1、1,多極子陣列聲波測井 及資料應(yīng)用,2012年01月,2,全波列聲波波型成分,3,背景：陣列聲波的產(chǎn)生,普通聲波測井,縱橫波,縱波,硬地層,軟地層,How?,偶極技術(shù),解決: 地質(zhì)問題 工程問題,4,一、陣列聲波測量原理 二、多極子陣列聲波儀器 三、陣列聲波資料處理 四、主要用途及實例 五、結(jié)論,主要內(nèi)容,5,單極聲波在快速地層的傳播,6,偶極傳感器工作示意圖,偶極橫波成像測井儀基本原理,7,撓曲波是一種頻散界面波 低頻時（1.2kHz)，其傳播速度與地層橫波速度相等；高頻時，（約）低于橫波速度,用撓曲波替代橫波的可行性,8,偶極子發(fā)射器能產(chǎn)生沿井壁傳播的撓曲波 撓曲波是一種頻散界面波，在低頻

2、時，它以橫波速度傳播，在高頻時，它以低于橫波的速度傳播 XMAC通過對撓曲波的測量來計算地層橫波速度的 為確保橫波速度的測量精度，偶極發(fā)射器應(yīng)盡量降低發(fā)射頻率 通過交叉偶極子的定向性對地層進行各向異性分析.,9,一、陣列聲波測量原理 二、多極子陣列聲波儀器 三、陣列聲波資料處理 四、主要用途及實例 五、結(jié)論,主要內(nèi)容,10,多極子陣列聲波儀器簡介 目前應(yīng)用較多的多極子陣列聲波測井儀有以下幾種:,11,總體設(shè)計方案,儀器由發(fā)射聲系、接收聲系、隔聲體、發(fā)射電子線路和接收電子線路組成，通過遙測短節(jié)(技術(shù)中心300k)、地面（EILog-06）和波形處理，最終得到解釋成果。通過單極陣列和偶極陣列組合，

3、在快速或慢速地層中都可獲得縱波、橫波、斯通利波資料。,接收電子線路,發(fā)射聲系,隔聲體,接收聲系,發(fā)射電子線路,遙傳短節(jié),12,下井儀器結(jié)構(gòu)及參數(shù),單極子最小源距(T2R1): 3654mm 最大源距(T2R8): 4718mm 偶極子最小源距(T3R1): 3120mm 最大源距(T3R8): 4184mm 四極子最小源距(T1R1): 2587mm 最大源距(T1R8): 3651mm T3、T4：同深度,四極源 T1,單極源 T2,接收電子線路,發(fā)射電子線路,R1,R8,8個接收陣列,隔聲體,偶極源Y(T4) 偶極源X(T3),單極子(T2),四極子(T1),13,耐溫： 150 耐壓：

4、100MPa 可測最小井眼： 114.3 mm 可測最大井眼： 533.4 mm 單極子發(fā)射器： 1個 偶極子發(fā)射器： 2個相互正交 四極子發(fā)射器： 1個 接收器： 8組，可進行正交偶極子接收,14,接收探頭間距： 152mm 儀器外徑： 92mm 最大外徑： 99mm 聲源的工作頻率范圍： 1kHz 14kHz 最大測速： 512m/h 數(shù)字化精度： 14位 時間采樣間隔： 10ms 40ms,15,接收電子線路（外殼）,發(fā)射聲系,隔聲體,接收聲系,發(fā)射電子線路（外殼）,16,接收電路,發(fā)射線路,發(fā)射聲系,隔聲體,接收聲系,儀器由發(fā)射電路短節(jié)、發(fā)射換能器短節(jié)、隔聲體短節(jié)、接收換能器短節(jié)和接收

5、控制采集電子線路短節(jié)五部分組成 ，儀器總長8.53米，重約300公斤。,儀器總裝圖,17,單極方式：,偶極方式：,采用傳統(tǒng)的單極聲源發(fā)射器，可向井周圍發(fā)射聲波，使井壁周圍產(chǎn)生輕微的膨脹作用，因此在地層中產(chǎn)生了縱波和橫波，由此得出縱波和橫波時差 。在疏軟地層中，由于地層橫波首波與井中泥漿波一起傳播，因此單極聲波測井無法獲取橫波首波 。,采用偶極聲源發(fā)射器，使井壁產(chǎn)生繞曲波，低頻繞曲波速度近似地層橫波速度，解決了在疏軟地層的橫波測量問題。,交叉偶極方式：,正交發(fā)射，正交接收。用以研究地層各向異性,測量方式,18,原始資料質(zhì)量控制,1、波形認識：波列記錄齊全可辨，地層的縱波、橫波、斯通利波的界面清楚

6、，幅度變化正常。,19,原始資料質(zhì)量控制,2、首波波至時間曲線變化形態(tài)應(yīng)一致。 3、在12m井段內(nèi)，相對方位曲線變化不應(yīng) 大于360。 4、曲線應(yīng)反映巖性變化，縱、橫波數(shù)值在純巖性地層中與理論骨架值接近。,20,原始資料質(zhì)量控制,5、4條到時曲線基本平行。近單級時差基本正確。 6、測前、測后應(yīng)分別在無水泥粘附的套管中測量10m時差曲線，對套管檢查的縱波時差數(shù)值應(yīng)在187s/m5 s/m（ 57s/ft1.5 s/ft ）以內(nèi)。,21,原始資料質(zhì)量控制,7、重復(fù)測井與主測井的波列特征應(yīng)相似，縱波時差重復(fù)曲線與主測井曲線形狀相同，重復(fù)測量值相對重復(fù)誤差應(yīng)小于3%。采用定向測量方式時，井斜角重復(fù)誤差

7、在0.4 以內(nèi)，當井斜角大于0.5 時，井斜方位角重復(fù)誤差應(yīng)在10 以內(nèi)。,22,一、陣列聲波測量原理 二、多極子陣列聲波儀器 三、陣列聲波資料處理 四、主要用途及實例 五、結(jié)論,主要內(nèi)容,23,多極子陣列聲波測井（MPAL）處理解釋流程,24,處理解釋流程示意圖,25,MPALreco波形恢復(fù)模塊,把延遲和增益恢復(fù)到經(jīng)過濾波后的波形上,波形恢復(fù),26,提供共發(fā)射模式下縱橫波、斯通利波的時差、到時曲線、相關(guān)系數(shù)峰值、二維STC相干成像圖、STC相關(guān)峰值等。,MPALstc單一模式波形處理（共發(fā)射模式）模塊,縱波,橫波,斯通利波,27,提供共接收模式下縱橫波、斯通利波的時差、到時曲線、相關(guān)系數(shù)峰

8、值、二維相干成像圖等。,MPALstcr單一模式波形處理（共接收模式）模塊,利用二維STC相干成像圖、STC相關(guān)峰值進一步計算模式波時差、到時曲線、相關(guān)系數(shù)峰值等。,MPALlable尋找峰值工具模塊,將共發(fā)射模式下縱橫波、斯通利波的時差和提供共接收模式下縱橫波、斯通利波的時差進行井眼補償計算，獲取最終的縱橫波、斯通利波時差和到時曲線。,MPALcom獲得最終時差模塊,28,提供縱橫波、斯通利波的八道波形幅度曲線，計算縱橫波、斯通利波的衰減系數(shù)和相關(guān)對比時窗的結(jié)束位置。,MPALampattu獲取波形幅度及衰減系數(shù)模塊,29,計算楊氏模量、剪切模量、體積模量等巖石動、靜態(tài)彈性模量和動態(tài)泊松比等

9、巖石力學參數(shù)。,MPALmechprop巖石物理參數(shù)提取模塊,30,MPALsandan出砂分析模塊,提供有效周向應(yīng)力、有效徑向應(yīng)力、固有剪切強度以及泥漿比重安全使用窗口。,31,提供快慢橫波時差曲線、百分比地層各向異性與平均百分比地層各向異性、各向異性方位圖和快橫波方位曲線、快慢橫波波形圖、各向異性開窗時間及關(guān)窗時間、快橫波方位統(tǒng)計圖。,MPALani各向異性分析模塊,32,處理成果質(zhì)量控制,預(yù)處理 在波列里提取時差 波形和頻譜的一致 后臺處理 時差和相似度重合 首波到時和波形重合,33,預(yù)處理質(zhì)量控制,34,編輯后,未編輯,交互的時差編輯,35,后臺處理質(zhì)量控制 時差/相似度 17、18號

10、層，試油日產(chǎn)油2.88t，水1.08m3，低產(chǎn)油水層，經(jīng)壓裂改造，日產(chǎn)油5.4m3，水20.83m3，返排率為95%,壓裂效果明顯。計算破裂壓力為63-69MPa左右，施工破裂壓力為73.77 MPa。,家xx-xx井：為壓裂施工工藝提供依據(jù),計算：80-83MPa 施工：77.26MPa,計算：63-69MPa 施工：73.77MPa,79,理論上，最大主應(yīng)力的方向與快橫波方位一致，最大主應(yīng)力的大小與橫波的速度有關(guān)。通過計算快橫波方位從而得到最大主應(yīng)力的方向。,7、用橫波方位指示地層最大水平應(yīng)力方向,80,確定地層最大水平應(yīng)力方向,81,利 用 各 向 異 性 進 行 地 應(yīng) 力 分 析,利

11、用快橫波方位可以確定主力油氣層段的地應(yīng)力方向。,82,利用六臂地層傾角測井的三井徑曲線或四臂地層傾角測井的雙井徑曲線、號極板方位 曲線來確定以上四口井主力油層段石盒子組、山西組的最大、最小水平主應(yīng)力方位。,利 用 各 向 異 性 進 行 地 應(yīng) 力 分 析,83,一、陣列聲波測量原理 二、多極子陣列聲波儀器 三、陣列聲波資料處理 四、主要用途及實例 五、結(jié)論,主要內(nèi)容,84,多極子陣列聲波測井資料信息豐富，應(yīng)用效果明顯。 所以我們建議在油氣富集區(qū)、裂縫發(fā)育帶、需進行壓裂效果檢測的井中多進行多極子陣列聲波測井，以便更好地發(fā)揮多極子陣列聲波測井的優(yōu)勢，從而為鉆井、油田開發(fā)、油藏工程等提供重要信息及可靠依據(jù)。,85,1 、多極子陣列聲波測井可以準確獲得地層的縱波、橫波、斯通利波的信息。 2、可以對地層的含氣性進