Geoframe中偶极声波测井DSI处理流程

7．正交偶极声波测井7．1 正交偶极声波测井仪器图22 偶极声波测井仪器探头（下）和正交偶极声波测井仪器（上）探头比较7．2 各向异性和横波割裂物理性质随方向而变的介质称为各向异性介质。

对于均匀各向异性介质,一个主轴方向就是物理性质不发生转变的方向 (例如，在此方向上弹性波传播速度是常数). 正交各向同性地层可以由三个彼此垂直的主轴方向描述. 物理性质仅随方位方向而变的介质称为方位各向异性介质（TI 介质）。

如图23所示，各向同性挠曲模式波从各向同性介质进入方位各向异性介质，将割裂成两个挠曲模式波。

两种模式波的极化（偏振方向）是正交的, 且平行于方位各向异性介质的主轴方向。

每一个挠曲波以不同的速度传播：即快波 (FP)、慢波 (SP).利用正交偶极子测井仪器咱们可以肯定正交各向同性地层的水平主轴方向。

理想情况下, 应用正交偶极子测井时，假设其中一个主轴平行井轴. 主平面 (对称面) 是跨越一对主轴的平面.若是一个主平面是各向同性, 即在这个平面上的任何一个方向都是主轴方向，咱们就说 它是方位各向异性地层(TI 地层)。

理想情况下, 含垂直裂痕系统的地层, 即裂痕面平行于井轴, 类似于TI 介质(这时裂痕面是各向同性面)，声波在沿井轴方向传播就类似于在TI 地层中传播。

但是,在实际中有多种地质特征致使声波在这些介质中传播类似于在正交各向同性或TI 介质中传播(见图23). 垂直TI 介质中的横波割裂是方位各向异性地层中的偶极横波测井的理想模型. 仪器激发的偶极横波将割裂成两个沿井轴传播的快波和慢波。

图23横波割裂红色轴表示快主轴、蓝色轴表示慢主轴. 极化(振动方向)就是轴的方向. 蓝色平面是裂痕平面.引发横波割裂的地质特征：1. 裂痕 (裂痕系统), 垂直或准垂直.2. 构造活动区的现场主应力3. 地层层面不垂直于井轴.7．3 各向同性介质、TI 介质中的挠曲模式波测量Shear Wave SplittingP r o p a g a t i o n d i r e c t i o nRS图24 各向同性介质、TI 介质中的挠曲模式波测量各向同性地层:X 发射X 接收(XX):测量一个速度为c 的水平极化横波 Y 发射Y 接收(YY):测量一个速度为c 的水平极化横波 X 发射Y 接收(XY): 除噪声什么都测不到 Y 发射X 接收(YX): 除噪声什么都测不到正交各向同性/TI 地层（X 和Y 别离与主轴x 1’ 和 x 2’ 一致） X 发射X 接收(XX):测量一个速度为c 1的水平极化横波(x 1’ 方向） X 发射X 接收(XX):测量一个速度为c 2的水平极化横波(x 2’ 方向) X 发射Y 接收(XY): 除噪声什么都测不到 Y 发射X 接收(YX): 除噪声什么都测不到当 X 和 Y 方向别离与 x1’ 和 x2’ 不平行. 将会测到两个主横波四个分量(XX, YY , XY 和YX) 的叠加，测量的速度在c 1 和 c 2之间.WALS9712005.9Flexural Waves in Isotropic and Transversely Isotropic (TI) MediaXYx 1’x 2’x 1’x 2’TR 1R 2XYIsotropic formationTI formationP r o p a g a t i o n d i r e c t i o n图25 TI介质中的挠曲模式波测量的4个分量。

一、准备工作尽量收集到较全的区域资料，了解区域构造、沉积等特征；如果有邻井资料最好。

熟悉目的层的深度，地层水矿化度，预计最大井底温度，所在层位，泥浆类型及矿化度等信息，实时跟踪钻井动态。

二、测井质量评价接收到现场的测井数据后，第一时间按照海油的测井质控标准做好质量控制。

常规资料的质量控制主要包括检查图头信息是否正确、曲线数量、曲线数值是否符合地层物理特征、各曲线间的匹配是否一致及测井资料与录井等资料的匹配关系等。

对于不合格的资料应及时提出重测或者补测。

下图是中子、密度和声波三空隙交会图，用来检验三孔隙度曲线是否合格。

密度-声波交会图 中子-密度交会图三、测井资料处理1、常规测井资料处理处理解释软件主要使用油服自主研发的测井解释处理平台EGPS 。

常规资料处理主要选用SAND （砂泥地层）和CRA （两种岩性以上的地层）程序。

下面以CRA 为例说明处理流程。

CRA 程序对于每种储层参数的计算都提供了多种方法供选择，这里只列举最常见的一种或两种。

主要处理流程及参数选取：（1） 泥质含量的计算：一般利用伽马（或者去铀伽玛）计算泥质含量，公式如下：V=111C S C GR --, Vsh=1212--C VC老地层C=2 ，第三纪地层C=3.7，本井取C=3.7C1和S1分别为较纯砂岩和较纯泥岩的GR 值。

在浅层疏松砂岩，GR （或KTH ）曲线对岩性的反映敏感性较低，可采用中子-密度交会图方法进行泥质含量的计算，公式如下：Vsh 为地层泥质含量；ΦD 为密度孔隙度；ΦN 为中子孔隙度；ΦDsh 为泥岩密度孔隙度；ΦNsh 为泥岩中子孔隙度；ΦNma 为骨架中子孔隙度；ΦNf 为地层流体中子孔隙度；ρb 为地层视密度；ρf 为地层流体密度；ρsh 为泥岩密度；ρma 为地层骨架密度值。

（2） 孔隙度的计算：中子-密度交会法。

POR=222ND Φ+Φ（3） 含水饱和度的计算：针对较纯砂岩段，采用Archie 公式的计算含水饱和度。

DSI偶极横波成像测井在页岩气藏的应用摘要：页岩气是指以吸附或游离状态为主要存在方式赋存于页岩和泥岩地层中可进行商业性开采的天然气。

页岩气藏普遍具有含气面积广泛、资源量大、生产寿命长、产量稳定等特点，但是它的开采难度却非常的大。

本文主要结合DSI偶极横波成像测井的工作原理探讨开采页岩气藏的方式。

关键词：页岩气藏偶极横波成像测井气流阻力偶极横波成像测井(DSI)是斯仑贝谢公司继长源距声波测井之后的新一代全波测井，与以往的长源距声波测井相比，其接收探头增多，间距变小，声波频率变低(DSI单极全波除外)，增强了地层横波信息的探测及斯通利波的记录，因此，它在评价薄储层、裂缝、气层、井周附近的地质构造等方面有着广阔的应用前景。

基于此，本文探讨运用DSI偶极横波成像测井技术对页岩气进行开采。

一、页岩气藏的压裂理论目前认为实现页岩气藏高效开发的重要前提就是在目的层形成复杂的裂缝网络。

在施工过程中尽可能多的沟通天然裂缝，使得渗透率极低的基质在扩散作用下释放的气体通过裂缝的沟通提高流动能力。

最终整个改造层位形成沟通页岩气藏和井底的大型复杂缝网系统，尽可能地增大页岩储层改造体积。

页岩储层中大量存在的天然裂缝和水平应力间的较小差异是形成复杂裂缝网络的重要地质条件。

当压裂液进入地层，超过岩石抗张强度后形成张性缝，这与常规压裂一致；但由于充填脆性岩石矿物的天然裂缝在有效应力超过抗剪强度时，天然裂缝也会继续延伸，形成不同于常规双翼平面缝的复杂裂缝网络。

二、利用DSI评价裂缝的有效性横波测井之所以为人们所关注，是因为横波信息是在油气勘探与开发中所需要的一种重要资料，利用它可以确定钻井地质剖面岩层岩性，判断含气储层，寻找裂缝性储层，研究储层物性，计算岩石弹性模量，进一步研究岩石的机械特性，应用于钻井、采油工程给出岩石的破裂压力梯度，以制定合理的工作技术方案。

1.声波波形裂缝可导致声波信号的不连续，即在裂缝处发生反射和折射。

由于这些反射和折射波比原始波到达晚，在声波变密度图上就成为干涉图形，这些干涉图形可定性地视为人字形图形或时间上的相移。

Geolog软件技术手册Full Sonic Wave Processing -SWB帕拉代姆公司北京代表处2006年12月1、综述 ......................................................................................................................................................................... - 1 -1.1 预备知识................................................................................................................................................ - 1 -1.2数据......................................................................................................................................................... - 1 -2、阵列声波全波形 ..................................................................................................................................................... - 2 -2.1数据准备................................................................................................................................................. - 3 -2.1.1查看/创建一个声波列阵工具模版 ............................................................................................. - 3 -2.1.2 练习指导2-创建其他波形属性.................................................................................................. - 5 -2.1.3波形分解....................................................................................................................................... - 6 -2.1.4深度转换....................................................................................................................................... - 7 -2.2 处理........................................................................................................................................................ - 8 -2.2.1数据分析...................................................................................................................................... - 8 -2.2.2去噪............................................................................................................................................. - 11 -2.2.3 设计滤波器................................................................................................................................ - 17 -2.2.4 振幅恢复.................................................................................................................................... - 19 -2.3阵列声波处理....................................................................................................................................... - 20 -2.3.1处理模块简介............................................................................................................................. - 21 -2.3.2偶极波形处理............................................................................................................................. - 21 -2.3.3 单极波形处理............................................................................................................................ - 23 -2.3.4 拾取标志波至............................................................................................................................ - 26 -2.4后期处理 (34)2.4.1综述 (34)2.4.2频散校正 (35)2.4.3 传播时间叠加 (37)2.4.4 相关性显示 (38)2.4.5 阵列声波重处理 (40)3、机械性质 (44)3.1综述 (44)3.2 计算动力学弹性性质 (44)附录I-快速运行 (45)附录II-频散校正讨论 (46)1、综述欢迎阅读Geolog软件SWB指导教程。

MAXIS500偶极横波成像测井DLIS格式随着测井技术与计算机技术的飞速发展，各种新测井仪器和新解释方法的运用，产生了大量的测井信息与相关信息。

为了读取、处理、保存的方便，斯仑贝谢测井公司在1991年采用了一种全新的测井数据记录标准,即数控测井交换标准Digital Log Interchange Standard (DLIS)，此标准得到美国石油学会（API）的批准与推荐使用。

目前，斯仑贝谢测井公司新测井系列记录的测井数据大多采用DLIS格式。

已有偶极横波成像测井DSI，方位电阻率成像测井ARI，组合式核磁共振成像测井CMR 等六种测井系列DLIS格式文件（带）。

一、DLIS的主要特点1.面向对象的数据结构(Data Object)DLIS采用对象式数据结构记录。

包含了三十多个明确的数据对象。

如帧对象（Frame Object），数据道对象（Channel Object），静态信息对象（Static Object），刻度对象（Calibration Object）等，这些对象统称字典控制定义对象，都有固定的模板结构属性。

另外，根据需要，有关信息可以采用扩展的未定义对象来记录。

如测井输入道安排信息，回放胶片的组织结构信息,都可以以未定义对象来记录。

无论是有定义对象，还是未定义对象都具有统一的语法结构。

这种新的面向对象记录机制使信息记录更紧凑，一致和相关联。

2.数据来历（Origin）DLIS专门采用一种机制来明确数据的来历，这种机制就是使用来历对象（Origin Object）。

来历对象表明井与文件的来源特征。

来历对象记录了数据文件号，来源日期、时间、测井程序、测井公司名、油田名、井名等，追溯来历对象也可得知一个DLIS文件是否来源于另一个母体DLIS文件。

3.多帧类型（Multiple Frame Types）多帧类型是DLIS最显著的特点，以往的记录标准如LIS、BIT，一个文件只能记录一种采样间隔类型的数据。

7．正交偶极声波测井7．1 正交偶极声波测井仪器图22 偶极声波测井仪器探头（下）和正交偶极声波测井仪器（上）探头比较7．2 各向异性和横波分裂物理性质随方向而变的介质称为各向异性介质。

对于均匀各向异性介质,一个主轴方向就是物理性质不发生变化的方向 (例如，在此方向上弹性波传播速度是常数). 正交各向同性地层可以由三个互相垂直的主轴方向描述. 物理性质仅随方位方向而变的介质称为方位各向异性介质（TI 介质）。

如图23所示，各向同性挠曲模式波从各向同性介质进入方位各向异性介质，将分裂成两个挠曲模式波。

两种模式波的极化（偏振方向）是正交的, 且平行于方位各向异性介质的主轴方向。

每一个挠曲波以不同的速度传播：即快波 (FP)、慢波 (SP). 利用正交偶极子测井仪器我们可以确定正交各向同性地层的水平主轴方向。

理想情况下, 应用正交偶极子测井时，假设其中一个主轴平行井轴. 主平面 (对称面) 是跨越一对主轴的平面.如果一个主平面是各向同性, 即在这个平面上的任何一个方向都是主轴方向，我们就说 它是方位各向异性地层(TI 地层)。

理想情况下, 含垂直裂缝系统的地层, 即裂缝面平行于井轴, 类似于TI 介质(这时裂缝面是各向同性面)，声波在沿井轴方向传播就类似于在TI 地层中传播。

然而,在实际中有多种地质特征导致声波在这些介质中传播类似于在正交各向同性或TI 介质中传播(见图23). 垂直TI 介质中的横波分裂是方位各向异性地层中的偶极横波测井的理想模型. 仪器激发的偶极横波将分裂成两个沿井轴传播的快波和慢波。

图23横波分裂红色轴表示快主轴、蓝色轴表示慢主轴. 极化(振动方向)就是轴的方向. 蓝色平面是裂缝平面.引起横波分裂的地质特征：1. 裂缝 (裂缝系统), 垂直或准垂直.2. 构造活动区的现场主应力3. 地层层面不垂直于井轴.7．3 各向同性介质、TI 介质中的挠曲模式波测量Shear Wave SplittingP r o p a g a t i o n d i r e c t i o nRS图24 各向同性介质、TI 介质中的挠曲模式波测量各向同性地层:X 发射X 接收(XX):测量一个速度为c 的水平极化横波 Y 发射Y 接收(YY):测量一个速度为c 的水平极化横波 X 发射Y 接收(XY): 除了噪声什么都测不到 Y 发射X 接收(YX): 除了噪声什么都测不到正交各向同性/TI 地层（X 和Y 分别与主轴x 1’ 和 x 2’ 一致） X 发射X 接收(XX):测量一个速度为c 1的水平极化横波(x 1’ 方向） X 发射X 接收(XX):测量一个速度为c 2的水平极化横波(x 2’ 方向) X 发射Y 接收(XY): 除了噪声什么都测不到 Y 发射X 接收(YX): 除了噪声什么都测不到当 X 和 Y 方向分别与 x1’ 和 x2’ 不平行. 将会测到两个主横波四个分量(XX, YY , XY 和YX) 的叠加，测量的速度在c 1 和 c 2之间.WALS9712005.9Flexural Waves in Isotropic and Transversely Isotropic (TI) MediaXYx 1’x 2’x 1’x 2’TR 1R 2XYIsotropic formationTI formationP r o p a g a t i o n d i r e c t i o n图25 TI介质中的挠曲模式波测量的4个分量。

偶极子声波成像仪（DSI）Dipole Shear Sonic Imager工作原理：单极声波测井只能在声波传播速度大于井眼流体传播速度的地层（硬地层）中测取横波，偶极声波则克服了这一缺点，在软地层中象在硬地层中一样测取地层的横波。

DSI具有八个阵列接收器，一个单极发射器和两个偶极发射器。

接收器阵列对传播波场进行广泛的空间采样，进行全波列分析。

DSI使用了具有方向性的发射器和接收器。

偶极发射器使井眼一侧的压力增加，而使另一侧的压力减小，引起井壁出现小的扰动，这样就在地层中直接激发出纵波和横波。

这些挠曲波的传播与井眼同轴，而其质子振动方向与井轴垂直，与换能器的发射方向一致。

换能器的工作频率很低，通常低于4千赫。

DSI的一个新功能是低频发射功能，其发射频率低于一千赫，在这种工作模式下，信噪比最大可提高20分贝，因此在大井眼井段和速度非常慢的地层中，也可得到很好的测量结果。

应用：1 机械特性分析：·井眼稳定性分析——确定合适的泥浆柱压力以保证钻井过程中的井眼保持稳定。

·射孔稳定性分析或出砂分析——识别在生产过程中可能出砂的层位和临界出砂压降的定量预测。

·压裂高度预测——准确计算水力压裂高度，确定压裂液的体积和泵压参数。

2 地层评价：·气层探测——用υp/υs与Δt 的交会图来确定。

·天然裂缝探测和评价——用单极斯通利波测量数据来评价。

·定量指示渗透率——用斯通利波测量数据来计算渗透率。

3地球物理解释：·振幅异常——用纵波和横波速度计算出来的泊松比可帮助地球物理家识别与气有关的幅度异常。

·合成地震及对地面地震进行刻度—使用横波来合成比用纵波要好得多。

4地层各向异性：·横波各向异性测量·分别以纵轴为对称轴和以水平方向为对称轴的横向各向同性。

·各向异性的确定和分布。

质量控制DSI仪器的工作模式有几种，它们可以任意组合，来采集数字化波形，其纵向分辨率为6英寸，用12字节的动态范围同时对八道信号进行数字化。

04声波全波列测井声波全波列测井一、声波全波列测井的几何横型及典型全波列波形：声波全波列信息：有纵波、横波（属于体波）、还有伪瑞利波和斯通利波（属于导波），对于快速地层（地层横波速度大于井内流体声速）。

在全波列信息中，初至波是地层纵波，其幅度较小，频率较高，在纵波之后是地层横波波至。

由于伪瑞利波的影响，横波部分幅度较大，最后到达的大幅度低频波是斯通利波，这是一种沿井壁与井内流体之间传播的导波，速度比井内流体声速略低。

低频斯通利波又称为管波。

对于慢速地层（地层横波速度小于井内流体声速），难以看到以临界折射方式传播的横波。

体波的主要特征是：在地层中传播，幅度存在几何扩散。

速度没有频散现象，有一系列共振频率。

在均匀各向同性的弹性介质中，纵波和横波的速度前面已经列出来了。

导波的主要特点是：沿井壁传播、幅度最大、进入地层和井内流体则显著衰减。

不存在几何扩散，相速度有频散。

斯通利波速度始终低于井内流体速度。

相速度的频散较小，中低频端有明显增加。

在均匀完全弹性地层中，低频斯通利波的速度与横波速度存在一定的关系，在软地层中我们就可以利用斯通利波速度估算地层横波到速度。

在进行全波列测井时，两个接收器交替接收来自两个发射器经地层传播过来的各种声波信息。

每一个深度点有四组波形数据被记录在磁带上。

3700的长源距声波通常每个波形到记录长度为960个类，采样间距dt可为2us、4us或8us。

声波全波列测井资料的一般处理流程是：首先识别和提取各道波形中纵波、横波、斯通利波等到波至点，然后计算各组份波的声波时差和幅度衰减，最后对波形进行频谱分析，提取各分波的主频、峰值及能量等参数。

二、下面先对3700、DDL-V及CSU三种长源距声波仪的声学结构和工作方式简单对比介绍一下：3700系列的长源距声波声系尺寸为T1’R12’R27’T2.记录T1-R1，T1-R2，T2-R1，T2-R2四道全波列波形。

每道波形从发射到接收总共采样960各数字，可相隔2us采样一个数（就是在这个时间点的波形幅度）。

第二章操作步骤2.1 打开Geoframe 4在上面的图标中打开Geoframe 4.0.3选打开Geoframe 打开该软件。

2.2 建立一个新工区1，在Project Manager中选Project Management 选Create a new project在Create a new project中输入工程名字(名字开头不能用数字)，密码，验正密码点OK （稍候）。

在storage setting中点OK。

系统问是否做地震工程延展(Create charismaproject extension)NO→OK。

2，Edit project parameter中unit/coordinate system→⑴display→set unit→选Metric→OK⑵set projection→create出现Create Coordinate System对话框：①在其中的Projection中选UTM Coordinate system.②Hemisphere中选Northern Tg.③UTM zone number写50→OK。

2.3 加载地震数据(以加载3D地震数据为例)1, 应用管理对话框中（Application manager）选中用鼠标1键单击seismic出现seismic对话框，在该目录中用鼠标1键双击IESX（多探测地震综合解释）2, 在IESX Session Manager对话框中点Applications→Data manage→Load seismic在以下框中。

（在此框中可以按住Ctrl键选Application此时可以对要打开的对话框进行显示参数设置，如大小，名字，是否以图标显示）⑴Load mode→选user defined 3D.⑵点Define storage出现如下对话框:①点击Survey→输入三维测网名称→create，出现如下框：在其中填入地震数据任意三点的线号，CDP，X，Y坐标（其中Northing代表Y坐标，Easting代表X坐；其中坐标位数不能多于7位，也就是说没有带号）Apply →dismiss.②然后在Set survey parameters将地震资料的四点坐标中first inline number, last inline number, start line at input CDP, End line at input CDP 四项写上。

偶极子横波测井在压裂效果评价中的应用摘要：偶极子横波测井技术将新一代的偶极技术与最新发展的单极技术相结合，从而提供了测量地层纵波、横波和斯通利波的最好方法。

利用偶极声波测井可以检测压裂裂缝延伸高度，指导试油气结果的分析，取得了良好的应用效果，证明了该技术是一项有效的压裂效果评价方法，同时也拓宽了测井资料在工程检测方面的应用。

关键词：偶极子声波测井纵波横波斯通利波各向异性压裂0 引言随着油田勘探开发的不断深入，研究对象越来越多的是复杂的火山岩油气藏。

火山岩油气藏属于低孔、低渗储层，大部分井必须经过压裂改造后才能获得一定的工业产能，因此对于储层改造效果的评价显得尤为重要；经过总结近几年测井新技术的特点，利用偶极子横波测井可以进行储层压裂效果评价，取得了良好的应用效果。

1 偶极子横波测井技术简介图1 偶极子横波测井仪器（DSI）示意图偶极子横波测井是将单极技术和偶极技术结合在一起的新型声波测井技术，具有单极和偶极两种发射声源，能精确地进行各种地层的声波测量，解决了慢速地层的横波测量问题。

单极阵列包括两个单极声源和8个接收器。

偶极阵列是由两个垂直摆放的偶极声源及8个交叉式偶极接收器组成。

常规单极声波测井仪由于受井眼和地层物理特性的限制，在软地层和井眼较差的地层很难测量地层横波，而偶极技术可以在软地层中测量可靠的地层横波。

偶极子横波测井仪（DSI）的声系由三个发射探头核八个接收探头组成（图1），三个发射探头由上至下依次为单极子声源、上偶极子声源和下偶极子声源，其中上下偶极子声源的方向是相互垂直的；接收阵列的八个接收探头均为四极子，或者可以简单的认为，接收阵列是在径向上有分辨率的。

为了适应各种地层情况，通常将单极子与偶极子声波测井技术进行有效的组合，以便更好的获得各种不同地层的纵波、横波和斯通利波等波的参数。

同时，可以节省测井时间，提高了工作效率，DSI测井所测量的常规声波曲线，无论是在裸眼井中还是在套管井中，都可以与以前的声波测井曲线具有很好的对比性。