阵列声波处理流程

1、阵列声波培训计划阵列声波培训计划 二二00九年四月九年四月 l时间：四天时间：四天 仪器类型及发展、单极和偶极波、滤波器仪器类型及发展、单极和偶极波、滤波器、 相关对比方法、井眼补偿相关对比方法、井眼补偿 、掌握提波方法掌握提波方法 T R1 R2 S t =t2-t1 / S 单发双收单发双收 l l T1 R1 R2 T2 t2 t 双发双收双发双收 Monopole Transmitter Receiver Array 阵列声波阵列声波 硬硬(快速快速)地层地层 V1 V2 q qc q q2 q q1 软软(慢速慢速)地层地层 2 V2 q q1 q q2 Snell定律定律 2 1

2、2 1 )sin( )sin( V V q q 2 1 2 1 arcsin)sin( V V V V cc qq 快速地层中的单极波传播快速地层中的单极波传播 地层地层 接收器接收器 纵波纵波 发射器发射器 横波横波 Monopole Transmitter Receiver Array 快速地层中的单极波列快速地层中的单极波列 纵纵 波波 横波横波 斯通利波斯通利波 首波首波 慢速地层中的单极波传播慢速地层中的单极波传播 慢速地层中的单极波列慢速地层中的单极波列 偶极偶极 (横波横波) 仪器仪器 板状声源产生的弯曲波在井壁 传播 在低频时 ( 2 kHz) 它以地层 的横波速度传播 弯曲震

3、动的声源波在井中流体 中产生的弯曲只能用对弯曲波 敏感的接收器接收 它有指向性 高频时要做频散校正 S Wave Receiver PP Source P P S Wave 阵列声波仪器简介阵列声波仪器简介 Wts遥传 电子线路 接收系 隔声体 发射系 电子线路 T2 T3 T4 T1 R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 几种仪器的主要区别几种仪器的主要区别 16个接收器，一 单一偶相间排列 缺点：波列线性 度较差 接收系 发射系 MACXMACXMAC XMACF1 接收系 发射系 发射系 发射系 接收系 接收系 DAL 8个接收器， T3与T4之间有 1ft的距离 T2 T3

4、T4 T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T1 T4 接收器与 XMAC相同， T3与T4在同一 深度 区别在于隔声体 由橡胶换成刚性 体，优势是测速 提高，可以在斜 井中使用 两个发射器，四 个接收器 T2 T1 XMACXMAC资料处理基本流程资料处理基本流程 CAL 全波测井数据全波测井数据 波速分析波速分析 纵波时差纵波时差 Stonely时差时差 S波时差波时差 POR DEN 岩石力学参数岩石力学参数 SH 波场分离波场分离渗透率渗透率 破裂压力预测破裂压力预测 泥浆参数泥浆参数 DEN 各向异性分析各向异性分析 处理之前要了处理之前要了 解本井所使用解本井所使用 的仪器类型

5、和的仪器类型和 测量配置。从测量配置。从 曲线头上了解曲线头上了解 T-R距和距和R-R距距 以及这个波列以及这个波列 的发射及接收的发射及接收 换能器情况换能器情况 再了解一再了解一 下文件中下文件中 包括哪些包括哪些 内容：测内容：测 了那些曲了那些曲 线（单极线（单极 、偶极）、偶极） 、采样率、采样率 等等 处理前的处理前的 质量控制质量控制 波形振相的线性波形振相的线性 度度 波形的相关性（需波形的相关性（需 与仪器匹配）与仪器匹配） 提波提波 要注意提纵波、要注意提纵波、 横波、斯通利波横波、斯通利波 的滤波器类型、的滤波器类型、 时窗长度、步长时窗长度、步长 及频率范围及频率范围

6、 处理后的处理后的 质量监控质量监控 l1.慢度与联合相关的对慢度与联合相关的对 比比 l2.走时曲线与波形的叠走时曲线与波形的叠 加加 l3.相关图上的次级大值相关图上的次级大值 的离散度的离散度 井眼补偿井眼补偿 具体做法：发射器阵列具体做法：发射器阵列 提波提波 时间 井眼补偿井眼补偿 接接 收收 换换 能能 器器 提提 的的 波波 发发 射射 器器 提提 的的 波波 两种方法：两种方法： 算术平均法算术平均法 、几何平均、几何平均 法法 单极提波的建议值（单极提波的建议值（xmac仪器）仪器） 频率范围 (赫兹) 滤波器类型时窗窗长 (微秒） 时窗步长 纵波5000-20000 FIR

7、200-400100-200 横波4000-8000 FIR200-400100-200 斯通利波500-4000 FFT1000-1500500-800 阵列声波资料的地质应用阵列声波资料的地质应用 l识别岩性识别岩性 l计算孔隙度计算孔隙度 l利用斯通利波估算渗透率利用斯通利波估算渗透率 l评价裂缝位置评价裂缝位置 l识别含气储层识别含气储层 l评价砂泥岩薄层评价砂泥岩薄层 l利用斯通利波计算利用斯通利波计算TI各向各向 异性及水平渗透率异性及水平渗透率 l评价地层各向异性评价地层各向异性 fma ttt)1( Wyllie平均时间公式 部分岩性及矿物部分岩性及矿物 骨架慢度骨架慢度 （u

8、s/ft)us/ft) 纵横波速度比纵横波速度比 砂岩砂岩55.555.51.591.59 石灰岩石灰岩47.547.51.851.85 白云岩白云岩43.543.51.751.75 花岗岩花岗岩51512 2 玄武岩玄武岩5353（50-5850-58）1.821.82 硬石膏硬石膏52521.891.89 方解石方解石46.546.5 岩石力学特性基本理论简介岩石力学特性基本理论简介 应力与应变应力与应变 l1.应力 l2.应变 l3.模量 l l A F 应变 应力 模量 l杨氏模量(YMOD) 22 22 2 10 43 1034. 1 cs cs s b tt tt t E l体积模

9、量(BMOD) l剪切模量(SMOD) 22 22 10 3 43 1034. 1 cs cs b tt tt K 2 10 1034. 1 s b t l泊松比(POIS) 22 22 2 2 1 cs cs tt tt 动态模量与静态模量动态模量与静态模量 井眼附近的应力 2242 2242 224 224 42 42 11 34cos2 22 11 3cos2 22 1 32sin2 2 xyxy r xyxy xy r RpRRR rrrr RpRR rrr RR rr q q q q q 径向, 切向, 和剪切应力 ()2()cos2 xyxy r R P q q pRr PP 只考

10、虑井周地层时，R=r, 这时剪切应力r,=0 破裂压力破裂压力 21 2 3 11 yxOP FPPP P 闭合压力闭合压力 minmin ; min(,) () 1 Pxy OPP PP PPP 33 通过调节泥浆压力通过调节泥浆压力P来控制出砂来控制出砂 00 cossin; Minimum mud pressure ssP PPP P 也不能太小也不能太小,防止出砂防止出砂 () psrspP PPPPP 生产压差生产压差 P 不能太大不能太大,防止井眼破裂防止井眼破裂 ;Maximum mud pressurePFP 理想泥浆比重理想泥浆比重 0sP PPP 岩石特性分析岩石特性分析m

11、echprop 选岩石参选岩石参 数时，这数时，这 儿要给砂儿要给砂 岩骨架值岩骨架值 ，如果是，如果是 cra处理的处理的 要在下面要在下面 一栏里填一栏里填 组成矿物组成矿物 的骨架值的骨架值 泥岩值按本井情况泥岩值按本井情况 选取，要选两个值选取，要选两个值 ，如果本井没有较，如果本井没有较 纯泥岩，则按邻井纯泥岩，则按邻井 值或地区值选取值或地区值选取 fracman l利用上步输出的杨氏模量、剪切模量、利用上步输出的杨氏模量、剪切模量、 体积模量、泊松比等岩石弹性参数结合体积模量、泊松比等岩石弹性参数结合 岩性密度曲线计算破裂压力梯度、闭合岩性密度曲线计算破裂压力梯度、闭合 压力梯度

12、，进而预测地层破裂压力及裂压力梯度，进而预测地层破裂压力及裂 缝的纵向延伸。缝的纵向延伸。 42 47 lsandan2006 斯通利波估算渗透率斯通利波估算渗透率 斯通利波（单极）斯通利波（单极） l由井壁引起的压力脉冲由井壁引起的压力脉冲 Stoneley waves travel direction Stoneley waves displacement Formation fluid movement Receivers Source 斯通利波斯通利波 53 F渗透性渗透性 F采集噪声采集噪声 F井眼变化井眼变化 F地层变化地层变化 F泥饼泥饼 波的属性波的属性 应用过程中的问题应用过

13、程中的问题 要把非渗透性影响要把非渗透性影响 去除去除 54 F处理处理 压制数据中的噪声和散射压制数据中的噪声和散射 F模拟模拟 模拟数据没有渗透性时的属性进而与实际数模拟数据没有渗透性时的属性进而与实际数 据比较发现渗透性指示据比较发现渗透性指示 F反演反演 估算渗透率估算渗透率 55 斯通利波数据斯通利波数据 DEPTH (feet) 835 925 26 TIME (ms) 56 波分离波分离 57 反射系数的计算反射系数的计算 波分离波分离 成果图成果图 包括直达波的中包括直达波的中 心频率、斯通利心频率、斯通利 波慢度、原始反波慢度、原始反 射系数、处理过射系数、处理过 的反射系数

14、、伽的反射系数、伽 马曲线、下行波马曲线、下行波 相对直达波的时相对直达波的时 间延迟、以及分间延迟、以及分 离开的直达波、离开的直达波、 下行波、上行波下行波、上行波 2、求渗、求渗 透率透率 先根据中心频率曲线先根据中心频率曲线 结合时差曲线、伽马结合时差曲线、伽马 曲线，选一非渗透层曲线，选一非渗透层 。（时差小、频率高。（时差小、频率高 、而且具有一定对称、而且具有一定对称 性的层）性的层） 计算渗透计算渗透 率时注意率时注意 a. 第一次计算时滞和频第一次计算时滞和频 移时，参考点要选干移时，参考点要选干 层点，不能选泥岩点层点，不能选泥岩点 。 b. 第二个估算渗透率时第二个估算渗

15、透率时 ，第二个参考点要选，第二个参考点要选 渗透层，所对应的孔渗透层，所对应的孔 隙流体密度按储层内隙流体密度按储层内 流体密度填写流体密度填写 c. 公制井径的单位是米公制井径的单位是米 ，而不是厘米，而不是厘米 识别含气储层识别含气储层 2 2 (1/) /(1)/ ds d fsds KK KK KKKK (4 /3)/ p VK Gassmann Equation: Water Gas f: fluid, s: solid matrix, d: dry P-wave velocity / s V S-wave velocity, unaffected 正交偶极子的处理及应用正交偶极子

16、的处理及应用 l理论方法 原理 处理 质量控制 l解释应用 交叉偶极测量原理交叉偶极测量原理 测量的四种组分测量的四种组分: 同向分量同向分量: X X, Y Y 交叉分量交叉分量: X Y, Y X 横波在各向异横波在各向异 性地层中分裂性地层中分裂 成快、慢横波成快、慢横波 处理前的质量控制处理前的质量控制 波形偏移的线性度波形偏移的线性度 波形和和波谱相关性波形和和波谱相关性 X min(,) () 1 Pxy OPP PP PPP 闭合应力 ()2()cos2 xyxy r R P q q pRr PP 泥岩值按本井情况泥岩值按本井情况 选取，要选两个值选取，要选两个值 ，如果本井没有较，如果本井没有较 纯泥岩，则按邻井纯泥岩，则按邻井 值或地区值选取值或地区