阵列声波测井介绍.ppt

1、1,多极子阵列声波测井 及资料应用,2012年01月,2,全波列声波波型成分,3,背景：阵列声波的产生,普通声波测井,纵横波,纵波,硬地层,软地层,How?,偶极技术,解决: 地质问题 工程问题,4,一、阵列声波测量原理 二、多极子阵列声波仪器 三、阵列声波资料处理 四、主要用途及实例 五、结论,主要内容,5,单极声波在快速地层的传播,6,偶极传感器工作示意图,偶极横波成像测井仪基本原理,7,挠曲波是一种频散界面波 低频时（1.2kHz)，其传播速度与地层横波速度相等；高频时，（约）低于横波速度,用挠曲波替代横波的可行性,8,偶极子发射器能产生沿井壁传播的挠曲波 挠曲波是一种频散界面波，在低频

2、时，它以横波速度传播，在高频时，它以低于横波的速度传播 XMAC通过对挠曲波的测量来计算地层横波速度的 为确保横波速度的测量精度，偶极发射器应尽量降低发射频率 通过交叉偶极子的定向性对地层进行各向异性分析.,9,一、阵列声波测量原理 二、多极子阵列声波仪器 三、阵列声波资料处理 四、主要用途及实例 五、结论,主要内容,10,多极子阵列声波仪器简介 目前应用较多的多极子阵列声波测井仪有以下几种:,11,总体设计方案,仪器由发射声系、接收声系、隔声体、发射电子线路和接收电子线路组成，通过遥测短节(技术中心300k)、地面（EILog-06）和波形处理，最终得到解释成果。通过单极阵列和偶极阵列组合，

3、在快速或慢速地层中都可获得纵波、横波、斯通利波资料。,接收电子线路,发射声系,隔声体,接收声系,发射电子线路,遥传短节,12,下井仪器结构及参数,单极子最小源距(T2R1): 3654mm 最大源距(T2R8): 4718mm 偶极子最小源距(T3R1): 3120mm 最大源距(T3R8): 4184mm 四极子最小源距(T1R1): 2587mm 最大源距(T1R8): 3651mm T3、T4：同深度,四极源 T1,单极源 T2,接收电子线路,发射电子线路,R1,R8,8个接收阵列,隔声体,偶极源Y(T4) 偶极源X(T3),单极子(T2),四极子(T1),13,耐温： 150 耐压：

4、100MPa 可测最小井眼： 114.3 mm 可测最大井眼： 533.4 mm 单极子发射器： 1个 偶极子发射器： 2个相互正交 四极子发射器： 1个 接收器： 8组，可进行正交偶极子接收,14,接收探头间距： 152mm 仪器外径： 92mm 最大外径： 99mm 声源的工作频率范围： 1kHz 14kHz 最大测速： 512m/h 数字化精度： 14位 时间采样间隔： 10ms 40ms,15,接收电子线路（外壳）,发射声系,隔声体,接收声系,发射电子线路（外壳）,16,接收电路,发射线路,发射声系,隔声体,接收声系,仪器由发射电路短节、发射换能器短节、隔声体短节、接收换能器短节和接收

5、控制采集电子线路短节五部分组成 ，仪器总长8.53米，重约300公斤。,仪器总装图,17,单极方式：,偶极方式：,采用传统的单极声源发射器，可向井周围发射声波，使井壁周围产生轻微的膨胀作用，因此在地层中产生了纵波和横波，由此得出纵波和横波时差 。在疏软地层中，由于地层横波首波与井中泥浆波一起传播，因此单极声波测井无法获取横波首波 。,采用偶极声源发射器，使井壁产生绕曲波，低频绕曲波速度近似地层横波速度，解决了在疏软地层的横波测量问题。,交叉偶极方式：,正交发射，正交接收。用以研究地层各向异性,测量方式,18,原始资料质量控制,1、波形认识：波列记录齐全可辨，地层的纵波、横波、斯通利波的界面清楚

6、，幅度变化正常。,19,原始资料质量控制,2、首波波至时间曲线变化形态应一致。 3、在12m井段内，相对方位曲线变化不应 大于360。 4、曲线应反映岩性变化，纵、横波数值在纯岩性地层中与理论骨架值接近。,20,原始资料质量控制,5、4条到时曲线基本平行。近单级时差基本正确。 6、测前、测后应分别在无水泥粘附的套管中测量10m时差曲线，对套管检查的纵波时差数值应在187s/m5 s/m（ 57s/ft1.5 s/ft ）以内。,21,原始资料质量控制,7、重复测井与主测井的波列特征应相似，纵波时差重复曲线与主测井曲线形状相同，重复测量值相对重复误差应小于3%。采用定向测量方式时，井斜角重复误差

7、在0.4 以内，当井斜角大于0.5 时，井斜方位角重复误差应在10 以内。,22,一、阵列声波测量原理 二、多极子阵列声波仪器 三、阵列声波资料处理 四、主要用途及实例 五、结论,主要内容,23,多极子阵列声波测井（MPAL）处理解释流程,24,处理解释流程示意图,25,MPALreco波形恢复模块,把延迟和增益恢复到经过滤波后的波形上,波形恢复,26,提供共发射模式下纵横波、斯通利波的时差、到时曲线、相关系数峰值、二维STC相干成像图、STC相关峰值等。,MPALstc单一模式波形处理（共发射模式）模块,纵波,横波,斯通利波,27,提供共接收模式下纵横波、斯通利波的时差、到时曲线、相关系数峰

8、值、二维相干成像图等。,MPALstcr单一模式波形处理（共接收模式）模块,利用二维STC相干成像图、STC相关峰值进一步计算模式波时差、到时曲线、相关系数峰值等。,MPALlable寻找峰值工具模块,将共发射模式下纵横波、斯通利波的时差和提供共接收模式下纵横波、斯通利波的时差进行井眼补偿计算，获取最终的纵横波、斯通利波时差和到时曲线。,MPALcom获得最终时差模块,28,提供纵横波、斯通利波的八道波形幅度曲线，计算纵横波、斯通利波的衰减系数和相关对比时窗的结束位置。,MPALampattu获取波形幅度及衰减系数模块,29,计算杨氏模量、剪切模量、体积模量等岩石动、静态弹性模量和动态泊松比等

9、岩石力学参数。,MPALmechprop岩石物理参数提取模块,30,MPALsandan出砂分析模块,提供有效周向应力、有效径向应力、固有剪切强度以及泥浆比重安全使用窗口。,31,提供快慢横波时差曲线、百分比地层各向异性与平均百分比地层各向异性、各向异性方位图和快横波方位曲线、快慢横波波形图、各向异性开窗时间及关窗时间、快横波方位统计图。,MPALani各向异性分析模块,32,处理成果质量控制,预处理 在波列里提取时差 波形和频谱的一致 后台处理 时差和相似度重合 首波到时和波形重合,33,预处理质量控制,34,编辑后,未编辑,交互的时差编辑,35,后台处理质量控制 时差/相似度 17、18号

10、层，试油日产油2.88t，水1.08m3，低产油水层，经压裂改造，日产油5.4m3，水20.83m3，返排率为95%,压裂效果明显。计算破裂压力为63-69MPa左右，施工破裂压力为73.77 MPa。,家xx-xx井：为压裂施工工艺提供依据,计算：80-83MPa 施工：77.26MPa,计算：63-69MPa 施工：73.77MPa,79,理论上，最大主应力的方向与快横波方位一致，最大主应力的大小与横波的速度有关。通过计算快横波方位从而得到最大主应力的方向。,7、用横波方位指示地层最大水平应力方向,80,确定地层最大水平应力方向,81,利 用 各 向 异 性 进 行 地 应 力 分 析,利

11、用快横波方位可以确定主力油气层段的地应力方向。,82,利用六臂地层倾角测井的三井径曲线或四臂地层倾角测井的双井径曲线、号极板方位 曲线来确定以上四口井主力油层段石盒子组、山西组的最大、最小水平主应力方位。,利 用 各 向 异 性 进 行 地 应 力 分 析,83,一、阵列声波测量原理 二、多极子阵列声波仪器 三、阵列声波资料处理 四、主要用途及实例 五、结论,主要内容,84,多极子阵列声波测井资料信息丰富，应用效果明显。 所以我们建议在油气富集区、裂缝发育带、需进行压裂效果检测的井中多进行多极子阵列声波测井，以便更好地发挥多极子阵列声波测井的优势，从而为钻井、油田开发、油藏工程等提供重要信息及可靠依据。,85,1 、多极子阵列声波测井可以准确获得地层的纵波、横波、斯通利波的信息。 2、可以对地层的含气性进