仪器的发展,分析了随钻声波测井面临的难题.随钻纵波测井仪器隔声体是实现随钻纵波测量的关键;利用漏能纵波求取极慢地层的纵波速度的方法也有所发展.埘随钻横波测井进行r总结.快地层随钻横波测井除了可以采用单极子测量,还可以采用四极子模式进行测量;慢地层随钻横波测井可以有偶极子或四极子等方式进行测量,存在争议的是慢地层随钻偶极子的横波测量足否可行.对仪器偏心的研究表明从随钻偶极子中提取地层横波足有可能的.随钻声波测井由于偏心的原因无论采用何种模式进行测量都会产生频散.总结了随钻测井噪声的研究现状,表明噪声均为低频噪声,埘随钻横波测井有一定影响.     

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.     

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。     

疏松慢地层中随钻声波测井技术

近几年随着随钻声波测井技术在世界范围内的广泛应用,测井服务中遇到了更多钻井环境和地层类型,其中深水储层中疏松慢地层对随钻声波测井技术提出了新的挑战.通过研究,编制了一套该环境下声波测量程序,即在2～4kHz范围内进行低频测量.在该频率范围内,压缩波有很好的信噪比,虽然有钻井噪声,但数据质量仍很好.声波一般都发生衰减(或漏能,即辐射能量进入地层)和频散,其频散度取决于地层松软度(尤其是泊松比)和地层的径向变化.地层变化可通过对比数据频散分析结果与数值模型来评价.现场数据实例表明上述测量程序能够在慢地层中测得可靠的压缩波慢度.     

应用低频斯通利波频散特性反演软地层横波速度

 求取软地层横波速度是提高声波测井工程质量的重要因素。本文首先基于简化的Biot-Rosenbaum 模型,对低频斯通利波频散特性的敏感性进行了分析。在软地层情况下,斯通利波对地层横波速度较为敏感,当利用偶极声源测不到横波时,可利用斯通利波反演地层横波速度。此外还分析了在软地层情况下仪器对斯通利波频散曲线的影响,指出利用斯通利波反演地层横波速度应考虑仪器的影响。文中给出利用斯通利波反演横波速度的方法及流程。应用实例表明,用低频斯通利波频散特性反演软地层横波速度的方法是有效的。     

随钻声波测井技术发展现状

文章介绍了随钻声波测井理论和仪器。经过二十多年的发展,已经形成了单极子、多极子和偏心声源测井技术,不仅能够实现快慢地层的纵横波速度测量,而且能够实现方位声波的测量。随钻声波数据处理的难点在于解决钻井噪声和仪器偏心对地层信号的影响,旋转叠加技术提供了一种消除噪声影响的途径。随钻声波测井仪研制需要解决的关键技术包括,声波换能器、隔声体和井下电路的设计,其中声波换能器和隔声体的设计至关重要。随钻声波测井技术代表了未来声波测井的发展趋势,具有广泛的应用前景。     

偶极子声波测井仪常见故障分析

偶极子声波测井仪器,可以得到地层声学信息,实现常规声波测井无法实现的对软地层的横波测井。利用偶板子声波测井资料,可分析由裂缝和不均衡地应力等引起的地层各向异性,通过分离出的快、慢横波的时差和波至时间,计算出地层各向异性系数,评价地层各向异性;还可以利用斯通利波估计裂缝的张开度和评价地层的渗透性,可以得到地层的纵、横波、斯通利波时差,以及地层的弹性参数、工程参数等。文章介绍了哈理伯顿生产的偶极子声波测井仪的基本结构、测量原理和故障分析,主要用途和测井操作时的注意事项,以及在地层评价中的应用。     

多极子阵列声波测井资料处理及应用

介绍了胜利石油管理局测井公司新研制成功的多极子阵列声波测井仪器采集的数据结构类型.研究了多极子阵列声波测井资料的处理方法.用矩阵、相位等处理方法得到地层纵波、横波、斯通利波时差,利用偶极资料进行快慢横波分离,有效计算地层横波速度各向异性.胜利油田3口井的实际应用表明多极子阵列声波测井资料与其他测井资料相结合,可进行油藏评价,如井眼稳定性分析、地层孔隙压力预测、压裂施工压力设计及缝高检测等.实际钻井资料证明多极子阵列声波测井资料在油田勘探、开发中能够发挥重要作用.     

SPWLA第44届测井年会论文题录

20 0 3年 6月 2 2～ 2 5日 ,SPWLA在美国Texas的Galveston召开第44届测井年会。会上发表论文 60余篇 ,内容涉及声波测井与井眼地震、井眼成像、电法与电磁测井、一般地层评价、核测井、核磁共振测井及电缆地层测试等。　声波 井眼地震1 软砂层中的快、慢速声波速度及其在西非的实例研究2 利用交叉偶极横波测井提高裂缝性碳酸盐岩储层的产能 :埃及Bakr Amer油田实例3 真实环境中的LWD四极横波测量探讨4 随钻测井中纵横波速度测量及实例5 综合系统方法在北海油田声波随钻测井的现场测试结果6 TIV介质中纵横波波速及各向异性介质中斯…     

白垩层水平井中流体置换及其对岩石声波特性的影响——随钻测井与电缆声波测井资料比较的一个实例

在钻井过程中，随钻测井(LWD)采用新的全波声波测井仪器，它能采集可靠的声波数据。在北海白垩油气藏的钻机运行了最新的声波随钻测井技术，并把这些数据与电缆声波测井数据进行了对比。本文关注丹麦近海白垩油气藏的水平井得到的声波数据。把随钻测井提供的井下实时处理的相似系数数据，与以后处理存储的随钻测井数据、及电缆声波测井数据进行对比并评价其可靠性，目的在于开发有意义的实时质量控制参数。通过钻井过程中的随钻测井数据和钻井以后电缆测井数据的比较，研究在流体置换条件下泥浆滤液侵入对时差测量值的影响。在这方面，电缆测井的偶极横波数据和随钻测井四极测井仪的横波数据进行了比较。标准的随钻测井数据的辅助信息改善了随钻测井声波数据的分析，随钻测井密度成像与电缆测井电阻率成像相结合改善了地层学和高分辨率层界面信息。当钻井以低角度通过一个声学上明显分层的储集层时，这些数据有助于评价对声波数据的影响。     

第49届SPWLA年会摘要选录

G 方位声波测量：理论及实践新方法 从早期的纵波测井到不仅包括纵波和反射横波而且包括比流体更慢的横波在近、远井眼响应与各向异性分析，声波测量进展相当明显。随着工业界对成像技术产生浓厚的兴趣，在电缆测井和随钻测井方面，近来井眼声波成像新方法引起热切的关注。在随钻测井方面，随钻声波测井比电缆测井有独到的优势，当仪器串旋转时，同时可获取随钻测井数据，这样提供了在不占用钻井时间的情况下，在同一深度可采集多个方位的数据。     

交叉偶极子声波成像测井技术及应用

交叉偶极子声波测井可以实现常规声波测井无法实现的对软地层的横波测井。利用交叉偶极子声波测井资料,可分析由裂缝和不均衡地应力等引起的地层各向异性,通过分离出的快、慢横波的时差和波至时间,计算出地层各向异性系数,评价地层各向异性;还可以利用斯通利波估计裂缝的张开度和评价地层的渗透性。本文介绍了哈理伯顿生产的交叉偶极子声波测井仪WSTT的基本结构和测量原理,主要用途和测井操作时的注意事项,以及在地层评价中的应用。     

加利福尼亚极慢速地层声特性描述

慢速地层定义为地层横波速度小于井眼流体速度的地层。为了测量慢速地层的横波速度，研制出了带偶极发射器的声波测井仪。自从在十多年前偶极声波测井被引入使用后。偶极声波测井仪提供了大量有关慢速地层声性质信息，包括探测各向异性和非均质性。非均质性的机理显现出地层本身纵波和横波时差的径向变化，现在这些都可以做到定量分析。 Cymrie油田位于加利福尼亚Bakersfield附近的San Joaquin。该油田的一个产层Opa lA硅藻岩，就是一个极慢速地层，其纵波时差约为200μs／ft，横波时差约为800μs／ft。在本文在中，我们检验了在该油田一口井中记录的宽带交叉偶极声波仪器的测量数据。交叉偶极声波测井仪是专门为地层三维声特性描述而设计的。它通过把地层归类为四种类型之一的地层分类来达到地层三维声特性描述的目的。这四类地层是：A）各向同性均匀地层，B）各向同性非均匀地层，C）各向异性均匀地层，D）各向异性非均匀地层。在分类法中使用时差频散分析，在频散分析中这四类地层中的每一种都有独特的特征。 当出现非均质性时，采用称为“偶极径向剖面”的新技术来测量横波时差离开井眼不同距离的径向变化。它可用于确定一定范围内可能的地层伤害、蚀变、泥浆滤液侵入，并提供远场横波时差测量值。这些技术已经用于描述Opal A硅藻岩地层声特征。     

双频随钻声波测井仪扩展现有单极发射技术，提供软地层横波数据

90年代中期引入的随钻声波测井仪的换能器结构是单极的(unipolar)。随钻声波测井仪中的发射器和接收器都放置在钻铤一侧。在钻铤另一侧有称为假偶极子的类似排列，它包括发射器和接收器阵列。单向(umpde)发射器产生定向压力脉冲，它不同于各方向都有信号的单极(monopole)型发射器。理论上单向测井仪能够激发和测量井眼导波，比如斯通利波、弯曲波、和螺旋波。在证明该测井仪确实可以激发和测量导波以后，研制了一个低频发射器来加强信号，并且增加接收器接收时间以更好地记录井眼导波。把两个发射器中的一个进行调制，依次激发高频和低频发射器，有效地产生双频随钻声波测井仪信号。分别记录接收器阵列两组波形数据集，并贮存在测井仪的存储器中。将低频信号的带宽限制到使频散对相似系数计算的影响降到最小，相似系数算法常用于识别和分离单一波形，例如纵波首波和导波。然后使用相位速度处理方法计算波至时间。在使用低频发射器的同时研究出了新的频散校正算法，用于将导波的速度校正到正确的慢横波速度。实例提供了北海和墨西哥湾测井的原始波形和处理后的测井曲线结果，图示说明了新的频散算法的结果。     

偶极子横波测井中井况变化对井内声场影响的理论分析

刘继生，王克协．偶极子横波测井中井况变化对井内声场影响的理论分析．测井技术，１９９８，２２（增刊）：１１～１３针对套管井、裸眼井偶极声波测井，以柱状多层轴向开放声波导物理模型为基础，对各种井况下偶极声场分布进行数值考察，着重分析套管、水泥环胶结状态以及裸眼井径的变化对声场的影响。从模式波的频散和激发、地层波的激发与传播以及由其构成的全波３个方面进行了分析。结果表明：低频偶极子横波测井中，套管、水泥环的嵌入、水泥环胶结状态以及裸眼井径的变化，不会对地层横波速度的测量产生影响，即对于地层横波速度的测量，套管、水泥环具有透明效应。     

实验室模拟地层中正交偶极横波实验

在各向异性地层中．通过对偶极横波资料的处理，分离出快、慢横波的时差和波至时间，可以计算出地层各向异性系数，评价地层各向异性。利用实验室物理缩小模型．对正交偶极横波测井进行了测量．得到了砂岩、石蜡模拟地层的正交偶极横波波形。试验结果证明在砂岩模型中．因为所计算的横波速度基本一致．不存在各向异性；而在石蜡模型中，上发射和下发射方向不同，角度的变化对计算的横波速度都有影响，说明了在石蜡模型中．介质明显存在各向异性。     

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。     

加利福尼亚极慢速地层的声波特性描述

慢速地层定义为地层横波速度小于井眼流体速度的地层。为了测量慢速地层的横波速度，研制出了带偶极发射器的声波测井仪。自从在十多年前偶极声波测井被引入使用后，偶极声波测井仪提供了大量有关慢速地层声性质信息，包括探测各向异性和非均质性。非均质性的机理显现出地层本身纵波和横波时差的径向变化，现在这些都可以做到定量分析。 Gymric油田位于加利福尼亚Bakersfield附近的San Joaquin谷地中。该油田的一个产层Opal A硅藻岩，就是一个极慢速地层，其纵波时差约为200微秒／英尺，横波时差约为800微秒/英尺。在本文在中，我们检验了在该油田一口井中记录的宽带交叉偶极声波仪器的测量数据。交叉偶极声波测井仪是专门为地层三维声特性描述而设计的。它通过把地层归类为四种类型之一的地层分类来达到地层三维声特性描述的目的。这四类地层是：A）各向同性均匀地层，B）各向同性非均匀地层，C）各向异性均匀地层，D）各向异性非均匀地层。在分类法中使用时差频散分析，在频散分析中这四类地层中的每一种都有独特的特征。 当出现非均质性时，采用称为“偶极径向剖面”的新技术来测量横波时差离开井眼不同距离的径向变化。它可用于确定一定范围内可能的地层伤害、蚀变、泥浆滤液侵入，并提供远场横渡时差测量值。 这些技术已经用于描述Opal A硅藻岩地层声特征。     

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。     

对井内弯曲波进行频散处理得到横波时差

声波测井中，可利用偶极声源产生的弯曲波测量慢速地层的横波时差．慢速地层是指地层横波速度小于井眼流体速度的地层。弯曲波是频散波，但当前的许多处理方法没有考虑这种频散。本文推演了统计相似法(semblance)的近似方程，用它说明使用无频散波会发生的情况。时差时间相关方法(STC)通常用在阵列声波波形处理中，本文叙述了STC的频散模拟方法。根据模拟的频散曲线回传(back propagate)波形并计算统计相似值。它是最大相似法(ML)和最小二乘法(LMSE)求地层横波时差的一个特定版本。把频散模拟(STC）方法用于逐一处理各深度测井数据是太慢了，但它是一个有用的分析工具。一种高速运算的频散STC法(DSTC)克服了这种困难，它采用新的时窗定位技术，可以比STC方法快得多。DSTC的结果是以实轴积分模型为基础的，它测定的地层横波时差有小的偏差，原因在于时窗定位和还有其它波至。本文给出了两口井的偶极测量结果。快速地层中，用DSTC方法处理偶极弯曲波得到的横波时差与单极结果一致；另一个是慢速地层的测量处理结果。