用声波测井方法识别剩余油需要解决的两个关键问题

在频率为500－14000Hz范围内，砂岩的声波速度或物理衰减系数随频率的变化而变化（简称频散），其变化关系与流体有关，这是用声波测井方法解决剩余油问题的物理基础。在实验室内测量上述频率范围内声速的频散随孔隙流体特征不同的变化需要一些特殊的测量方法和装置。给出了用平板砂岩样品测量的波形和处理结果；用数值计算的方法讨论了地层的声速随不同的频率变化时声波测井波形的二维谱、模式波的变化，肯定了用声波全波波形识别剩余油的可行性和需要解决的技术问题。与以往不同，这里利用的是地层声速随不同频率的变化关系，所以，声波测井波形的二维谱、模式波的变化，肯定了声波全波波形识别剩余油的可行性和可需要解决的技术问题。与以往不同，这里利用的是地层声速随不同频率的变化关系，所以，声波测井波形的处理结果不再是地层的纵、横波速度值，面是纵、横波速度随不同频率而变化的函数。     

用两个不同源距的声波测井全波波形计算纵波和横波波速

讨论两个不同源距的声波测井全波波形的处理问题。用数值模型模拟SKC－B国产大数控声波全波列测井仪后，通过波形的二维谱发现：测井波形中，纵波具有频率选择性，但传播速度不随频率改变，其幅度比较小；横波及伪瑞利波是连在一起的，伪瑞利波的幅度比较大，速度随频率改变。从这睦结果可知：用实际测井波形计算纵波时差时，波形中的干扰对计算结果的影响比较大；用实际测井波形计算横波时差时，伪瑞利波对计算结果的影响比较大。根据实际测井波形的特点，研究了相应的纵波时差和横波时差的处理方法。计算纵波时差时，讨论了干扰的影响及其消除方法；计算横波的时差时，利用伪瑞利波群速度随着频率的降低，逐渐接近横波速度的特点，改进了直接相位法中横波的处理,并称其为相位法。     

SKC—B大数控声波全波测井仪的数值研究

SKC－B大数控声波全波测井仪是国内20世纪90年代研制的产品，本文对其进行了数值模拟，并计算了井中不同地层的全波波形，用波形的二维谱对全波波形中的纵波、横波及伪瑞利波和Stoneley波的特征进行了分析讨论。纵波的固有频率因仪器的存在而增大，纵波幅度还受地层的纵、横波速度比的影响。当地层的声速度低，横波速度与井内流体的声速接近时，伪瑞利波的频散特性减弱，速度逐渐接近于地层的横波速度；全波波形中，横波的幅度比较大，而Stoneley波的幅度、速度均比较小，与横波是分离的。     

聚合物注入剖面超声相位流量计

在超声波流量理论基础上，通过对水和聚合物声学特性的研究，分析了流体流量和超声波相位的关系，提出了利用超声波相位法检测聚合物注入井的测井方法。分别对不同浓度的4种聚合物水溶液与水进行声速测定，认为1MHz超声波在4种聚合物溶液与水中的传播速度基本相同；研制了超声流量计，通过模拟井实验和现场实验，初步验证了用超声波相位法测量聚合物注入井分层注入量的方法是可行的。     

井壁附近偏心声源在井壁上激发的声场数值研究

根据井内偏心声源激发的二维声场及井壁不同位置的波形可以在井壁上激发环境井壁传播纵波，横波及其它面波的理论，用实轴积分法计算了位于井壁附近的声源在井内流体和固体界面上激发的声场。结合液体与固体中的二维声场分布特征，探讨了测量地层水平或接近地层水平方向声速的可能性；由三维计算结果显示井壁上不同时刻的声场分布，直观显示各种波在不同水平面，不同方位角处的幅度分布，得到了纵波、横波的传播时间随源距和方位角的不同的近似变化规律。     

变窗长阵列声波测井波形处理与换能器的振动模态

声波换能器振动时具有不同的振动模态，分别对应于不同的频率特征，换能器发射或接收声波时，在这些振动模态的频率附近灵敏度最高。裸眼和套管井对声波有过滤作用，不同频率的传播特征不一样，这些影响使得实际测量的阵列声波测井波形的频率呈一定的分布特征。裸眼井测井波形中，纵波、横波和伪瑞利波、Stoneley波的传播速度不同，频率分布也有一定的差别。根据这些特点和声波换能器频率特征测量结果，设计了变窗长处理软件，针对实际测量波形中不同类型的声波特征，使用不同的窗长进行处理，有效地提高了声波时差的处理精度。     

用横波波速测定岩石的各向异性

测量了横波在各向异性岩石样品中以不同偏振角度传播时的波速。研究了井下岩石样品在干燥、含水饱和与煤油饱和状态下的各向异性情况。计算出这3种情况下岩石样品的时差各向异性常数和横波平均速率。在干燥、含水饱和与含油饱和条件下，含水饱和的各向异性系数有最大值；干燥的各向异性系数有最小值。在含油饱和情况下的横波平均声速要大于含水饱和条件下的横波平均声速。含油饱和与含水饱和条件下的横波速度有明显差别，但各向异性的趋势却比较一致。     

用声波方法测量液体密度的实验研究

将平板放在不同密度和粘度的液体中，用声源在平板的侧面激发声波，该声波沿平板传播并通过上、下界面耦合到液体中，其传播特征受液体密度、速度和粘度的影响。该影响通过声波传播速度和幅度表现出来。通过测量液体中沿平板表面传播的声波速度随频率的变化关系，可以得到液体的密度和速度特征。文章用实验的方法对其进行了研究：将平板放在两种不同密度的油中，测量了波形，对比了所测量波形的速度随频率的变化关系，直观显示了两种不同液体中所测量波形速度的差别。     

波形反演技术应用于岩石低频声波特性的实验室测量

本文提出了在10—100千赫频率范围内的岩石声波特性实验室测量新方法,该方法采用同样的材料但不等长度的柱状棒来测量扩展波形。棒的纵波和横波速度通过用基于模型的相位最小化方法拟合波形相位来确定。经相位拟合后,通过波形振幅的拟合可进一步反演得到扩展波衰减。应用这种反演方法,可在远低于传统超声波测量频率处同时确定速度和衰减。通过使用这种技术,在干燥和饱和条件下,测量了砂岩样本的纵波、横波速度和扩展衰减值随压力变化的情况。这一结果与相同岩芯样本上的超声波测量结果进行了比较。在饱和情况下的比较表明,超声波和声波频率范围间存在显著的速度频散现象。     

提高声波测井仪器性能的关键--换能器的频率特征

常规测井系列中，补偿声波和声波变密度测井仪器是比较重要的仪器，其性能的改进对提高测井技术水平具有重要意义。文章从裸眼和套管井内传播的声波具有明显的频率选择性出发，讨论声波测井仪器性能的改进问题，并且结合换能器的导纳圆测量结果，给出了具体的提高声波测井仪器性能的方法。即用导纳圆测量系统测量装在仪器上的换能器的主频和频带宽度，以不同地层的井内能够传播的声波的频率特征为基础选择相应的声波测井换能器或仪器。以保证在裸眼井内测量的波形中首波是以地层的纵波速度传播的，在套管井内，首波是反应固井胶结质量的套管波。     

高分辨率声波测井面临的问题及其对策

以减小接收探头间距为手段的高分辨率声波测井仪器已经在很多油田使用,但由此获得的测井曲线常常再现时差曲线“跳跃”及时差值不准的问题,特别是短源距声波测井仪器,该问题尤为突出。本文从井内声波传播的基本规律出发,发现在源距为1m附近,由于圆柱形井内声波波长与井径接近,声波在井内多次反射后,以地层纵波速度传播的声波具有一定的频散特征,从而导致声波的首波相位不固定,并随源距变化。这是目前高分辨率声波测井曲线“跳跃”的根本原因。为此我们设计了能够同时测量长、短源距声波波形并且长源距具有相控功能的阵列声波测井仪器,并开发了利用换能器波形计算声波测井频散曲线的方法。通过该方法可以充分利用波形的相位信息建立模型,得到无频散曲线,进而生成声波时差曲线。     

琼东南盆地坡折带斜井时深关系研究

发育了一系列岩性圈闭的琼东南盆地坡折带是天然气勘探的重点目标和领域,但在该坡折带上,当沿斜井轨迹的水深变化很大时,常规计算时深关系的方法往往会失效,致使时深关系求取困难。为此,从理论上剖析了该坡折带上常规VSP测井和声波测井计算的时深关系与准确时深关系之间存在差异的原因。结果表明:常规声波测井和VSP测井是沿井轨迹方向计算时间和深度值的,只考虑了井口位置上的水深影响,而在斜井变水深的条件下,求取时深关系则需要计算井轨迹上每个点的垂向深度及其所对应的传播时间且不同位置对应着不同的水深值。在理论研究的基础上,采用变水深斜井VSP速度建模方法,开展了射线追踪正演模拟;通过分析VSP正演记录初至时间和实测记录初至时间的相关关系,进行速度模型迭代更新,建立了井附近地层的速度模型,从而得到坡折带上沿斜井轨迹水深变化条件下的时深关系。结论认为,与常规基于标志层方法计算的时深关系相比,所建立的变水深斜井VSP速度建模方法不受地面地震资料品质的限制,保证了井轨迹上每个点时深关系的准确性且精度更高。     

随井径与岩性变化的声波时差校正方法探讨

声波时差测量结果受井径扩径和岩性变化的双重影响。设计了一种砂泥岩剖面的变井径变岩性模型,分析了补偿声波测井产生的滑行波的传播路径和常规井径校正方法。采用设计的新模型,按照费尔马时间最小原理推导出了同时考虑井径变化和岩性变化的声波时差补偿计算公式。根据实际测井曲线读取测井值,用经典参数进行的实例计算得到了符合实际的声波时差补偿量。如果用实际测量的参数计算声波时差补偿量,其结果将会更加接近地层的真实声波时差。     

螺旋焊管焊缝X射线检出缺陷位置定位测量系统设计与应用

用X射线工业电视进行焊缝质量检验时,为准确定位焊缝缺陷距管端的距离,方便后续工序能够快速准确地找到缺陷位置,进行缺陷修补,提高工作效率,提出了定位测量系统设计方案。在现有的工作环境、工艺流程和检验设备的情况下,根据工检大车运行状态,结合现场的实际情况,在工检大车一侧安装导轨、编码器及测量辊,通过支架固定在导轨侧面,并保证其位置固定不变,测量辊沿着导轨稳定旋转。工检X射线机头与钢管一端之间安装光电开关,该开关量信号能够及时传递给智能计数器,设定初始值及测量相应的长度,测量系统安装完成后经过多次测量与调试,满足了现场检验要求。     

高精度的深度和速度测量方法的实现

文章介绍了马丁代克的四倍频脉冲检测电路，充分利用编码器的固有分辨力，有效提高深度计数的精度。对常规速度计算方法进行分析，根据外接不同系数的编码器，提出测量时间变化的定时方法以简化乘除法运算，缩短测量时间，减少计算工作量，使计算误差为零，提高速度测量的精度。     

OBN资料二次定位质量监控方法

OBN地震采集需要把检波器布置到海底,但由于复杂的海洋环境影响,OBN节点在海底实际着床位置通常偏离设计位置,需要重新定位。目前,已经发展出多种海底地震检波点二次定位方法,但方法的提出者重点关注的是各种二次定位方法的原理以及应用效果,关于在实际应用中如何做好质量监控鲜有系统性描述。为此,在等效速度法二次定位的基础上,分析了影响OBN检波点二次定位精度的因素,包括直达波旅行时拾取精度、观测系统、旅行时系统误差等。结果表明：直达波旅行时拾取精度对二次定位的精度具有至关重要的影响;把炮点和检波点分别投影到x轴、y轴和z轴,炮点相对于检波点的分布越均匀对称,则该方向定位精度越高;较难发现旅行时系统误差,但对z方向定位精度有较大影响。同时还给出了做好OBN资料二次定位质量监控的方法与建议：首先,对初至旅行时进行筛选,保证用于二次定位的初至旅行时质量;然后,在计算过程中添加系统时移量这一未知数,用于计算可能存在的初至旅行时系统时移,并尽可能选择相对于检波点均匀对称的炮点的初至时间参与计算;最后,通过对比二次定位前、后共检波点道集直达波双曲动校正后形态、旅行时误差的空间分布、数理统计等,对二次定位质量进行监控。     

野外观测系统的检验与校正

在地震资料处理中常常发现野外观测系统不准,其后果极为严重。为了避免重复施工,改善处理效果,笔者在IBM3081系统上编制了利用初至波对野外观测系统进行检验和校正的程序。文中介绍了两种校正方法:其一是只作炮检距校正。根据工区的小折射、井口时间、反射记录等资料提供一条或几条比较准确的初至时距曲线,作为标准曲线,然后将从实际共炮点道集中拾取的初至曲线与标准初至时距曲线相比较,确定出实际初至曲线所对应的炮检距,并对各个地震道的空间属性进行修改。对某三维工区的处理结果表明,该方法的效果良好。其二是先用迭代方法加误差约束条件计算炮点和检波点的坐标,然后计算炮检距,再进行校正。这种校正处理的效果也是明显的。但实验表明,对于观测系统误差较大的数据,不宜作坐标计算,只作炮检距校正尚可完成部分校正。处理中要根据数据的性质选取校正方法。