现代声波测井技术发展的若干特点

2006年4月WLLLOGI2006年4月WLLLOGINGTECHNLOGYApr2006文章编号:1001338(2006)001004现声测井术的干点李长文,强毓明,李国利,余春昊(中国石油集团测井技术中心,陕西西安710021)摘要:对现代声波测井技术的开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开展,将极大地提高仪器的环境适应性和综合探测能力声波测资料的应用主要表达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开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。关键词:声波测井;地层评价;随钻测井;全波列;偶极子横波成像测井;各向异性;阵列化测井中图分类号:631.814文献标识码: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,纵向上的非均质表现为薄互层水井技术的特点表现在阵列化和集成化上。加可调化等。极极化测化地层评价与工程应用的一体化等,目的数认化,立像率。理度裂缝等,方位上的非均质表现为大位移成的地层非对称分布高角度裂缝地应力等上的非均质表现为钻井泥浆侵入井旁小造套管井多层介质等,以及井眼几何形状的化阵列化测量有助于采用新的信号处理技术性;率层力;向探测深度,了解地层侵入变化和孔隙流布;率性;大息量,通过可视化处理,改善对储层参数空测井技术2006年102·认测井技术2006年102·认识;适应不同地层条件和不同测量目的的量量。前都为8个()或12个(),但对换能器的一致性要求很高距从早期的0.6m(2ft3)减小到现在的0.5m(0.5ft)那么从2～3m增加到4～5m甚至大器都提供了隔声短节,可根据需要加长声距加长到10多米由于源距更长,纵波、波纯有数的准确提取对阵列化数据可采用时域频域的相干叠加法等技术进行多种纵向分辨率(11510160m)理偿(图1)处的优点是差计算精度高,结果靠样[1]。图2 子子性比极子的优点是方位分辨特性更好,速度频小缺点是能量辐射效率较低,换能器制作工难。司的极子横波像仪DSI贝休仪MAII(子)伯顿公司的全波形声波测井仪aeoc(子声波测井仪L)等为代表的阵列术式(极极四极)合布置的测量和采集方式,一次下井能获得更大量(00道波形数),能适应多种测量目的和求分用[3]。图1 图化前已00kit/s国内也已突破00kit/s,目前还在发术。为8it集兼顾好幅度很小的高频纵波与幅度很大波信题了便阵列声波测井那么采用2it甚至6it的A/D,进一步提高测量动态范围和地层适应能力,而且化的化化。录(哈波井仪BAS贝阿特斯仪DL),能兼顾裸井声波时测管井固井质量评价BAS声系为井眼补偿式构L为单侧发式的双发收结构,了0.15m采用数字记录可在场波时差可视化处理,并给出质量控制参数,径裂缝或含气等异常层段还可进行人机交互处理门槛值检测法更可靠,另外在后期精细处数能(图)。3化的,辐径向胀缩振动当地层纵波速度高于井内时纵波(纵波)临界折射横波(滑行横波)伪瑞利波和等但单极子声源在地层纵波速度低于井内式横数;激发出的横波没有方向性,很难利用到横介质中会分裂为快慢2组波这一重要特性[2]。半,离,振动位相相反,相当于一个作弯曲振动板子声源在软地层中激发出的波主要是挠波(波)度很小。源圆为4局部,各局部之间绝缘隔离,相邻局部的反四极子声源在井眼中激发的声波模式主要是弯曲波(准横波四极子波)如图2所示,与偶23位1ft=13048m,同第30卷第2期李长文,等:现代声波测井技术开展的假设干特点103·多新的突破第30卷第2期李长文,等:现代声波测井技术开展的假设干特点103·多新的突破[6],单极和偶极发射器的频率、度征和持续时间都是可编程调控的,使发射器电路地层之间到达最正确阻抗匹配斯伦推出的模块式三维声波测井仪器也增加面的功能,大大提高了仪器的环境适应性、量[7]。化长中远大弱实要单纯依靠降低发射换能器谐振频率和提功率都有一定的局限,因此可借鉴航天军术,面积声辐射指向性,提高声源辐射效率所谓是采用多个换能器元件组成一个发射换阵时度调整,即控制发射脉冲相位和幅度,使各在空间某点以相同位相叠加,从而得到聚焦效果[8]图4个发射换能器组合时在水池中的辐射果射率参数包括振元数量间距发射延迟时间、度通过调整辐射指向性可适应软地层和要构测[9]。5图3制化波(时)测井仪器工作频在20～5kz围在718kz,13k右井的单极子声源工作频率那么进一步降到了5～9kz率那么从最的5～6kz到的3kz度频散影明显减小,横波差好。的工作频率大多项选择取在它的机械共振率()近态波形,取得最大的电声效率和发射声功率。为4EL 1(1)fr==rrsE11中,均半径;sE为性柔顺系数(2/N),11EL为0度。波动下避开谐振频率工作例如,斯伦贝谢公司式,单开谐振频率在较低频率下的激发结果不性率地层性质井壁条件井眼大小等有密切关系中著突出,往往幅度较小频率较高,选择较高的工作率(1～8k)能得到信噪比拟好的纵波数据在中率(6～9k)助于得到稳定可靠的纵波时差数据[4,5]这带振的;仪控件求。顿公司的全波形声波测井仪aeoic在图4化(200)化波进一步利用了横波在各向异性介质性,和用(图)。步次号如反射波或模式转换波等进行开发利用析通6测井技术2006年104·况20kz测井技术2006年104·况20kz折声波测井与0kz超井有机组合可以更好地评价套管外水泥性像可形等。井技术的开展主要是如何克服噪声干比斜视。献:[1]明传汉.定量测井声学[M].赵晓敏译.北京:石油社2004.司测井重点实验室.测井新技术培材[M].京:社204.陶果,邹辉.波测井资料处理方法研究[J].石发00027(2):143-47.文昊海,胡学红,申毅.岩石声波主频漂象及其应用探讨[J].测井技术,999,23(4):34-380.uPT,aigHL,ciberD.LofeqecyaeLogingforpoedopresoloityinowo2atonasoes[A].SEG5thteratoleting2paedAbtts[C].B1.3,995.玉玲.哈里伯顿新一代交叉偶极声波测井仪及其应用[J].术2048():38-351.iteV,iositaT,noT,cingK,aonJ,Bina,oaT,eaiTandJohnoncluererD.AodlariieocolforasueetsfD(2tl,ail,adAl)oratonoutcpertes[A].SPLA46thAnnlLoigyoium[C],Jue26-29,205.孝升莲.相控线阵声波辐射器在声波测井可行性分析[J].地球物理学报,202,45(5):74-22.文,强毓明,余春昊,等.远探测声波成象测井方法研究[A].井202(上海)国际学术交流会[C],202.[2][3]图5别[4]价裂缝特征及其有效性方面具有非常好果[10]反射那么可用于价井外裂缝延征的井()术而低的缺陷[11]声波频谱征信息也逐步用度质。[5][6][7]7化一,度较浅,受泥浆侵入和井径变化影响较大,和稳定性都不够好,纵向分辨率也较低,直地层薄互层中的测量效果,对地震刻度也利量处理善[5]。准确测量极大地扩展了声波测井资料范围[12]纵横波资料结合在地层评价和流体力价等;度井径等资料结合计算地层岩石力学参数,定性和预测破裂压力梯度等利用交叉偶向波以评价水平最大主应力和水平最小主应力。在套管井中的应用也得到较大开展通理套况间[8][9][0]文余春昊,赵旭东,朱振升.反射波信息在裂