1、偶極和交叉偶極陣列聲波測井，1。聲學(xué)基礎(chǔ)理論概述，2。偶極子和交叉偶極子陣列的聲學(xué)測量原理。偶極和交叉偶極陣列的聲學(xué)地質(zhì)學(xué)應(yīng)用，1。巖石力學(xué)參數(shù)的計(jì)算。巖性識別，4。氣藏識別，5。裂縫發(fā)育層段、類型和區(qū)域有效性的判斷。地層各向異性分析，6。地應(yīng)力參數(shù)和井壁穩(wěn)定性的計(jì)算。聲波在地層中傳播的原理及聲波在地層中的應(yīng)用縱波，又稱縱波，是巖石壓縮和膨脹產(chǎn)生的一種波，其傳播方向與巖石中質(zhì)子的振動方向一致；橫波，又稱橫波，是巖石中剪切力產(chǎn)生的一種波，其傳播方向垂直于巖石中質(zhì)子的振動方向。聲波的傳播速度受巖石的力學(xué)性質(zhì)控制，巖石的力學(xué)性質(zhì)可以用巖石的密度和彈性力學(xué)參數(shù)來表示。在流體飽和的巖石中，其力學(xué)性質(zhì)取決

2、于流體的類型和含量、巖石顆粒的組成以及顆粒之間的膠結(jié)程度。松軟巖石彈性硬度較小，因此聲波在松軟地層中的傳播速度比在堅(jiān)硬地層中慢?？v波，有時(shí)稱為“縱波”，是一種典型的縱波?？v波以“壓縮模式”傳播，即波的傳播方向平行于粒子的位移方向。氣體、液體和固體都可以抵抗壓縮，所以縱波可以通過氣體、液體和固體傳播?？v波速度為Vp=(K 1.33)/0.5:密度K:體積模量：剪切模量，無孔隙固體：材料間時(shí)差(us/ft)和材料間時(shí)差(us/Ft)硬石膏： 50石膏體：52.6方解石：49.7石灰?guī)r：47.6水泥漿(固結(jié)): 83.3石英：52.9白云石：43.5巖鹽：66.6鋼：50套管：57.0花崗巖：500

3、00毫克/升)192.3水(含氯化鈉200，000毫克/升)181.8石油：238.1泥漿：189氫氣：235.3甲烷：666.6，液體和氣體：橫波，橫波，橫波，有時(shí)稱為“扭曲波”，是一種典型的橫波和橫波。固體由于其剛性而傾向于抵抗剪切，也就是說，該固體的力可以導(dǎo)致物體的兩個(gè)連續(xù)部分相對于彼此滑動。因此，剪切波可以通過固體傳播。液體和氣體不是剛性的(如果它們的粘度可以忽略不計(jì))，不能抵抗剪切，所以剪切波不能通過液體和固體傳播。橫波速度為：Vs=(/)0.5。對于大多數(shù)巖石，Vs比Vp小1.6-2.4倍。由于軟固結(jié)松散巖石的彈性硬度較小，軟地層中的聲速相對較慢。因此，在硬地層中可以得到橫波和縱波

4、的時(shí)差。然而，在緩慢且固結(jié)不良的地層中，由于橫波速度小于井內(nèi)流體的聲速，橫波首波隨井內(nèi)鉆井液傳播，不能產(chǎn)生臨界折射滑動橫波，因此單極性聲波測井無法檢測到橫波首波。斯通利波，斯通利波在泥漿中產(chǎn)生，并通過儀器套管和井壁之間泥漿傳播。斯通利波對井壁剛度和地層滲透率非常敏感。斯通利波的能量以低頻低衰減的形式傳播。它的速度低于泥漿的聲速。硬地層聲波測井儀檢測到的波形分析，軟地層縱波、橫波和斯通利波，縱波和斯通利波。常規(guī)聲波測井儀采用單極子技術(shù)，在快速地層中可以從波形數(shù)據(jù)中提取縱波、橫波和斯通利波慢度，但在軟地層中只能檢測縱波和斯通利波信號，儀器穩(wěn)定性差。根據(jù)常規(guī)全波聲波測井儀的測量原理，利用縱波時(shí)差、橫

5、波時(shí)差、體積密度、巖性指示曲線(自然伽馬)等曲線，計(jì)算巖石力學(xué)參數(shù)，如泊松比、楊氏模量、剪切模量、體積彈性模量和體積壓縮系數(shù)、地層孔隙壓力、地層破裂壓力、垂直主應(yīng)力(巖層上覆壓力)和最大水平主應(yīng)力。)、測井資料中的雙孔直徑和傾角測井資料中的橫波時(shí)差是計(jì)算巖石力學(xué)參數(shù)、應(yīng)力參數(shù)和地層各向異性的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此準(zhǔn)確獲取橫波資料非常重要。麥克和XMAC儀器是目前世界上非常先進(jìn)的聲波測井工具。由于聲波換能器響應(yīng)頻帶較寬，低頻響應(yīng)較好，且在井下數(shù)字化，信號動態(tài)范圍較大，因此記錄的波形更完整，更有利于獲得縱波、橫波和斯通利波的時(shí)差和振幅等精確參數(shù)。特別是，XMAC儀器在分析地層速度各向異性方面具有獨(dú)特的

6、優(yōu)勢。1.聲學(xué)基礎(chǔ)理論概述2。偶極子和交叉偶極子陣列的聲學(xué)測量原理。偶極子和交叉偶極子陣列的聲學(xué)地質(zhì)應(yīng)用。巖石力學(xué)參數(shù)的計(jì)算。巖性識別。氣藏識別4。裂縫發(fā)育層段、類型和區(qū)域有效性的判斷。地層各向異性分析。地應(yīng)力參數(shù)計(jì)算和井壁穩(wěn)定性分析4?？偨Y(jié)。偶極聲波測井儀的測量原理。偶極技術(shù)使用偶極聲源。當(dāng)偶極聲源振動時(shí)，它就像一個(gè)活塞，可以增加井壁一側(cè)的壓力，降低另一側(cè)的壓力，使井壁產(chǎn)生擾動，形成輕微擾動。這種由鉆孔擾動運(yùn)動產(chǎn)生的剪切擾動波具有頻散特性，其傳播速度在適當(dāng)?shù)牡皖l范圍內(nèi)接近橫波，其傳播方向平行于鉆孔軸線。ECLIPS5700測井系統(tǒng)中的交互式多極陣列聲波儀器(XMAC二號)是單極陣列和偶極陣列

7、的交叉組合。這兩個(gè)陣列完全獨(dú)立，具有不同的傳感器。單極陣列包括兩個(gè)單極聲源和八個(gè)接收器。聲源發(fā)射器發(fā)出的聲波是全方位的、柱狀的和對稱的，中心頻率為8千赫。偶極子陣列由兩個(gè)交叉放置(相差900)的偶極子聲源和八個(gè)交叉偶極子接收器組成。接收器間距為0.5英尺。每個(gè)深度點(diǎn)記錄12個(gè)單極性聲源波形，包括記錄普通聲波時(shí)差的8個(gè)陣列全波波形(TFWV10)和4個(gè)全波波形(TNWV10)。每個(gè)深度點(diǎn)記錄32個(gè)偶極子源波形，即每個(gè)接收機(jī)記錄4個(gè)偶極子源波形XX、XY、YX和YY，其中X和Y代表發(fā)射機(jī)或接收機(jī)在不同方向的方向，例如XY代表發(fā)射機(jī)在X方向發(fā)射，接收機(jī)在Y方向接收；YY意味著Y方向的發(fā)射器發(fā)射，Y方

8、向的接收器接收。八個(gè)接收器記錄32個(gè)偶極源波形(TXXWV10、TXYWV10、TYXWV10、TYYWV10)。1.基本聲學(xué)理論概述2。偶極和交叉偶極陣列聲學(xué)測量原理。偶極和交叉偶極陣列聲學(xué)地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用1。巖石力學(xué)參數(shù)的計(jì)算。巖性識別。氣藏識別4。裂縫發(fā)育層段、類型和區(qū)域有效性的判斷。地層各向異性分析。地應(yīng)力參數(shù)計(jì)算及井壁穩(wěn)定性分析?？偨Y(jié)。1.巖性特征分析。從理論上講，地層巖性可以由縱波和橫波的速度比粗略確定。砂巖的縱波和橫波速度比一般為1.58-1.8。石灰石為1.9；白云石為1.8；泥巖為1.936；在大多數(shù)地區(qū)，如果它是1.90.25，它被認(rèn)為含有泥漿。砂巖和泥巖中縱波速度、縱波速度和

9、縱波速度的分布，以及地層中的氣體降低了縱波速度，但對橫波的影響很小，含氣地層中的巖石具有異常低的縱波速度比。因此，由交叉偶極橫波資料得到的縱波/橫波比值和波速有助于地球物理學(xué)2.氣體識別：縱波/橫波速度比Vp/Vs與橫波時(shí)差DTS的交點(diǎn)識別氣藏，縱波的衰減幅度明顯大于橫波。在砂巖和泥巖地層中產(chǎn)生這種測井響應(yīng)的主要原因是儲層中含有氣體，這可以導(dǎo)致縱波慢度和振幅的衰減，但對橫波的影響很小。因此，在這種衰減地層中，縱波速度比有不同程度的降低，可以推斷這種地層可能含有氣體?？v向波、橫向波和斯通利波的振幅衰減可以直觀地判斷裂縫發(fā)育帶，只要結(jié)合常規(guī)資料排除泥巖和大井眼的影響，因?yàn)槟鄮r和大井眼可以引起裂縫等

10、三種波不同程度的衰減。在經(jīng)驗(yàn)豐富的情況下，裂縫發(fā)育類型也可以根據(jù)三種波的不同衰減程度進(jìn)行定性判斷。3。確定裂縫發(fā)育的間隔和類型，裂縫和溶孔發(fā)育段聲波的振幅和衰減，大角度裂縫發(fā)育段聲波振幅的衰減。4.巖石力學(xué)參數(shù)、泊松比、楊氏模量、剪切模量、體積彈性模量、體積壓縮系數(shù)、破裂壓力梯度、上覆壓力梯度等的計(jì)算。在構(gòu)造應(yīng)力不平衡或斷裂的地層中，橫波在傳播過程中通常分為快橫波和慢橫波，快橫波和慢橫波的速度通常呈現(xiàn)方位各向異性。平行于裂縫走向振動并沿軸線傳播的顆粒速度快于垂直于裂縫走向振動并沿軸線傳播的剪切波速度，這種速度稱為地層剪切波速的各向異性。5.地層速度各向異性，各向異性地層中交叉偶極子的測量，剪切

11、波在各向異性地層中會分裂成快剪切波和慢剪切波。交叉偶極子聲波測井可以獲得四個(gè)分量的波形：線性軸分量：X到X；Y到Y(jié)橫軸分量：X到Y(jié)；y到X，表示地層各向異性的百分比和各向異性的方向。在準(zhǔn)確計(jì)算上述巖石力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，利用聲電成像等常規(guī)測井資料建立相應(yīng)的處理解釋模型，定量確定地應(yīng)力的方向、大小、最大和最小泥漿密度，評價(jià)井眼坍塌、壓裂條件和鉆井液漏失的層位和性質(zhì)，然后結(jié)合裂縫模型中的地應(yīng)力數(shù)據(jù)定量確定井眼穩(wěn)定性。6.地應(yīng)力參數(shù)計(jì)算及井壁穩(wěn)定性分析。從莊1井和莊101井偶極聲波資料計(jì)算的最大、最小和理想鉆井液密度可以看出，該區(qū)塊鉆井過程中使用的鉆井液密度一般在最小和理想鉆井液密度之間，因此是合理的，井眼失穩(wěn)主要是巖性和應(yīng)力不平衡造成的。1.基本聲學(xué)理論概述2。偶極和交叉偶極陣列聲學(xué)測量原理。提供的基本結(jié)果和圖紙。偶極和交叉偶極陣列聲學(xué)地質(zhì)學(xué)的應(yīng)用1。巖石力學(xué)參數(shù)的計(jì)算。巖性識別。氣藏識別4。裂縫發(fā)育層段、類型和區(qū)域有效性的判斷。地層各向異性分析。地應(yīng)力參數(shù)計(jì)算和井壁穩(wěn)定性分析。總結(jié)。偶極陣列聲波測井是普通聲波測井儀器的單極子技術(shù)和偶極技術(shù)的有