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.     

阵列声波测井技术在套管井中的响应特征分析

阵列声波测井技术在研究储层的孔渗性、岩石力学特性以及地震弹性波反演、裂缝预测等方面都有着广泛的应用。对比在同一口井裸眼、套管中所测的阵列声波资料及其后续处理成果,通过综合分析给出在套管井中进行阵列声波测井需要满足的条件及其资料处理成果的主要应用,并指出与裸眼井测井相比在套管中进行阵列声波测井存在的优势。     

基于极快速模拟退火算法的地层横波各向异性反演

介绍了利用正交阵列偶极子声波测井资料反演地层横波各向异性的计算过程,研究了极快速模拟退火算法在阵列偶极子声波波形反演处理中实现全局寻优的方法。利用基于极快速模拟退火算法自主编制的软件对多口井的正交阵列偶极子声波测井资料进行了处理。结果表明,极快速模拟退火算法无论是在计算精度还是在计算速度上都达到了对阵列偶极子声波进行波形反演的要求,可以用于正交阵列偶极子声波测井资料的实际处理。     

MAC多极阵列声波测井仪

阿特拉斯测井公司的ＭＡＣ多极阵列声波测井仪是由单极陈列和偶极阵列组成，使声波测井资料拓宽了应用领域，尤其在裂缝评价，地震勘探和井眼稳定性问题得到很好应用，文章对其测量原理，仪器特点和典型应用做了介绍。     

基于阵列声波测井的套管井纵波时差获取方法

分析套管井阵列声波测井提取纵波、横波的影响因素,纵波时差受套管尺寸、固井质量、扩径、地层性质影响。固井质量是主要影响因素。在固井质量较好的情况下,阵列声波测井提取纵波可以不作校正;对于套管井固井质量不好的情况,阵列声波测井提取纵波已经不能反映实际地层的纵波信息,需要进行校正。采用横波反演方法,应用鄂尔多斯盆地5个区块共34口井的阵列声波测井资料,回归得出具有地区经验的纵波时差重构方程,通过实例对比分析验证了该方法的可行性和实用性。     

阵列声波测井资料处理时窗宽的选择问题

阵列声波测井资料处理时窗宽的选择受多种因素的影响,选择固定窗宽处理不是一条最佳的途径.用STC(慢度-时间)方法处理阵列声波测井资料时,时间窗的宽度(简称窗宽)对处理结果有比较大的影响.讨论了窗宽选择的理论依据,结合测井实际,分析了窗宽选择的复杂性;最后结合阵列声波测井资料,讨论了窗宽对时差处理结果的影响,提出了可变窗宽的处理思路,得到了比较好的处理结果.     

阵列声波测井资料在煤层气开发地层慢度计算中的应用

引入多极子阵列声波测井资料进行煤层参数计算,通过增加的接收器阵列可以校正来自井径变化的影响,同时单极子和偶极子声波测井资料的结合可以得到准确的煤层的纵、横波慢度。首先通过数值模拟研究了煤层的单极子和偶极子声波测井响应特征,证明单极子和偶极子测井的结合才能准确获取煤层慢度参数。     

阵列声波测井在套管井中的应用研究

声波测井资料是地层对比、完井解释的重要资料。结合实际阵列声波测井资料,从下套管前后测得的全波波形的差异来区分套管波和地层纵波,采用慢度-时间相关法(STC)提取地层纵波,对比了在不同水泥胶结质量、套管状况和井眼条件下的套管井与裸眼井声波测井资料,归纳出了过套管声波测井的使用条件和局限性,指出地层全波信息的获取应采用的测量模式和测井质量的影响因素。该研究成果在塔里木油田测井应用过程中取得了良好的效果。     

基于阵列声波测井的井下多尺度压裂效果评价方法

为有效监测水力压裂效果、提高储层压裂效果评价精度,基于阵列声波测井资料的井下压裂效果评价方法,采用反射斯通利波提取和成像技术定量表征近井筒压裂缝,建立适用于测井观测系统的叠前深度偏移成像算法,以实现远井压裂缝的高精度成像,形成了基于阵列声波测井的井下多尺度压裂效果评价方法,并在中国西部某油田X1水平井成功应用。研究表明,基于阵列声波测井资料评价的压裂缝发育程度与压裂液注入量呈正相关关系,并且压裂缝最为发育层段与地震蚂蚁体属性图中天然裂缝发育位置一致。基于阵列声波测井的井下压裂效果评价方法的提出,对表征井周数十米范围内不同尺度压裂缝的发育情况具有重要意义,对更好地发挥水力压裂技术对能源勘探开发行业的支撑作用具有一定指导意义。     

阵列声波测井资料处理的窗宽的选择问题

阵列声波测井资料处理时窗宽的选择受多种因素的影响，选择固定窗宽处理不是一条最佳的途径，用STC（慢度时间）方法处理阵列声波测井资料时，时间窗的宽度（简称窗宽）对处理结果有比较大的影响，讨论了窗宽选择的理论依据，结合测井实际，分析了窗宽选择的复杂性，最后结合阵列声波测井资料，讨论了窗宽对时差处理结果的影响，提出了可变窗宽的处理思路，得到了比较好的处理结果。     

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     

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。     

慢度-时间相关法与遗传算法结合提取阵列声波测井高分辨率声波时差

随着油气勘探和开发程度的逐渐深入,迫切需要解决薄层划分和厚层细分及薄层评价问题,因此有必要进行测井曲线的高分辨率处理,以提高薄层评价精度。交叉偶极子阵列声波测井处理软件提取的声波时差的纵向分辨率不能满足现场的要求。在充分调研了国内外大量声波时差曲线高分辨率处理方法的基础上,提出了基于遗传算法提取阵列声波测井高分辨率时差的方法。该方法选择跨同一深度地层所有最小子阵列(二个接收器),然后用慢度—时间相关法与遗传算法结合提取每个子阵列的声波时差,最后取其算术平均值作为最终时差。用该方法处理了大庆油田2口阵列声波测井资料,并与高分辨率声波对比,具有较好的一致性,表明该方法可行、实用。     

基于EMD的声波全波列几种时频分析方法对比

时频分析方法是处理阵列声波测井数据的有效手段,但不同时频分析方法特性不同,处理效果也存在差异。为此,利用经验模态分解(EMD)将单点的实测声波全波列分解为有限个固有模态函数(IMF)分量,再采用短时傅里叶变换、Choi-Williams分布、平滑伪Wigner-Ville分布及重排谱图处理原始的声波全波列和前3个IMF分量,并从时间分辨率、频率分辨率和交叉项干扰3方面对比这4种方法的优缺点。结果表明:前3个IMF分量表征了声波全波列中不同的模式波,而4种方法均无交叉项干扰影响识别模式波的问题,其中重排谱图的时间分辨率、频率分辨率最高。引入时频分布的边缘特性,利用基于EMD的4种方法处理干层、水层、油水同层、油层井段的声波全波列,结果表明重排谱图使能量聚焦明显,能较清晰地显示能量很低的纵波,波峰时间、主频的定位更精准,对不同流体性质储集层的区分效果最好,进一步验证了重排谱图的优势。     

利用阵列声波测井资料评价变质岩储层有效性

目前主要利用常规测井识别变质岩岩性进而评价储层,利用阵列声波测井评价变质岩储层有效性的研究较少。为此,以渤中19-6气田变质岩测井资料为基础,分析阵列声波测井的响应特征,基于常规声学参数计算提出平均衰减计算方法;通过定量研究多种声学参数与不同储层之间的相关性,提炼出对有效储层敏感的9种声学参数(纵波、横波、斯通利波的时差、阵列衰减以及平均衰减等),建立基于敏感声学参数的储层有效性评价图板与方案。利用所提方法对新井资料进行处理,并评价了储层有效性,评价结果与测试结果符合率达到91.43%,满足现场应用需求。     

基于Xu-White模型的致密砂岩储层含气性评价

鄂尔多斯盆地东部致密砂岩储层属于典型的岩性气藏,储层物性差、储集空间有限、孔隙结构复杂,常规测井资料易受岩石骨架影响,孔隙流体对其响应特征的贡献小,测井曲线难以有效突出反映孔隙流体的信息,导致气层识别难度大。为了解决这一难题,基于Xu-White模型,利用阵列声波测井资料,结合Biot-Gassmann方程和流体替换模型,获取纵横波速度比差值、体积模量差值等含气敏感参数和含气指示因子,提出了一种识别致密砂岩气层的新方法。结果表明：阵列声波测井能够提供反映地层骨架和流体特征的声学信息,是致密砂岩储层含气性评价的有效手段;体积模量差值和含气指示因子识别准确度较高,含气性评价效果较好,而纵横波速度比差值评价效果较差。通过实际资料处理和试气资料成果验证,该方法评价鄂尔多斯盆地东部致密砂岩储层的含气性具有较高的有效性,同时可为其他地区同类致密砂岩储层含气性评价提供技术支持。     

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.     

现代声波测井技术发展的若干特点

对现代声波测井技术的发展特点和趋势进行了深入分析,重点就探测器布置的阵列化、波形采集的高速数字化、工作频率和辐射特性的可控化、多种探测模式的集成化和资料应用的多样化与扩展化进行了详细阐述.其中换能器工作频率和辐射指向特性可调控是声波测井技术的最新发展,将极大地提高仪器的环境适应性和综合探测能力.声波测井资料的应用主要体现在各种波型模式声波参数的全面开发利用和全波列信息在地层评价和工程应用的不断深化和拓展方面.随钻声波测井也有较快发展,尤其是四极子声源的使用应引起重视.对上述问题的深入分析和准确把握对新一代国产声波测井仪器的研发和应用具有积极指导意义.