随钻纵波测井

斯伦贝谢公司推出的一种新型随钻声波测井仪，可以实时或记录方式提供纵波时差测量值。其工作原理类似于电缆声波测井。在钻井过程中，该仪器发射的声波通过泥浆和地层，被接收器阵列接收，通过井下处理，从波形中提取纵波时差并通过泥浆测实时传于地面，获得纵波时差和孔隙度测井资料，用以识别财性和测定超压带。     

随钻补偿声波测井

一种新的随钻测井仪可以进行实时记录的补偿声波测井，其工作原理与现代电缆式声波仪器相同。发射器被激发发声，声波沿泥浆和地层传播，并为接收器阵列所检测。利用井下信号处理系统，可提取纵波时差△t，经泥浆遥测发送器传送到地面。纵波△t和孔隙度的潮井数据,可用为识别岩性和确定过压的输入数据。△t数据还可用来形成合成地震图，将它与实际地震剖面比较，可改善地震图的质量。现场试验表明，随钻声波测井的质量，可能比钻后声波测井质量更好。这是因为随钻声波是在地层可能发生蚀变和井眼条件可能变差之前测量的。本文还提供在不同岩性和井眼条件下若干测井实例，并与电缆式测井作了比较。     

XACT大脉冲功率声波测井仪

ＸＡＣＴ声波测井仪脂采用极大脉冲功率发射器，每个发射脉冲功率为１０＾５ＫＷ，穿透地层深，能直接测量岩石和流体的真实特性，信号质量高，可清晰记录纵波，横波和斯通利波数据，能提供地层评价和地震支持，可用于裸眼井和套管井测井，可得到高精度声波数据。     

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。     

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。     

多频率阵列声波测井仪

一种多频率阵列声波测井仪，由光纤电缆、光电密封连接头、电光转换发送电路、自然γ测井仪、多频声波发射、接收控制电路、井内液体声波测量探头多频声波发射、接收阵列声系、声波井径测量仪组成，利用了声波测井在裸眼井中对井壁地层的径向探测深度与声波信号的频率（波长）有关，在井下发射频率为40kHz、20kHz、8～10kHz、0．75kHz、0．5kHz或1kHz的五种声波信号，测量记录前三种频率声波信号的完整波列，实现对井壁附近不同径向距离处岩层声学性质的记录。所测量记录的全波列可进行频谱分析，     

水基泥浆的侵入对声波测井曲线的影响及校正

采用水基泥浆钻井时,声波时差测井受井眼垮塌及泥岩蚀变的影响严重,使得声波测井资料有时难以真实准确地反映原状地层的信息,从而降低了声波时差的应用效果.根据Wylie物理模型原理分析了理想条件下水基泥浆对砂泥岩地层声波时差测井曲线的影响.对胜利油田孤东油区不同岩性地层电阻率与声波时差之间的关系进行了统计分析,结果表明,受水基泥浆影响严重的泥岩类地层,电阻率与声波时差之间具有良好的统计关系,可以用Faust公式对该类地层声波测井曲线进行校正.在此基础上,提出了针对不同岩性声波测井曲线的校正方法,并对研究区内多口井的声波测井曲线进行了环境校正.用校正后的声波测井资料制作的合成地震记录,与井旁实际地震道的相位、能量具有良好的对应关系.     

Ｆａｕｓｔ公式在声波曲线重构中的应用

水基泥浆的声波时差测井资料因受泥浆侵蚀和井眼扩径的影响，不能真实反映地层信息。在声波严重失真的情况下，用Ｆａｕｓｔ公式可以对其校正。Ｆａｕｓｔ公式适用于电阻率曲线与声波曲线之间具有良好统计关系的地层。对研究区馆陶组地层用Ｆａｕｓｔ公式由电阻率曲线重构声波时差曲线，其合成地震记录与井旁实际地震道的相位和能量对比关系良好。     

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。     

在声速极慢的地层中测定纵波速度

井眼表层的纵横波速度常用井中声波波形测定的。为此，现代的声波测井仪配备有多种类型的声源，例如单极声源和偶极声源，偶极声源主要用于测定横波速度。但我们发现，在一种孔隙度为35％，横波速度为465米／秒的松散砂岩中，用偶极子声源测定纵波速度，比单极声源优越。在这种地层中，记录到的折射纵波信号受到其它声波成份的损害，这种成份已被识别出是泄漏纵波，它妨碍了在这种砂岩中辨认纵波。然而对偶极声源来说，由记录波形得到的频谱上，折射纵波位于6．5千赫，泄漏纵波位于1．3千赫，呈现为两个清清楚楚分开的成份，因而能用带通滤波器从中把折射纵波分离出来；而单极声源的记录波形频谱上，其各种声波成份严重重叠，难以用带通滤波器从中分离折射纵波。针对这种地层，从偶极折射纵波得到纵波速度是2150米／秒。偶极声源激励的泄漏纵波是频散的，相速度的范围从1．0千赫时的1800米／秒到1．6千赫时的1630米／秒。看起来，在这种声速极慢的地层中，采用从记录的波形中分离出纵波成份的方法，来测定地层的纵波速度，偶极声源比单极声源优越。     

井眼环境对纵波测井的影响

由常规声波测井仪测得的纵波信息要受地层水和／或泥浆滤液矿化度、溶解气、井眼温度、地层温度、孔隙压力、低饱和自由生物气及烃类等因素的影响。关于这些因素的影响程度，声波测井的用户们还不能很好地估计。这些因素对声波时差测量值有重要的影响，从而对利用声波测井资料估测孔隙度产生显著影响。此外，这些因素对纵波传播时间与地震速度或幅度的关系也有明显的影响。文中实例证实了在非固结砂岩中这些因素对测量时间与地震速度     

实验室中模拟水平裂缝的初步研究

本文详细研究了各种不同信号声波频率下，水平裂缝对入射声波传播的影响。虽然所考虑的为纵波传播，但由于全波列声波测井中通常利用的恰恰就是地层的纵波信息，所以本文对于地层裂缝对其中传播的纵波的影响的研究，将可作为利用全波列声波测井资料评价裂缝的依据。     

专利技术

专利名称:多频率阵列声波测井仪专利申请号:03213528.9公开号:CN2632687申请日:2003.05.30公开日:2004.08.11申请人:徐凌堂一种多频率阵列声波测井仪,由光纤电缆、光电密封连接头、电光转换发送电路、自然γ测井仪、多频声波发射、接收控制电路、井内液体声波测量探头多频声波发射、接收阵列声系、声波井径测量仪组成,利用了声波测井在裸眼井中对井壁地层的径向探测深度与声波信号的频率(波长)有关,在井下发射频率为40kHz、20 kHz、8~10 kHz、0.75 kHz、0.5 kHz或1 kHz的五种声波信号,测量记录前三种频率声波信号的完整波列,实现对井壁…     

合成声波测井

合成声波测井是利用地震记录所包含的反射系数和速度信息研究地层岩性的一种有效方法。把地震记录转换成声波测井曲线,这是合成地震记录的逆变换。逆变换包括:(1)用反褶积将地震记录最佳地逼近地层的反射系数;(2)由反射系数换算成声波速度。经上述逆变换处理,便得到与常规钻井声波测井类似的合成声波测井曲线,用以细致地划分岩性和解释油气。本文介绍了利用双边反褶积将地震道转换成合成声波测井曲线的基本方法,并通过图例讨论了影响精度的一些因素及改进转换效果的一些考虑。最后,通过合成声波测井剖面的实例,说明在地层岩性研究中所具有的高分辨率和精确性。     

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。     

偶极声波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。本文从电路作手,分析了青海油田在2004年从美国哈里伯顿公司引进偶极子以后在应用中出现的问题和解决方法,以便为今后的维修该种偶极子声波仪器提供一些的思路。     

便携式岩屑声波录井系统研制与测试

为了在钻井过程中实时测量所钻地层的声波速度,在研究岩屑声波录井方法的基础上,研制了高精度的便携式岩屑声波录井系统。设计岩屑声波录井系统时,采用了具有脉冲发生器和示波器功能的一体化电路,并研制了能够快速读取、存储波形数据的软件示波器;采用了超声波透射法,通过超声波探头发射1 MHz频率的超声波,测量声波穿过岩屑样品的纵波速度和横波速度。对该系统进行了实验室比对和实钻井偶极子声波测井比对测试,结果表明,声波速度测量精度大于98.0%、岩屑声波和电缆声波数据一致性大于80.0%。利用该系统不仅可以随钻监测地层异常压力,还可以实时评价岩石的脆性、可压性、可钻性和井壁稳定性。      

国外声波测井技术新发展

声波测井新发展包括偶极和多极声波测井，声波成像测井、声波随钻测量（测井）以及井间声波测井。新的偶极和多极电缆声波测井即使在甚低速地层中也能提供横波速度信息；改进的声波成像测井可提供高分辨率的井壁图像，能用于确定地层的倾角、探测裂缝、定量解释薄层、断层定位、孔洞定位、岩芯归位验证及检查套管状况等应用；发展中的声波随钻测量能实时提供地层孔隙度、地层超压显示、与地震相关信息及岩石可钻性方面信息等；井间声     

围岩、侵入和薄层对井眼声波测井曲线影响的评估：数值灵敏度研究

我们量化了围岩、层厚度、侵入和砂泥岩薄层对单极和偶极井眼声波测井曲线的相对影响。这是通过声波波形的数值模拟实现的，数值模拟包括了1-10千赫兹范围内所有传播波型。数值模拟中假定单极和偶极声源无限小，阵列接收器无限小，它们配置在类似市场上可买到的钢缆声波测井仪内。传播波型和它们的速度是用模拟波形的时差-相关度处理确定的。 对于围岩和层厚效应，我们考虑了边界为泥岩的软、硬地层。岩层厚度的变化考虑了发射-接收器完全包括在层内和部分越过不同层的情况。模拟显示，与在无限厚地层实测相比，围岩和层厚效应能够证明，在单极信号源时测得的纵波速度有高达30％的变化，而在偶极声源时测得的横波速度有31％的变化。 我们再现了砂泥岩薄互层，包括产油砂层内含薄泥岩的声波响应。泥岩厚度是变化的，以便考虑砂岩和泥岩的比例对测量值的影响。模拟显示，相对于有效叠层的声波速度，泥岩薄层在单极信号源时测得的纵波速度有7．3％的变化，而在偶极声源时测得的横波速度有5．8％的变化。 对于水基泥浆侵入含油地层的情况模拟了侵入影响。模拟显示，在软、硬地层的岩石物性和弹性特性采用实际参数假定时，由于侵入的影响，纵波测量值的变化可高达23％。     

横波速度的计算方法及应用

采用长源距井眼补偿数字声波测井仪,可以同时记录地层纵波时差和声波波形图。在声波波形图上,可以确定纵波首波传播时间t_c、横波首波传播时间t_s、纵波时差Δt_c和横波时差Δt_(so)根据v_s=L/t_s或v_s=[Δt_c+1/L(t_s-t_c)]~(-1),便可计算出横波速度。再利用横波速度和其他有关参数,用来划分岩性、确定岩石的孔隙度、计算岩石的弹性系数等。