远探测声波成像测井的种类及应用实例
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声波测井仪在勘察中的运用通常的声波测井如声速测井和声幅测井,只记录纵波头波的传播时间和第一个波的波幅,而且只是利用了井孔中非常少的波列。
实际上,换能器在井孔中激发出的波列携带着很多的地层信息。
声波全波列测井采用数字记录方式记录了井孔中的全部波列,利用数字信号处理的方法从全波列中提取所感兴趣的信息,用于声波测井资料的地质解释。
1井孔中的声波及其波型成分在钻孔中,由点声源激发的全波列是由多种波列成分组成的,主要包括纵波、横波、伪瑞雷波和斯通利波等(见图1)。
(1)纵波纵波(又称滑行纵波)是由声源发出的以第一临界角入射到井壁后,在井外地层并靠近井壁且以图1全波列波形图地层中的纵波速度沿井壁滑行的波。
这种波在沿井壁传播的同时,又会以第一临界角为折射角折回井中,被接收器接收到。
(2)横波横波又称为滑行横波,它类似于纵波,从射线声学的角度来看,横波头波是由声源发出且以第二临界角入射到井壁后在井外地层并靠近井壁以地层中的横波速度传播的波,这种波在沿井壁传播时又会以第二临界角为折射角折回井中,被接收器接收到。
(3)伪瑞雷波以相速度介于井内流体中的纵波速度和地层中的横波速度传播的无几何衰减的高频散波。
(4)斯通利波以大于且近似等于井内流体中的纵波速度传播的无几何衰减的微频散波。
2声波全波列测井仪系统组成及工作原理2.1系统组成目前在国内工程勘察行业,适用的声波全波列测井仪器主要为北京大地华龙公司生产的XG-Ⅱ长源距全波列测井仪,该仪器是一套双通道高分辨率、数字化的测井仪,具有分时采样、迭加、滤波、信号增强、抑制噪声以及现场实时计算、实时显示实测波形和测试结果等功能。
测井仪系统由主机、井中全波列声系、连接电缆、平面换能器(用于岩芯的波速测试)和数据处理软件组成。
主要技术指标见表1。
井中全波列声系由一个发射探头和两个接收探头组成(见图2),发射探头距接收探头1的距离为1.05m,距接收探头2的距离为1.25m,两接收探头间距为0.20m。
第七章声波测井岩石中声速的差异与岩石致密程度,构造和孔隙充填物等有关。
声波测井是运用声波在岩层中的各种传播规律在钻孔中争论岩层特点的一类方法。
声波测井分类:声波速度、声波幅度、声波全波、声波成像等。
第一节声波测井的物理根底一、声波物理性质简述对于声波测井来说,声源能量很小,岩石可看作是弹性体,因此可利用弹性波在介质中传播的规律来争论声波在岩石中的传播过程。
1〕描述固体弹性的几个参数①杨氏模量 E 〔纵向伸长系数〕;②体积弹性模量 K ;③切变模量μ;④泊松比σ。
2〕声波在岩石中的传播特性①纵波与横波〔压缩波与剪切波〕②波的能量与振幅的平方或正比③声波幅度随传播距离按指数规律衰减④波在两种不同介质分界面处的转换—反射与折射,遵循斯耐尔定律。
首波—滑行波在第一种介质中造成的波称为首波,习惯上称为折射波。
二、钻孔内的声波其次节声波速度测井一、单放射双接收声波速度测井原理测量沿井壁传播的滑行波的速度。
二、井眼补偿式声波速度测井原理目的在于抑制井径变化或仪器在井中倾斜时所造成的声速误差。
三、长源距声波测井目的在于更好地区分纵、横波和低速波,增加探测深度,抑制井壁四周低速带的影响。
源距加大到 2.5m 左右可满足上述要求。
全波测井源距较长,以提高各种波的区分力量。
四、阵列声波测井及分波速度提取五、偶极横波测井1.单极源及偶极源。
2.挠曲涉及其与横波的关系。
软地层中,单极源不能产生横波,偶极源的波列中,在纵波之后亦无横波,但有明显的挠曲波,在低频时,挠曲波的速度与横波速度相近,高频时则低于横波的速度,可依据挠曲波的速度来求取横波速度。
第三节声波速度测井的解释与应用一、影响声波速度测井曲线外形的因素1 〕周期跳动引起声皮跳动的岩性因素:①裂缝层,裂开带;②含气水胶结纯砂岩;③高速层〔波阻抗大,能量不易传递〕;④井径扩大或泥浆中溶有气体。
2 〕源距与间距的影响源距—要保证抑制盲区的影响,使折射波首先到达接收器〔1m 即可,长源距可达 2.5m 〕。
声波测井介绍声波测井是一种地球物理测井技术,通过发送声波信号,并根据信号的传播特性来获取地下地层的物理特征和构造信息。
声波测井的主要应用领域包括石油勘探、地质工程和地下水资源评价等。
在石油勘探领域,声波测井被广泛用于获取地下岩石的弹性属性,从而识别含油气层和评估油气储量。
声波测井的原理是利用声波在地层中传播的速度和振幅变化,分析得到地层的波速、密度等信息,进而推断地层的岩性和孔隙度等。
声波测井原理声波测井使用的是通过固体或流体介质中传播的声波信号。
在声波测井过程中,仪器向井中发送声波信号,然后接收并分析回波信号。
通过分析回波信号的传播时间、振幅和频率等属性,可以获得地层的物理特性。
声波在地层中的传播速度取决于地层的密度和弹性模量。
当声波从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射和反射。
这些反射和折射的现象可以用来推断地层的变化,如岩性、孔隙度和饱和度等。
声波测井主要使用两种传播模式:纵波和横波。
纵波是沿着传播方向的压缩波,而横波是垂直于传播方向的波动。
纵波的传播速度比横波大,因此在实际测井中,主要使用纵波进行测量和分析。
声波测井仪器声波测井仪器通常由发射器、接收器和数据记录系统组成。
发射器用于产生声波信号,而接收器则用于接收回波信号。
数据记录系统用于存储和分析测量数据。
声波测井仪器的功能包括:1.发射声波信号,产生刺激并激发地层回波。
2.接收回波信号并转换为电信号。
3.对接收到的信号进行放大和处理。
4.记录和存储测量数据,并进行实时分析和解释。
现代的声波测井仪器通常可以进行多频段的测量,以获取更详细和准确的地层信息。
同时,一些高级仪器还具备图像处理功能,可以生成地层的可视化图像。
声波测井应用1.石油勘探:声波测井在石油勘探中起着重要的作用。
通过分析地层的声波传播特性,可以确定油气层的位置和性质,为油井的钻探和开发提供依据。
2.地质工程:声波测井用于地质工程中的岩石力学和岩层稳定性评估。
通过测量地层的声速和密度等特性,可以判断地层的强度和稳定性,为工程建设提供指导。
声电成像技术在测井中的应用摘要:声电成像测井是一种新发展起来的为解决非均质性储层难题的方法。
文中从声电成像浏井原理出发,通过对成像图的颜色、形态、地球物理意义、地质意义的研究分析,结合岩心资料,建立起一套声一电成像解释墓本模型。
实际生产中,在岩性判定、裂缝识别、构造分析等基础地质研究方面,取得了很好的应用效果。
关键词:声电成像测井模式地质应用声电成像测井技术是现阶段较为先进且有效的测井技术,利用该技术能有效识别非均质性储层,具有高分辨率、大信息量、直观反映井壁地层变化。
能够及时获悉到地层或者井筒图像,能够全面的掌握井下信息。
目前已得到了广泛的应用,是一种值得推广与宣传的先进技术,在地质研究方面有重要意义。
一、声电成像测井技术声成像测井既可以利用滑行波,还可以利用反射波进行测量。
主要通过反射波的能量及反射界面的声阻抗相关原理,来实现对反射波能量实际强弱进行准确的测量。
从而达到明确具体的井壁岩石及套管实况。
在实际中,遵循的测量原理是:运用换能器,在井下适当的位置处安装一个换能器,以作为发射与接收,在两次发射的中间作接收,实行的换能器工作方式是通过恒速在井中绕仪器轴旋转。
与此同时对声波进行接收与发射,将反射波的信号进行放大,然后送入到示波管中,来当做示波器的控制信号,当反射波的强弱变为扫描线的亮暗,通过照相机同步照相记录。
声电成像测井能够为我们展现清晰完整的地层岩性剖面,且最后所得测量结果存在着一定的方向性,有时候能替代钻进取芯。
能进一步强化裂缝分析研究工作,利用电成像测井能够及时掌握了解裂缝的类别、参数分布情况以及有效性;通过电成像资料能够准确识别地层层理、沉积粒序及薄互层等的沉积结构特征。
结合具体的沉积特征对当前的沉积环境加以分析,增强功率。
二、地质应用1、划分薄层电成像能够对厚度不足一英寸的地层成像,利于识别地层中的砂泥岩,而且能够非常准确地计算砂岩层厚度。
如果在厚泥岩层段中夹薄沙层,泥质图像通常呈暗色,砂岩为浅色图像,产生易于识别的具有清晰的薄层界面;当厚砂岩层段中夹薄的非渗透隔层时,有两种可能,一种是高电导率的泥质夹层形成的非渗透隔层,另一种是钙质胶结的砂质夹层形成非渗透隔层。
声波测井技术特点及应用作者:刘亮来源:《装备维修技术》2020年第11期摘要:在现阶段油田测井过程中,声波测井作为重要的测井技术,在实际应用中取得了积极效果。
从声波测井技术的分类来看,这种测井技术主要分为带井眼补偿的声波速度测井、声波全波列测井、超声成像测井以及多极子阵列声波测井。
这几种测井技术在技术原理方面存在差异,在应用中也各有侧重,如何选择测井技术,除了要根据地层的实际情况进行选择之外,也要根据测井的要求进行选择。
因此,应当重点了解声波测井技术的原理特点及具体应用情况,为声波测井技术的全面应用提供有力支持。
关键词:声波测井技术;特点;应用引言在现阶段油田测井过程中,声波测井作为重要的测井技术,在实际应用中取得了积极效果。
从声波测井技术的分类来看,这种测井技术主要分为带井眼补偿的声波速度测井、声波全波列测井,超声成像测井以及多极子阵列声波测井。
这几种测井技术在技术原理方面存在差异,在应用中也各有侧重,如何选择测井技术,除了要根据地层的实际情况进行选择之外,也要根据测井的要求进行选择。
因此,我们应当重点了解声波测井技术的原理特点及具体应用情况,为声波测井技术的全面应用提供有力支持。
1发展特点与主要类型从声学角度来看,声速声学基本上是疏导问题,即有效利用声波研究井内不同类型的波动,从而获得有关井下情况的科学见解,如b .井下岩石密度、地面沉降、空间压力等,从而为综合评价井下情况提供了科学依据。
在科学快速发展的背景下,声速钻井技术的总体水平不断提高,在发展过程中着重发展四个发展特征:一、声速曲线较厚、声速减缓时,平均为2 ~3mm,并对曲线进行了读取。
当存储层内声衰减曲线中的时间缩短与曲线阻力明显增加之间的差异(例如b .位置和微孔)作为明显的凸度,这些凸度是导致闭合层的标记,而不是存储层属性,在计算凸度后应选择曲线的平均值。
当存储层中的声速曲线呈阶梯式时,应分段计算值,分段的最小厚度应与测速设备的层位容量相等。
声波测井仪在勘察中的运用声波测井仪是一种利用声波原理进行勘察和检测的仪器,它可以对地下的岩石和沉积物进行准确的探测和测量,因此在勘察中得到了广泛的应用。
声波测井仪的工作原理是通过在地下向不同方向发射声波,然后根据声波的反射和传播特性来对地下岩石和沉积物的性质进行分析和测量。
声波测井仪可以利用声波信号的强度和到达时间等特征来确定地下岩石和沉积物的类型、厚度、密度、孔隙度、渗透性等重要参数。
在油气勘探和开发中,声波测井仪可以广泛应用于以下方面:1. 认识地层结构:声波测井可以帮助工程师了解地下各层岩石的构成,厚度和形态。
这些信息可以用于建立地质模型,以确定沉积物的类型和含量,从而在油气勘探中选择合适的钻孔位置。
2. 测井评价:通过声波测井,可以测定岩石的泊松比、弹模以及密度等多种参数,以评估地下岩性,判断地下岩石储层的物性和储量,有助于确定油气区块的开发方案。
3. 地下环境监测:声波测井可以在监测过程中获得地下水的含量,帮助评估水资源的潜在供应和健康状况。
同时,声波测井还可以监测密闭系统内部的变化,以便及时识别或预测地下气体或液体的泄漏情况。
声波测井仪在勘察中的应用有几个显著的优点。
首先,声波测井的准确度相当高。
声波信号的信噪比很高,导致返回的数据可以帮助确定地下岩层何时出现,并可以精确指示储层的物性和厚度。
其次,使用声波测井可以大大减少在调查和勘探过程中的人为误差。
该仪器可以集成不同的传感器系统,从而减少在使用多个测量仪器时可能发生的交叉干扰和数据中的错误。
然而,声波测井仪也存在一些局限性。
例如,地下储层有许多复杂的细节会影响声波传导,这会导致数据质量下降。
此外,钻井的精度不足可能会影响信号传输和数据质量,使得所得数据需要加以修正。
在实践中,声波测井经常与其他勘探方法结合使用,如电阻率测量、地震勘探、磁测和重力测量等,以获得更准确和更完整的数据。
总之,声波测井作为勘察领域的一种重要技术手段,对于油气勘探和开发、地质调查、环境监测、地震研究等领域都有着广泛的应用前景。
第二节声波测井1.普通声波测井声波在不同介质中传播时,其速度、幅度衰减及频率变化等声学特性是不同的。
声波测井就是以岩石等介质的声学特性为基础而提出的一种研究钻井地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。
声波测井分为声速测井和声幅测井。
声速测井(也称声波时差测井)测量地层声波速度。
地层声波速度与地层的岩性、孔隙度及孔隙流体性质等因素有关。
因此,根据声波在地层中的传播速度,就可以确定地层孔隙度、岩性及孔隙流体性质。
1.1岩石的声学特性声波是一种机械波,它是由物质的机械振动而产生的,通过介质质点间的相互作用将振动由近及远的传递而传播的,所以,声波不能在真空中传播。
根据声波的频率(声波在介质中传播时,介质质点每秒振动的次数)可将声波分为:次声波(频率低于20Hz);可闻声波(20Hz至20kHz);超声波(频率大于20kHz)。
各类声波测井用的机械波是可闻声波或超声波。
1.1.1岩石的弹性1.1.1.1弹性力学的基本假设:1)物体是连续的,即描述物体弹性性质的力学参数及形变状态的物理量是空间的连续函数;2)物体是均匀,即物体由同一类型的均匀材料组成,在物体中任选一个体积元,其物理、化学性质与整个物体的物理、化学性质相同;3)物体是各向同性的,即物体的性质与方向无关;4)物体是完全线弹性的,在弹性限度内,物体在外力作用下发生弹性形变,取消外力后物体恢复到初始状态。
应力与应变存在线性关系,并服从广义的胡克定律。
满足以上基本假设条件的物体称为理想的完全线弹性体,描述介质弹性性质的参数为常数。
当外力取消后不能恢复到其原来状态的物体称为塑性体。
一个物体是弹性体还是塑性体,除与物体本身的性质有关外,还与作用其上的外力的大小、作用时间的长短以及作用方式等因素有关,一般情况下,外力小且作用时间短,物体表现为弹性体。
声波测井中声源发射的声波能量较小,作用在地层上的时间也很短,所以对声波速度测井来讲,岩石可以看作弹性体。
因此,可以用弹性波在介质中的传播规律来研究声波在岩石中的传播特性。
77在现阶段油田测井过程中,声波测井作为重要的测井技术,在实际应用中取得了积极效果。
从声波测井技术的分类来看,这种测井技术主要分为带井眼补偿的声波速度测井、声波全波列测井、超声成像测井以及多极子阵列声波测井。
这几种测井技术在技术原理方面存在差异,在应用中也各有侧重,如何选择测井技术,除了要根据地层的实际情况进行选择之外,也要根据测井的要求进行选择。
因此,应当重点了解声波测井技术的原理特点及具体应用情况,为声波测井技术的全面应用提供有力支持。
1 带井眼补偿的声波速度测井1.1 技术原理声波测井技术在应用中,为了减少误差提高声波的测量效果,往往会进行井眼补偿,以减少声波在井中传输过程中造成的误差。
为了避免误差扩大,减少测量的影响因素,在声波测量中通过井眼的补偿,能够实现测量声速曲线上的提高,保证声速曲线的测量准确性,带井眼补偿的声波速度测井消除了井下变化以及下井仪倾斜所造成的影响,对提高测井的准确率和消除声波的误差具有重要作用,能够提高声波的传输质量和测量效果。
因此,带井眼补偿的声波速度测井,在实际测井中得到了有效的应用,并成为重要的测井方式,满足了测井要求。
目前基于在井眼补偿的声波速度测井设备成为了测井的主要选择[1]。
1.2 应用及现状带井眼补偿的声波速度测井技术在应用中,可以实现对误差的纠正。
例如,在某井段的声波时差曲线上,进行矫正前后油基泥浆及水基泥浆声波曲线的对比可以看出,利用了带井眼补偿的声波速度测井能够最大的消除声波误差,在声波误差的控制方面,比其他的测量方式具备一定的优势。
同时,在具体测量中,带井眼补偿的声波速度测井,整个测量的范围较大,在静稳定的阶段,曲线不发生变化,在层段两端的测量也相对较小,比普通的测量方法具有较大的优势。
因此,对于测井而言,带井眼补偿的声波速度测量方式能够满足测量需要,提高测量的准确性[2]。
2 声波全波列测井2.1 技术原理声波全波列测井是在发射声脉冲以后,一次记录先后到达接收器的滑行纵波、横波,伟瑞丽波,以及广波的波形,通过速度和幅度来判断地层性质,这一声波测井方式,由于通过波形的记录来判断地层的具体情况,因此在声波发射过程中,应当对声波的发射时间、声波的类型以及声波的序号进行标记,提高声波的标记效果,实现对声波的标记和测量,对提高声波的测量效果和满足声波的测量需要具有重要意义。