浅谈声波全波列的数值计算方法与应用

随着声波全波列测井方法在油田测井申的应用,声波全波列数值计算方法也逐步发展起来,它对油田勘探与开发有着重要的理论指导意义。文章介绍利用实轴积分法和有限差分法研究声波在地层中的传播情况,并从确定岩性、岩层孔隙度和含油饱和度等方面说明了声波全波列在实际测井中的应用。     

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。     

声波全波列测井资料分析处理技术及应用

针对川西致密碎屑岩储层声波全波列测井信息特征，开展了声波全波列测井信息提取技术的研制工作，分析了各种提取分波信息方法的特点并对其进行了比较，在此基础上实现了多方法的综合提取。开发了声波全波列测井资料的人机交互处理技术，大大提高了各种分波信息处理的准确性。引入裂缝率的概念，通过对裂缝率的计算和分析实现了对储层裂缝的半定量评价。这一技术的开发应用使得测井对储层裂缝的分布和发育情况展现得更直观，刻画得细致。该技术及时应用到了川西中深层的勘探和开发中，分析了储层的含气性、渗透性、裂缝性以及岩石弹性参数等，对裂缝性储层的评价进一步定量化。     

地层纵横波幅度与裂缝倾角及张开度的关系

声波全波列测井资料在评价井壁地层的裂缝性质方面起着重要作用。理论分析及计算发现，声波幅度与裂缝的张开度，裂缝倾角等有关，且关系比较复杂，为声波资料的精确解释和合理应用奠定了基础。     

利用反射纵波评价裂缝倾角的模拟实验研究

声波全波列测井中的反射纵波可以用来评价高角度裂缝和对井周附近地质结构进行成像。目前的研究主要侧重于直接从波形资料处理出发计算裂缝的位置和倾角 ,其可靠性和准确性无从评价和校验。文中采用模拟实验的方法记录了倾角为 6 0°～80°范围内的 8种倾角裂缝的反射脉冲纵波波形 ,自行推导了反演裂缝倾角的公式 ,结合波场分离技术对实验测量波形数据进行了处理 ,计算出的裂缝倾角与实际值具有良好的一致性。本文结果表明 ,利用至少 2个深度点的纵波反射波波形资料就可以准确地反演裂缝的倾角     

用PP波识别井旁裂缝技术在碳酸盐岩地层中的应用

前人在模拟碳酸盐岩地层的模型井中进行声波全波测井，结果在接收到的全波列上观测到了滑行纵波和滑行横波之间有一来自模型外的强反射波，用符号PP表示，称为反射PP波。这个反射PP可用于探测井旁裂缝。与之对比，在碳酸盐岩地层，XMAC（交叉多极阵列声波）测井的全波波列上也出现了实验的反射PP波十分相似的波形，根据XMAC测井仪的源距推算出XMAC全波列中的反射PP波可探测到距井壁2．2－3．2m范围内的裂缝。这一技术在大港油田千米桥潜山碳酸盐岩储层评价中应用，地质效果良好。     

利用反射纵波评价裂缝倾角的模拟实验研究

声波全波列测井中的反射纵波可以用来评价高角度裂缝和对井周附近地质结构进行成像.目前的研究主要侧重于直接从波形资料处理出发计算裂缝的位置和倾角,其可靠性和准确性无从评价和校验.文中采用模拟实验的方法记录了倾角为60°～80°范围内的8种倾角裂缝的反射脉冲纵波波形,自行推导了反演裂缝倾角的公式,结合波场分离技术对实验测量波形数据进行了处理,计算出的裂缝倾角与实际值具有良好的一致性.本文结果表明,利用至少2个深度点的纵波反射波波形资料就可以准确地反演裂缝的倾角.     

水平渗透性裂缝对井孔斯通利波传播的影响

当地层中存在与井孔相交的裂缝时，斯通利波会发生显著衰减，并产生反射波，透射波与反射波的幅度大小与裂缝宽度，充填物及其渗透性密切相关，本文在简化的孔隙地层井孔声波传播理论基础报水平渗透性裂缝带对斯通利波传播的影响，在按比例缩小的模型并中进行了全波列模拟实验验证了理论分析结果。通过比较裂缝灰岩与孔隙砂岩模型并中的结果，还发现斯通利波的频率特性与地层的渗透率有密切关系。     

声波全波列处理和解释方法研究

声波全波列测井信息中包含有非常丰富的波场信息,其中主要有：纵波、横波速度及其幅度,斯通利波速度及其幅度。理论研究表明：这些信息与地层的岩性、孔隙度、渗透率、流体饱和度等地层信息有非常密切的关系。如何将这些信息从声波全波列测井资料中提取出来。并用于解决地质目的。成为全波列测井资料处理和解释的主要任务。通过对噪声、纵、横波、斯通利波在速度、振幅、频率上的差异进行分析,采用了一种长短时窗能量比的方法来识别纵、横波首波、提取纵、横波的有关信息,在实际生产中取得了理想的效果。     

利用斯通利波估算地层渗透率

低频斯通利波在渗透性地层出现的频散和能量衰减与地层原始渗透率有密切关系。利用声波全波列中的斯通利波信息可估算地层的渗透率。利用多极阵列声波测井（MAC）资料，在经波场分离、合成斯通利波波形、计算斯通利波的到时延迟和主频移动后得到了地层的渗透率，并把它与岩心分析渗透率和核磁共振测井所计算的渗透率进行对比，效果很好。     

裂缝性储层的预测方法及应用

描述裂缝储层的主要参数有裂缝的形状、方位和密度等，这也是控制产油产气的主要因素。简要介绍了YC地区泥岩裂缝储层的地质特征与测井显示，综合分析不同观测方位的三分量地震转换波资料，九分量VSP资料，以及三维特殊地震属性等资料，对裂缝段进行了横向预测和描述的方法探索。结合AVO资料及所提取的地震属性，预测了YC地区储层段的裂缝密度和主方位角。     

探测井附近裂缝及其中流体性质的实验初探

在进行碳酸盐岩地层声波全波测井模型实验中,在井中接收到的声波全波列上折射纵波和折射横波之间观测到了来自模型外侧的较强反射波。     

井中和井间地震波场正演模拟

研究井中和井间地震波场的形成过程以及波场分量的转换规律,对于指导实际井中地震测量工作有着十分重要的意义。为此,采用变间距交错网格有限差分方法,进行了单井慢速地层和快速地层半空间模型以及井间快速地层半空间模型的地震波场正演模拟。给出了方法的基本原理,讨论了算法的边界条件和自由界面问题,阐述了可变空间步长和可变时间步长的实现方法。采用变间距交错网格、完全匹配层吸收边界条件和Xu等提出的利用声学和弹性介质界面近似代替自由界面的方法,很好地模拟了波场的形成过程,获得了信息丰富的弹性波波场快照。对模拟结果进行了分析,认为井间地震记录是各类波组干涉的结果。     

利用斯通利波衰减反演储层渗透率

流体井孔中的柱状声源被同种流体饱和的孔隙介质包围。以该声源激发的声波场理论为基础，采用分波分析的方法研究复波数平面内极点留数对应的斯通利波。建立了利用斯通利波幅度衰减反演储层渗透率的线性化最小二乘反演模型。利用不同储层条件下的合成全波数据，对反演渗透率结果的稳定性、收敛性及误差作了细致的考察。反演结果表明：这是一种简单、有效的地层渗透率求取方法。     

声波全波列测井中类瑞利波速度及幅度的讨论

文章从理论模型出发 ,就声波测井中记录到的类瑞利波的速度及幅度进行了讨论。结果表明 ,其速度和幅度不仅与井壁地层的声学性质有关 ,还与井眼流体的声学性质有关。为利用类瑞利波反演地层的声学参数提供了理论依据     

基于裂缝柔度和地应力模型的声电测井正、反演方法及应用

电阻率成像探测深度通常为几厘米,超声波成像数据也只能提供井壁的声幅或到时图像。因此,很难评估井壁张开裂缝在地层中的分布情况。声波测井一般应用弹性各向异性表征地应力场和裂缝特性等,通常岩石的固有各向异性、高角度地层层面、裂缝或不平衡应力挤压等都可以导致弹性波表观各向异性,因此往往难以判断各向异性的成因。前人针对单一方位二维裂缝模型进行了声波正演模拟,但不适用于井筒含多组任意方位裂缝介质的弹性波模拟。为此,首先拾取井壁成像测井中导致声波表观各向异性的三类结构特征(天然裂缝、层面缝(或薄层)和钻井应力诱导缝)信息,同时定量化层理结构信息(如倾向、方位等),并将裂缝分层、分组;然后从声波全波列中提取地层的快、慢横波慢度及各向异性方位;接着在岩石和裂缝信息井壁成像建模基础上,通过裂缝附加柔度模型、层面伪裂缝模型和非线性应力场弹性波动理论正演模拟岩石的声波属性;最后通过对比声波速度及各向异性方位等信息的模型预测结果与实测结果,利用最小误差拟合反演确定井壁图像表征的裂缝类型与各向异性的成因,并对比、分析了频散曲线特征。将所提方法应用于花岗岩潜山裂缝型气田生产测试井以验证方法合理性,实际模拟结果表明：...     

随钻单极子声反射测井数值模拟

从随钻地质导向的实际需求出发,通过三维直角坐标时域有限差分数值模拟的方法对比了均匀地层和井旁存在地质界面时随钻环境下单极子声源激发的井孔内外声场分布特征,考察了钻铤的存在对井外辐射声场强度的影响。由于硕大钻铤的声场屏蔽效应,井旁存在地层界面时,井周8个方位上接收到的反射纵波信息具有明显差异,通过对不同方位上接收的信号做矢量计算,得到了来自井旁地层界面的反射纵波信息;通过对比不同方位上接收器接收到的反射纵波信号的强弱,还可确定地层界面的方位信息。由反射纵波幅度随源距的变化曲线可知,为了采集到反射纵波,建议随钻声波测井的测量源距控制在0～4m。数值计算结果为随钻反射声波仪器的研制和数据资料的处理提供了参考。     

利用地震反演技术钻前预测井壁稳定性

为有效克服钻井过程中出现的井壁失稳问题,基于褶积模型的测井约束反演方法,提出了利用地震层速度反演技术在钻前预测安全钻井液密度范围的模型。该预测模型充分利用探区内的地震记录资料,以测井信息和地质资料为约束条件,通过制作合成地震记录进行层位标定,建立初始波阻抗模型,运用宽带约束反演技术获得具有较高分辨率的波阻抗模型并最终得到速度资料。利用反演结果结合统计模型、趋势面模型、神经网络模型及岩石力学模型等常用预测模型可以实现钻前井壁稳定性预测。通过该方法反演出塔里木油田一口探井的层速度曲线,并在钻前预测出该井的安全钻井液密度范围,与实钻数据进行对比分析的结果表明,该预测方法具有良好的预测效果,可满足钻井工程的需要。     

声波测井的探测深度问题Ⅱ

从波动声学的角度讨论声波测井的探测深度问题.通过改变井外固体层的厚度发现,随着层厚的减小,声波测井波形中以地层的纵波速度传播的声波的二维谱最先受到影响,其次是以地层的横波速度传播的声波和伪瑞利波开始受到影响,最后是沿井壁表面附近传播的Stoneley波的幅度和速度逐渐开始变化.当固体层的厚度接近于自由套管时,声波测井测量的模式波同样具有频率选择特征,在16 kHz以下有一个速度稳定(不随频率的改变而改变)的模式波,该模式波就是套管波,与平板状的声波波形的二维谱差别相当大.所以,在普通声波测井的频率范围内,自由套管井的测井响应不能够用展开的平板来讨论.     

声波变密度测井中地层波幅度的讨论

处理声波变密度井资料时，通常将地层波的幅度作为判别第Ⅱ界面胶结状况的标准。从几何声学观点出发，讨论地层信号从地层传播到井中接收器的过程中与各层传声介质的关系。讨论结果表明，井内记录到的地层波与下殒因素有关；井内流体的声速及密度套管及水泥环的厚度、声速和密度；地层声学特性。