交叉多极阵列声波测井在套管井中的应用
XMAC测井资料评价水力压裂效果的应用分析
４ ２
国 外 测 井 技 术
就小。
两 个水 平 应力 ， 据 ＮＣＧ ｙ 根 ＿．ａ 等人 的临界 深 度理 论 ：（ 曼 ｓ 临界深 度 以下 ， 水平 应 力 小 于垂 直 应力 。现 已证 实 临界深度 随地 区而异 ， 国约为 ５０ 我 ０ 米左右 ｐ ５０ ０ 米 ， 以下地层 ， 水平 应 力小 于垂 直应 力 ， 小 主应 力 为水 最
向异性 大小 的差异 ， 来评 价 套 管井地层 压 裂效 果和 裂缝 延 伸 范 围。 关键 词 ： 叉 多极 子测 并 ； 层各 向异 性 ； 力压 裂 ； 交 地 水 快横 波 ； 慢横 波 到快 、 主方 向得 到 ： 慢
＝
Ｏ 引 言
目 前各油 田主要采用水力压裂地层的方法 ， 提 高地层 的渗流能力 ， 以达到提高产能和储层采 收率 的 目的 。在进 行 压裂 施工 前 ， 过 相关参 数 设计 ， 通 可 以预测压裂产生裂缝 的高度和程度 ， 但准确评价压 裂 的效果及裂缝在井轴上 的延伸范围较 困难 。本文
。ｔ ＿
。
ｌ
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０
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１ 交叉多极子 阵列声波测量地层各 向 异性 的原 理
地层的各 向异性分为横 向各向同性 （ ） Ⅷ 和环 向各 向异 性（Ｔ）前者 的对称 轴与井 轴平 行 或重 ＨＩ ， 合 ； 者 的对 称 轴 与井 轴 有 一定 夹 角 或 垂 直 。 当井 后
这两组波形的极性相 同且波形相似 ， 参考这两 组波形 ， 经过一系列反演可 以确定地层各向异性大 小， 当快、 慢横波速度差异大时 ， 各向异性就大 ， 反之
致， 都为 Ｓｔ。快 、 （ ） 慢横波可以通过将源横波投影
交叉偶极阵列声波测井在海拉尔油田的应用
油 田的油 气储 层评价 中，提 高 了该地 区的测
录３ ２个偶 极 源 波 形 ，具 有 丰富 的阵 列 波形 数 据 ，
井解释 符 合 率 ，解 决 了有 效 裂 缝 和 Ｃ ：气 Ｏ
体识 别等疑 难 问题 ，为海拉 尔油 田勘探 开发
Ｇ ＝ （， 一 、慢） Ｖ慢 、快 ， ／ （） １
到声 波全 波列 （ 波 、横 波 、斯通 利波 等 ）信 息 ， 纵
对单 极波 列 数 据 进 行 数 字 处理 ，即 可 获得 地 层 纵
波 、地层 横波和斯 通利 波时差等信 息 。单极声 波的
特 点是发 射声脉 冲的穿透 能力强 ，探测深度 深 ，信 号 衰减小 ，测量信 号强且 受井眼环 境影响小 。偶极
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４ ４
国 外 油 田工 程 第 ２ 卷 第 ９期 （０ ７ ９ ３ ２０ ． ）
交叉 偶 极 阵 列声 波测 井在 海 拉尔 油 田的 应 用
俞军 （ 中国地质大学 （ 北京） 、大庆石油管理局测井公司）
黄 宝华 （ 大庆 石油管理局测井公司）
呼舒 凹陷 、东 明凹陷等 。海拉 尔地 的储层 主要是 侏 罗系地 层 ，以伊敏组 、大磨拐 河组 、南 屯组 、铜
钵 庙组 为主 。该 地 区的储 层岩性 较复杂 ，长期 以来
很多地质 问题得 不到解 决 ，尤其是 裂 缝储层 、Ｃ 。 Ｏ
气层 的识 别 问题 ，直接 影响该地 区的勘探 效益 。通
摘 要 本 文介 绍 了交 叉偶极 阵列声 波测
井 技 术 的 原 理 及 其 特 点 ， 研 究 了测 井 资 料 处 理 及 解释 方 法 ，并 将 研 究 成 果 应 用 到 海 拉 尔
交叉偶极子阵列声波测井技术介绍(XMAC
正交偶极子阵列声波测井（XMAC-II）(一)、正交偶极子阵列声波测井（XMAC-II）原理ECLIPS—5700测井系统中的交互式多极子阵列声波仪（XMAC-II）是将一个单极阵列和一个偶极阵列交叉组合在一起，两个阵列配置是完全独立的，各自具有不同的传感器。
单极阵列包括两个单极声源和8个接收器。
声源发射器发射的声波是全方位的，既是柱状对称的，中心频率为8kHz。
偶极阵列是由两个交叉摆放（相差900）的偶极声源及8个交叉式偶极接收器组成。
接收器间距为0.5英尺。
每个深度点记录12个单极源波形，其中8个为阵列全波波形（TFWV10），4个为记录普通声波时差的全波波形（TNWV10）。
每个深度点记录32个偶极源波形，即每个接收器记录XX、XY、YX、YY 4个偶极源波形，X、Y表示不同方位的发射器或接收器的方向，例如XY表示X方向发射器发射，Y方向接收器接收；YY则表示Y方向发射器发射Y方向接收器接收。
8个接收器共记录32个偶极源波形（TXXWV10、TXYWV10、TYXWV10、TYYWV10）。
（二）、正交偶极子阵列声波资料的处理偶极子阵列声波测井资料是用eXpress的W A VE模块处理，主要包括地层纵波、横波和斯通利波的提取及其时差计算、岩石物理参数计算、岩石机械特性分析等。
1、地层纵波、横波和斯通利波的提取及慢度分析采用慢度—时间相关STC（Slowness-Time Coherence）技术从MAC全波列中提取地层的纵波、横波及斯通利波，并计算其慢度。
STC采用一种类似地震中使用的相似算法，检测阵列接收器中相关的波至，并估算它们的慢度。
在利用STC技术处理之前要对波形进行滤波，以便消除所有直流偏移和信号频带以外的噪声。
另外，为了得到真实的地层横波，在处理中要包括一个计算前的校正步骤，以便校正挠曲波频散引起的偏差。
校正量取决于声源的声波响应特征、STC滤波器特征、井眼大小和横波慢度。
对硬地层来说这种校正量很小，但对大井眼软地层来说这种校正量可能达到10%。
正交多极子阵列声波测井资料在ZH油田的应用
分析对 压裂 高度进行 了检 测。
若地 层被压开 ， 地 层经压裂后产 生的裂缝 及地应 力的变化会 使
关 键词 ： ＸＭＡＣ一１ Ｉ 测井； 横 波 各 向异 性 及 方 位 ； 压 裂 高度 地层 各 向异性 增大 ， 在各 向异 性成像 图上 表现为 亮色的 亮度增 检测 ； 井 网部 署 大， 若地层未被压开 ， 前后各 向异性 差异较小或没有差 异。
２ ＸＭＡＣ 一Ⅱ测井基本原理
２ ． １ ＸＭＡ Ｃ—ｌ Ｉ 测 井仪 工作原 理
ＸＭＡ Ｃ － Ｉ Ｉ 测 井仪 是将 一个 单极 阵列 和一 个偶 极阵 列正 交
形 ， Ｓ ＷＶ为 慢 横 波 波 形 ， ＷＤ Ｓ Ｔ为 计 算 各 向 异 性 开 窗 时 间 ， ＷＥ Ｎ Ｄ为计算 各 向异性 关窗时 间 ； 第 五道 为快横波 方位各 向异
３ Ｘ ＭＡ Ｃ — Ｉ Ｉ 测井资料处理 方法
正 交多极子 阵列声波测井资料在 Ｚ Ｈ油 田的应用
曾玉峰 ， 韩雪（ 中石化胜利石油工程有限公司测井公司， 山东
摘 要： Ｚ Ｈ 油 田 沙 三 段 深 层 砂 砾 岩 储 层 以岩 性 复 杂 、 低 孔低
东营
２ ５ ７ ０ ６ ９ ）
通常 ， 地 层经有效 的压裂施 工后 由于 压裂缝 的存在会使 其 渗 为主要 特点 ， 在 开发 过程 中需要 进行 压 裂施 工 ， 本 文利 用正 各 向异性 明显增 大 ， 因此 在压 裂施工 前后 各测一 次 ＸＭＡ Ｃ — Ｉ Ｉ 交 多极 子阵列声 波测井（ ＸＭＡＣ—Ｉ Ｉ ） 资料 分析得到 了地层的横 测井 ， 对 比前 后各 向异性 的强 弱差异即可分 析地层 的压裂效 果
波各 向异性及 方位 ， 反 映地 层 最 大 主 应 力 方 向 的 横 波 各 向 异 性 及 实 际压开 的 高度 ， 该 方法 对于 弱 各 向异性 地 层效 果 更加 明 方位 为井 网的部 署提供 了依 据 ； 通过 压裂前后 的各 向异性对 比 显 。具 体方法 为将压裂改造 前后的 各向异性成 像 图进行 对比 ，
阵列声波测井技术的研究与应用[1]
![阵列声波测井技术的研究与应用[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/5edf2aef856a561252d36ffb.png)
摘要：本文以阿特拉斯公司和哈里伯顿公司的新一代交叉偶极子阵列声波测井仪器
近年来随着阵列声波测井技术的发展，阿特拉斯公司和哈里伯顿公司先后推出了新一代 的交叉偶极子阵列声波测井仪（ＸＭＡＣ—ＩＩ和ＷＡＶＥＳＯＮＩＣ）。从交叉偶极子阵列声波测井
资料中可以准确的提取出纵波时差、横波时差和斯通利波时差曲线，并可利用斯通利波的时
中值滤波处理，就得到了在到达时间上相差不大的直达斯通利波，而以“Ｖ”字型出现的反
射斯通利波将被滤除。把中值滤波前后的波形相减，可以得到反射斯通利波。由于仪器在裂 缝上、下方时均存在反射斯通利波，对于同一条裂缝，求出的反射系数曲线将出现上、下两
处峰值。另外，在裂缝间隔较小的情况下，各条裂缝产生的反射斯通利波之间将出现重叠现
道为上行斯通利渡．第五道为下行斯通利波。
一
７
０
、
●Ｉ
～？
利用得到的直达斯通利波、上行反射斯 通利波和下行反射斯通利波。计算斯通利波
反射系数的公式如下： ｙ（＿【ｃ＿）一Ｒ（ｗ）／Ｄ（ｗ）
）
ｊ
圈１波场分离示意图
式中Ｄ（训）——直达斯通利波的频谱； Ｒ（叫）——反射斯通利波的频谱。
由于反射系数是反射斯通利波与直达斯
这种现象，采用全毕奥特弹性理论，用一种
多参数反演方法计算储层渗透率。 计算理论斯通利波的时滞和频移的参数 的表达式，弹性地层被同类型的非零渗透性 地层替代时出现的幅度衰减可以表示为：
筹孑２吲“ｐ（／ｋ棚
式中＾。——弹性斯通利波的渡数；
＾。——渗透性斯通利波的渡数｝
…、ｌ
Ｌ
图２反射系数判断裂缝示意圉
卜传播的距离。
彰 闩 —Ｈ
∥ 闩 —Ｕ
流体流动影响
一
多极子阵列声波测井资料处理及应用
多极子阵列声波测井资料处理及应用
董经利
【期刊名称】《测井技术》
【年(卷),期】2009(033)002
【摘要】介绍了胜利石油管理局测井公司新研制成功的多极子阵列声波测井仪器采集的数据结构类型.研究了多极子阵列声波测井资料的处理方法.用矩阵、相位等处理方法得到地层纵波、横波、斯通利波时差,利用偶极资料进行快慢横波分离,有效计算地层横波速度各向异性.胜利油田3口井的实际应用表明多极子阵列声波测井资料与其他测井资料相结合,可进行油藏评价,如井眼稳定性分析、地层孔隙压力预测、压裂施工压力设计及缝高检测等.实际钻井资料证明多极子阵列声波测井资料在油田勘探、开发中能够发挥重要作用.
【总页数】5页(P115-119)
【作者】董经利
【作者单位】中国科学院广州地球化学研究所,广东,广州,510840;中国石化集团胜利石油管理局测井公司,山东,东营,257096
【正文语种】中文
【中图分类】P631.84
【相关文献】
1.多极子阵列声波测井在致密砂岩气层识别的应用 [J], 郑志威
2.故障诊断系统在TTAS多极子阵列声波测井仪中的应用 [J], 刘建辰;史江博;田堃;
李裕
3.正交多极子阵列声波测井在煤田勘探中的应用——以淮南顾桥煤矿补7井区为例 [J], 韩必武;李栋青;范秦军
4.XMAC-Ⅱ正交多极子阵列声波测井资料在西南油气田—泸州区块页岩气储层评价中的应用 [J], 王亮
5.多极子阵列声波测井仪低频单极子换能器 [J],
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声波测井在测井中的应用研究
声波测井在测井中的应用研究【摘要】随着我国经济和技术手段的不断发展和进步，声波测井技术已被广泛应用。
声波测井技术是指，技术人员依据声波在岩层中的传播特点，来探测井下的地质状况。
为了更好的发挥声波测井的作用，笔者对声波测井技术在测井中的工作原理与方法进行了阐述，并分析了该技术的现实应用情况，探讨了声波测井技术的主要发展趋势。
【关键词】声波测井测井应用20世纪60年代，声波测井方法已开始被应用于测井工作中。
目前，该技术已发展成最流行的物理测井方法之一。
由于在不同的介质中，声波会展现出不同的传播特性，同时，声波还不受泥浆侵入的影响。
因此，技术人员可利用声波技术，来探测井下的地质情况。
＜b＞ 1 声波测井技术工作方法＜/b＞由于声波是声音借于机械振动所产生的运动形式，因此，声波的传播情况与介质的弹性有密切关系。
因声波具有作用快、能量小等特点，所以技术人员在运用声波测井时，可将岩石作为弹性主体，并依据其传播特点来研究井下的地质情况。
目前，声波测井技术主要包括声幅测井技术与声速测井技术。
同时，声波测井技术采用的设备称作声波测井仪，通过该仪器发出的声波，工作人员可估算井下岩层的空隙度，从而探测井下岩层的性质。
声波测井体系由地面控制器、记录处理设施及井下换能器三部分组成。
其中，记录处理设施用于记录接收换能器时产生的时间差，而非声波信号抵达该技术系统时的初始时间，这种测量方法有助于减小测量误差，从而提高结果的精密度。
此外，声波测井技术还引入了信号网络，从而将声波测井过程转变为网络信号传输模型，以便更加精确的探测出井下以及井眼周围的地质情况。
＜b＞ 2 声波测井技术在测井中的应用＜/b＞近年来，声波测井技术经历了快速的发展：声幅测井、声速测井—长距声波测井—超声波测井、多极子列阵声波。
因此，声波测井技术已不再单纯依靠声学技术，而是在其基础上还融入了声学理论、电子信息技术、计算机网络信息处理模型等现代测量技术。
目前，声波测井技术在测井工作中的应用主要表现在以下几方面。
阵列声波测井介绍
V = Vs (Low-frequencies) V < Vs (High-frequencies) Dispersion Effect can be corrected
*
xxxx井声波时差图
从单极全波列提取的纵波时差与普通声波测量时差基本一致。
四极源 T1
单极源 T2
接收电子线路
发射电子线路
R1
R8
8个接收阵列
隔声体
偶极源Y(T4) 偶极源X(T3)
单极子(T2)
四极子(T1)
*
仪器概况
主要技术经济指标
耐温： 150℃ 耐压： 100MPa 可测最小井眼： 114.3 mm 可测最大井眼： 533.4 mm 单极子发射器： 1个 偶极子发射器： 2个相互正交 四极子发射器： 1个 接收器： 8组，可进行正交偶极子接收
*
多极子阵列声波测井 及资料应用
单击添加副标题
2012年01月
全波列声波波型成分
*
背景：阵列声波的产生
普通声波测井
纵横波
纵波
硬地层
软地层
How?
偶极技术
解决: 地质问题 工程问题
*
*
主要内容
单击添加副标题
一、阵列声波测量原理 二、多极子阵列声波仪器 三、阵列声波资料处理 四、主要用途及实例 五、结论
xxxx
xxxx
多极子阵列声波图件 xxxx多极子阵列 Nhomakorabea波图件
多极子阵列声波图件
*
主要内容
阵列声波测量原理
多极子阵列声波仪器
阵列声波资料处理
主要用途及实例
结论
XMAC交叉多极子阵列声波测井资料评价基础
0
方位各向异性 360
慢横波波形
200000
微侧向
200000
FMI
为北北-东向， 与利用快横
诱导缝
波方位确定
的地层主应 力方向一致。
诱导缝走向
xx5井地层横波各向异性处理成果图
板 深 7
b）在4300-4301.5米处没有各向异性，成像图上指示发育较多的 溶洞，无疑这类地层要产生各向异性，但这些界面方向多变， 造成各向异性的不稳定，多数情况下互相抵消故在XMAC处理 中没有各向异性表现。
官76-30-2 斯 通 利 波 变 密 度 图
官76-30-2 渗 透 率 指 示 图
无油花 日产9 .8 方水，累 计0.966 方水。
油花 日：5 .2方水 累：1.09方水
结束语
目前为止共测了八口井，其解释成果与斯伦贝谢的DSI 有很好的一致性。但现在还局限在定性阶段，今后我们打算 从以下几个方面深化 XMAC的研究工作： 1）声波全波波形与地层物性的关系 a渗透率与波形的关系 b含气饱和度与波形的关系 2)斯通利波幅度衰减与含气饱和度的关系 a油气两相和气水两相的斯通利波衰减系数与含气饱 和度的关系 b油气两相和气水两相的斯通利波衰减与流体压缩 系数的关系 3、建立纵横波比与含气饱和度的关系 由于时间仓促加之水平有限，错误和疏漏之处在所 难免，敬请各位专家批评指正。
以上我们简单介绍了一下地层各向 异性的作用。那么引起各向异性的原因 有那些呢？下面从以下五个方面介绍以 一下引起各向异性的原因 ：
a)在成像图上没有出现任何诱导裂缝、天 然裂缝、井壁应力崩落的特征，而快慢横 波发生了分裂，其原因是构造应力的非平 衡性所致，同时也预示着在井壁附近很可 能存在其走向平行于最大水平构造应力的 高角度裂缝。这对压裂酸化和水平井设计 有重要的意义，对产能的潜在贡献较大。
超声波成像测井仪在套管井中的应用
图三 水泥胶结评价实
由于套管壁的自然谐振频率近似的与套管 壁厚成反比，因此由厚度谐振响应可得到套管 厚度；同时根据声波传播时间和套管厚度测量 结果可计算出套管的内径和外径；而波形的最 大幅度又是套管内表面粗糙度的定性指示。通 过对以上参数的分析，我们可以用来进行：
•
谢谢大家！
超声波成像测井技术 在套管井中的应用
一、前言
• 随着油田勘探开发的不断深入，水平井、侧
钻井、大斜度井的逐年增加，对固井完井工 作提出了越来越高的要求，同时对固井质量 的检测技术也提出了更高的要求。
一、前言
由于油田开发后期的难度加大，对窜槽井和套损 井的精密检测也变得尤为重要，常规的检测手段（如 声幅等）已不能适应高准确度和高分辨率的要求。超 声波成像测井是在早期的井下电视基础上发展起来的， 但它采用了以下措施改善了成像质量和分辨率，满足 了各种套管井复杂情况的需要。
• 测量参数：井径、反
射幅度、声阻抗、套 管壁厚、井斜相对方 位、流体传播时间、 压实强度、泥浆声阻 抗等
三、仪器指标
• 扫描头尺寸：3-5/8in、 扫描头尺寸：3 5/8in、
4-3/8in、5-5/8in、7in 3/8in、 5/8in、
• 换能器频率：250kHz、 换能器频率：250kHz、
四、应用
（1）套管腐蚀的识别、定位和定量评价； （2）评价由作业、打捞或塑性地层引起的套管损 坏； （3）根据剩余套管厚度评价腐蚀或损坏情况； （4）套管内部或外部的金属损失； （5）确定和识别射孔层段； （6）指示套管剖面和重量的变化。
五、局限性
该仪器功能强大，但由于声波传播的特殊性 以及仪器自身的特点限制，具有以下局限性： （1）不能在空气井或气侵井中测井。 （2）泥浆粘度不宜过大，否则扫描头无法转动。 （3）测速较慢，取决于扫描头转速。 （4）在大斜度井中，必须保持良好的居中测量， 否则将影响仪器转动及成像质量。
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关键词 ：过套管测井 ； 交叉多极阵列声波（ ＡＣ 测井 ；单极全波 ；纵波 ； Ⅺ ） 水泥胶结
中 图分 类 号 ：Ｐ ３ ． １ ６ １８ 文 献 标 识 码 ：Ａ
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第３卷 １
第 ２ 期
测
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技
术
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Ｖｏ． １ Ｎｏ ２ １３ ．
Ａｐ ０ ７ ｒ２ ０
２０ ０ ７年 ４月
Ｗ ＥＬＬ ＧＧＩ Ｉ ＮＧ ＴＥＣＨＮ０Ｉ
文章 编 号 ：０ ４１３ （０ ７０ —１ ４０ １０ —３８ ２ ０ ）２０ ９—３
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交 叉 多极 阵 列声 波测 井在 套 管 井 中的应 用
王贵清，邵维 志，朱振 生 ，刘俊 东 ，岂红军
（ 大港 油田集 团测井公 司 ， 天津 大港 ３ ０ ８ ） ０ ２０ 摘 要 ：为寻求裸 眼井地层纵波测井资料缺失时的补救办法 ， 在大港油 田滩海区块 ５口井 中的声波测井 资料进行 对 了分析 ， 试探从过套管交叉多极阵列声 波（ ＭＡＣ 测井资料 中提取地层纵波信号 的可行性 。Ｘ Ｘ ） ＭＡＣ在 套管井 中采 用单极全波测量模式 。从下套管前后测得的全波波形 的差 异可 区别套 管波和地 层纵波 ， 采用慢 度一 时间相关 Ｓ Ｃ Ｔ （ ｌ ｅｓ ｉ ｏ ｅｅｃ） Ｓｏ ｓ— ｍｅ ｈ ｒｎ ｅ法可提取地层纵波 。对 比了在不 同水泥胶结质 量 、 管状况和井 眼条件下 的套 管井与 ｗｎ Ｔ Ｃ 套 裸 眼井声波测井资料 ， 纳出了过套管声波测井 的使 用条件 和局 限性 。当套 管及地层都 与水泥 环胶结 良好时 ， 归 方 可从过套管 ＸＭＡＣ全波资料 中提取 出地层纵波信号 。
ｈ ｌ ｄｃｓｄｈ ｌ ， ｎ ｅ ｏｍａｉｎｃ ｍｐ ｅ ｓ ｎ ｌ ｖ ｎ ｂ ｘｒｃｅ ｙａ ℃ （ ｌｗｎ ｓ－ｉ Ｏ ｏｅａ ａｅ ｏｅ ａ ｄｔ ｒ ｔ ｎ ｈ ｆ ｏ ｏ ｒｓ ｉ ａ ｅｃ ｅ ａｔｄｂ ｏ ｗａ ａ ｅ ｔ ｓ ｏ ｅｓｔ ｍｅＣ －
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