現(xiàn)代聲波測井技術(shù)發(fā)展的若干特點

2006年4月WLLLOGI2006年4月WLLLOGINGTECHNLOGYApr2006文章編號:1001338(2006)001004現(xiàn)聲測井術(shù)的干點李長文,強毓明,李國利,余春昊(中國石油集團測井技術(shù)中心,陜西西安710021)摘要:對現(xiàn)代聲波測井技術(shù)的開展特點和趨勢進行了深入分析,重點就探測器布置的陣列化波形采集的高速數(shù)字化、工作頻率和輻射特性的可控化多種探測模式的集成化和資料應(yīng)用的多樣化與擴展化進行了詳細闡述其中換能器工作頻率和輻射指向特性可調(diào)控是聲波測井技術(shù)的最新開展,將極大地提高儀器的環(huán)境適應(yīng)性和綜合探測能力聲波測資料的應(yīng)用主要表達在各種波型模式聲波參數(shù)的全面開發(fā)利用和全波列信息在地層評價和工程應(yīng)用的不斷深化和拓展方面隨鉆聲波測井也有較快開展尤其是四極子聲源的使用應(yīng)引起重視對上述問題的深入分析和準(zhǔn)確把握對新一代國產(chǎn)聲波測井儀器的研發(fā)和應(yīng)用具有積極指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:聲波測井;地層評價;隨鉆測井;全波列;偶極子橫波成像測井;各向異性;陣列化測井中圖分類號:631.814文獻標(biāo)識碼:AaacritcsfoncotcLgngcnlylontLIChanwen,QANGing,LIli,UChuho(echologyenterfCinaetoleumLogingO.LD.,an,Shaani710021,Cina)act:Tisppertoroughlyanalzesthecharacteristicsandtrendsofodernaousticlogingtechology,epeiallyfocusesonarraydploymentofdetectors,fasteriitalizationofwavforma2qiiton,ontrollailityofworkingfrequencyandraiaton,integrationofmultipleinvestigatonodes,andiverityandexteniilityofdatapplicaton.Theontrollableajustmentofworkingfrequencyandraiatonirectonalfunctonoftransducerisnewlydeeloped,whichiproesthee2ironmentadaptailityandopreheniveinestigatonailityofaousticlogingtool.Theadvancesintheapplicatonofaousticlogdatalieinthedepdeelopmentandwideutilizationofaousticp2rametersofarouswavforms,andthepplicatonoffullwaetraintoformationealuationandpro2ductonenineering.Aousticlogingwhiledrillinghasbeengreatlydeeloped,epeiallythequr2poleoicourceisdrawingourattenton.Theanalyisoftheeapectsofaousticlogingtecholo2iesismeainfultothedevelopmentandapplicatonofnewgeneratonofaousticlogingtool.eyrs:aousticloging;formatonealuaton;logingwiledrilling;fullwaetrain;DSI;aiotropy;arrayloging0引言1化下,縱向上的非均質(zhì)表現(xiàn)為薄互層水井技術(shù)的特點表現(xiàn)在陣列化和集成化上。加可調(diào)化等。極極化測化地層評價與工程應(yīng)用的一體化等,目的數(shù)認(rèn)化,立像率。理度裂縫等,方位上的非均質(zhì)表現(xiàn)為大位移成的地層非對稱分布高角度裂縫地應(yīng)力等上的非均質(zhì)表現(xiàn)為鉆井泥漿侵入井旁小造套管井多層介質(zhì)等,以及井眼幾何形狀的化陣列化測量有助于采用新的信號處理技術(shù)性;率層力;向探測深度,了解地層侵入變化和孔隙流布;率性;大息量,通過可視化處理,改善對儲層參數(shù)空測井技術(shù)2006年102·認(rèn)測井技術(shù)2006年102·認(rèn)識;適應(yīng)不同地層條件和不同測量目的的量量。前都為8個()或12個(),但對換能器的一致性要求很高距從早期的0.6m(2ft3)減小到現(xiàn)在的0.5m(0.5ft)那么從2～3m增加到4～5m甚至大器都提供了隔聲短節(jié),可根據(jù)需要加長聲距加長到10多米由于源距更長,縱波、波純有數(shù)的準(zhǔn)確提取對陣列化數(shù)據(jù)可采用時域頻域的相干疊加法等技術(shù)進行多種縱向分辨率(11510160m)理償(圖1)處的優(yōu)點是差計算精度高,結(jié)果靠樣[1]。圖2 子子性比極子的優(yōu)點是方位分辨特性更好,速度頻小缺點是能量輻射效率較低,換能器制作工難。司的極子橫波像儀DSI貝休儀MAII(子)伯頓公司的全波形聲波測井儀aeoc(子聲波測井儀L)等為代表的陣列術(shù)式(極極四極)合布置的測量和采集方式,一次下井能獲得更大量(00道波形數(shù)),能適應(yīng)多種測量目的和求分用[3]。圖1 圖化前已00kit/s國內(nèi)也已突破00kit/s,目前還在發(fā)術(shù)。為8it集兼顧好幅度很小的高頻縱波與幅度很大波信題了便陣列聲波測井那么采用2it甚至6it的A/D,進一步提高測量動態(tài)范圍和地層適應(yīng)能力,而且化的化化。錄(哈波井儀BAS貝阿特斯儀DL),能兼顧裸井聲波時測管井固井質(zhì)量評價BAS聲系為井眼補償式構(gòu)L為單側(cè)發(fā)式的雙發(fā)收結(jié)構(gòu),了0.15m采用數(shù)字記錄可在場波時差可視化處理,并給出質(zhì)量控制參數(shù),徑裂縫或含氣等異常層段還可進行人機交互處理門檻值檢測法更可靠,另外在后期精細處數(shù)能(圖)。3化的,輻徑向脹縮振動當(dāng)?shù)貙涌v波速度高于井內(nèi)時縱波(縱波)臨界折射橫波(滑行橫波)偽瑞利波和等但單極子聲源在地層縱波速度低于井內(nèi)式橫數(shù);激發(fā)出的橫波沒有方向性,很難利用到橫介質(zhì)中會分裂為快慢2組波這一重要特性[2]。半,離,振動位相相反,相當(dāng)于一個作彎曲振動板子聲源在軟地層中激發(fā)出的波主要是撓波(波)度很小。源圓為4局部,各局部之間絕緣隔離,相鄰局部的反四極子聲源在井眼中激發(fā)的聲波模式主要是彎曲波(準(zhǔn)橫波四極子波)如圖2所示,與偶23位1ft=13048m,同第30卷第2期李長文,等:現(xiàn)代聲波測井技術(shù)開展的假設(shè)干特點103·多新的突破第30卷第2期李長文,等:現(xiàn)代聲波測井技術(shù)開展的假設(shè)干特點103·多新的突破[6],單極和偶極發(fā)射器的頻率、度征和持續(xù)時間都是可編程調(diào)控的,使發(fā)射器電路地層之間到達最正確阻抗匹配斯倫推出的模塊式三維聲波測井儀器也增加面的功能,大大提高了儀器的環(huán)境適應(yīng)性、量[7]。化長中遠大弱實要單純依靠降低發(fā)射換能器諧振頻率和提功率都有一定的局限,因此可借鑒航天軍術(shù),面積聲輻射指向性,提高聲源輻射效率所謂是采用多個換能器元件組成一個發(fā)射換陣時度調(diào)整,即控制發(fā)射脈沖相位和幅度,使各在空間某點以相同位相疊加,從而得到聚焦效果[8]圖4個發(fā)射換能器組合時在水池中的輻射果射率參數(shù)包括振元數(shù)量間距發(fā)射延遲時間、度通過調(diào)整輻射指向性可適應(yīng)軟地層和要構(gòu)測[9]。5圖3制化波(時)測井儀器工作頻在20～5kz圍在718kz,13k右井的單極子聲源工作頻率那么進一步降到了5～9kz率那么從最的5～6kz到的3kz度頻散影明顯減小,橫波差好。的工作頻率大多項選擇取在它的機械共振率()近態(tài)波形,取得最大的電聲效率和發(fā)射聲功率。為4EL 1(1)fr==rrsE11中,均半徑;sE為性柔順系數(shù)(2/N),11EL為0度。波動下避開諧振頻率工作例如,斯倫貝謝公司式,單開諧振頻率在較低頻率下的激發(fā)結(jié)果不性率地層性質(zhì)井壁條件井眼大小等有密切關(guān)系中著突出,往往幅度較小頻率較高,選擇較高的工作率(1～8k)能得到信噪比擬好的縱波數(shù)據(jù)在中率(6～9k)助于得到穩(wěn)定可靠的縱波時差數(shù)據(jù)[4,5]這帶振的;儀控件求。頓公司的全波形聲波測井儀aeoic在圖4化(200)化波進一步利用了橫波在各向異性介質(zhì)性,和用(圖)。步次號如反射波或模式轉(zhuǎn)換波等進行開發(fā)利用析通6測井技術(shù)2006年104·況20kz測井技術(shù)2006年104·況20kz折聲波測井與0kz超井有機組合可以更好地評價套管外水泥性像可形等。井技術(shù)的開展主要是如何克服噪聲干比斜視。獻:[1]明傳漢.定量測井聲學(xué)[M].趙曉敏譯.北京:石油社2004.司測井重點實驗室.測井新技術(shù)培材[M].京:社204.陶果,鄒輝.波測井資料處理方法研究[J].石發(fā)00027(2):143-47.文昊海,胡學(xué)紅,申毅.巖石聲波主頻漂象及其應(yīng)用探討[J].測井技術(shù),999,23(4):34-380.uPT,aigHL,ciberD.LofeqecyaeLogingforpoedopresoloityinowo2atonasoes[A].SEG5thteratoleting2paedAbtts[C].B1.3,995.玉玲.哈里伯頓新一代交叉偶極聲波測井儀及其應(yīng)用[J].術(shù)2048():38-351.iteV,iositaT,noT,cingK,aonJ,Bina,oaT,eaiTandJohnoncluererD.AodlariieocolforasueetsfD(2tl,ail,adAl)oratonoutcpertes[A].SPLA46thAnnlLoigyoium[C],Jue26-29,205.孝升蓮.相控線陣聲波輻射器在聲波測井可行性分析[J].地球物理學(xué)報,202,45(5):74-22.文,強毓明,余春昊,等.遠探測聲波成象測井方法研究[A].井202(上海)國際學(xué)術(shù)交流會[C],202.[2][3]圖5別[4]價裂縫特征及其有效性方面具有非常好果[10]反射那么可用于價井外裂縫延征的井()術(shù)而低的缺陷[11]聲波頻譜征信息也逐步用度質(zhì)。[5][6][7]7化一,度較淺,受泥漿侵入和井徑變化影響較大,和穩(wěn)定性都不夠好,縱向分辨率也較低,直地層薄互層中的測量效果,對地震刻度也利量處理善[5]。準(zhǔn)確測量極大地擴展了聲波測井資料范圍[12]縱橫波資料結(jié)合在地層評價和流體力價等;度井徑等資料結(jié)合計算地層巖石力學(xué)參數(shù),定性和預(yù)測破裂壓力梯度等利用交叉偶向波以評價水平最大主應(yīng)力和水平最小主應(yīng)力。在套管井中的應(yīng)用也得到較大開展通理套況間[8][9][0]文余春昊,趙旭東,朱振升.反射波信息在裂