声波测井 下载本文

受仪器偏心影响;

高速地层波可能掩盖套管波。 4、超声波电视测井(BHTV)

超声波电视测井是一种直接观察井下套管和地层情况的一种声波测井方法。 (1)测井原理

井中发射换能器垂直向井壁或套管发射超声波,遇到井壁或套管后产生反射波,根据反射波能量与反射界面的声阻抗差有关,利用超声波的反射波的强度来了解套管射孔与裂缝和地层裂缝的状况。 (2)用途: ①判断地层岩性

泥岩和煤层波阻抗小,反射系数小,图像为暗的显示,致密砂岩、石灰岩和白云岩波阻抗大,反射系数大,图像为亮的显示,孔隙性岩石介于两者之间;

②确定地层面和裂缝面(水平面----水平线,垂直面----垂直线,斜面----\型线) ③确定地层面及裂缝面的产状

一个与井眼斜交的裂缝,在超声波电视图上显示为“S”形或钟形黑色图像,其倾角?的表达式为: ??arctanl d式中d——井径;l——电势测井图S形最高点和最低点的垂直距离。

④检查射孔质量:黑点面积反映孔眼的大小,黑点的分布及个数反映孔眼组合方式 ⑤检查套管破损情况:套管破裂的电视成像为黑色条纹,条纹越粗破裂越严重。 5、噪声测井

(1)噪声的产生

井下流体或气体通过阻流位置时因压力变化由动能转换成声能。 不同噪声源或不同相态的流体流动可使噪声频率不同: ①机械设备振动噪声的噪声频率在200Hz以下。

②单相流动噪声的最大幅度在1000Hz左右,压差增大,频率增大。 ③两相流动噪声的频谱能量向200Hz靠近。 (2)噪声测井

测量噪声的频率和幅度来确定噪声源位置,从而确定管外流体的流动位置、流量及其类型等。

(3)应用

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①辨别裸眼井中的出液层位 ②在注水井中测量注水量

③可判断水泥窜槽及管外流体窜槽情况。

(测量四条幅度,在关井条件下测量200,600,1000,2000Hz 方式:定点测量,每隔0.3048米测一点,每点测3分钟)

§2-4长源距声波全波列测井

声速测井只利用了纵波的速度信息,而声波全波列测井则记录声波的整个波列,不仅可以获得纵波的速度和幅度信息,横波的速度和幅度信息,还可以得到波列中的其它波成分,如伪瑞利波、斯通利波等。为石油勘探和开发提供更多的信息,所以声波全波列测井是一种较好的声波测井方法。

一、裸眼井中声波全波列成分

在裸眼井中,接收器记录到的声波全波列波形图上,包括滑行纵波、滑行横波(硬地层)、伪瑞利波和斯通利波等各类井内声波,如图2-17所示。

图2-17 声波全波列波形图

全波列波形图上各种波的速度、频率、幅度及衰减性互不相同。滑行纵波(P波)具有传播速度快、幅度小的特点,是波列中的首波。只在硬地层才能产生滑行横波(S波),它是波列中的次首波,其速度小于滑行纵波,但幅度大于滑行纵波。伪瑞利波是以大于第一临界角人射到井壁上,并在井壁界面上多次反射所形成的表面波,其能量集中分布在井壁附近很小的范围内,它具有频散性。其低频部分的相速度接近于地层横波速度,所以它紧跟滑行横波之后到达(且与滑行横波续至部分重叠),其幅度明显大于滑行横波。最后到达的是斯通利波,它是发射与接收器间经井内泥浆直接传播而又受到井壁地层传播的滑行横波制导的

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一种管波,它的速度低于井内泥浆介质的纵波速度,其幅度明显大于波列其它成分的幅度。 二、声波全波列测井的记录方式和记录的信息 1、记录方式

声波测井仪的探测深度与声系源距有关,源距越大,探测深度越深。由于钻井的影响,井壁周围存在低速蚀变层。为了探测原状地层(未蚀变层)的声学特性,应该选择源距较长的声系。声系源距越大,测量结果受井眼本身和井眼周围条件的影响越小。长源距声波全波列测井,就是为此目的设计的。采用长源距,还便于从时间上把速度不同的波分开。

(1)声系:通常采用的声系是R12R28T12T2,如图2-18所示。

图2-18声系排列图

仪器源距有8ft、10ft、12ft,上图中TT1,TT2,TT3,TT4分别是T1、T2发射到达R1、R2的声波旅行时间。

(2)记录方式

右图是声波全波列测井井眼补偿 井径变化示意图。当在图中所示位置 (I)时,T1 、T2交替发射,R1、R2接收, 记录四个首波旅行时间TT1,TT2,TT3,TT4; 上提仪器9ft8in处于位置2,T1、T2交替发射,R1、R2接收,也记录四个首波旅行时间TT1,TT2,TT3,TT4;

输入计算机按下式计算,得到两接收器(位置I)或两发射器(位置II)对应地层的声波时差:

图2-19、声波全波列测井井眼补偿变化时差测量示意图

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DT?(TT1?TT2)?(TT4?TT2)(?s/ft) (7-1)

2?2其中:TT1、TT2为位置I处由T1发射,R1、R2 记录到的首波旅行时;

TT2、TT4为位置II处由T1、T2交替发射,R2 记录到的首波旅行时; DT:源距为8ft的时差。

同理,也可以记录源距10ft的时差DTL,它等于:

DTL?(TT3?TT4)?(TT3?TT1)(?s/ft) (7-2)

2?2其中:TT1、TT2为位置I处由T2发射,R1、R2 记录到的首波旅行时;

TT2、TT4为位置II处由T1、T2交替发射,R1 记录到的首波旅行时; DTL:源距为10ft的时差。 2、记录的信息

长源距声波全波列测井图,通常给出TT1,TT2,TT3,TT4四条首波旅行时间曲线,纵波时差曲线和按一定深度间隔采样记录的T1发射R1接收的声波全波列波形图(WF)和以颜色深浅反映波幅度大小的变密度图(VDL)。还可以给出横波时差DTS等其它曲线。

声波全波列测井四道波形的记录方式:深度采样间隔为0.125米或0.1米,时间采样间隔为1、2、5微秒三种方式。在计算中心对其进行数字处理,可以得到纵、横波时差DTP、DTS以及它们的比值DTR,各道的纵波幅度AP1、AP2、AP3、AP4、平均值AP及衰减系数?p,横波幅度AS1、AS2、AS3、AS4、平均值AS及衰减系数?s和纵横波幅度比SRAT。此外,还可以得到斯通利波的时差?tst、幅度ASTST及衰减系数?st。 三、声波全波列测井资料的应用 1、估算储层孔隙度

利用雷依曼(Raymer)时间平均修正公式和横波时差估算储层的孔隙度 ?ts??ts/?tp(1??)mvmas??vf

式中vmas——骨架的横波速度;vf——孔隙流体速度;m——经验系数,当??37%时,取m?2。 2、确定岩性

不同岩性的岩石,其时差比DTR??ts/?tp、幅度衰减和泊松比均有不同的数值,根据这些参数的不同就可以确定岩性。

下表是常见岩石的造岩矿物和岩石的时差比值,常见的砂岩时差比值是1.58~1.78,石

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