現(xiàn)代聲波測井技術(shù)應(yīng)用研究

方 磊

（中石化華北石油工程有限公司測井分公司，河南新鄉(xiāng) 453000）

現(xiàn)代聲波測井技術(shù)應(yīng)用研究

方 磊

（中石化華北石油工程有限公司測井分公司，河南新鄉(xiāng) 453000）

隨著我國石油探明儲(chǔ)量的不斷減少，提高測井技術(shù)已成為石油探勘工作的研究重點(diǎn)，聲波測井是一種利用聲速傳播、聲音振動(dòng)特點(diǎn)等內(nèi)容實(shí)現(xiàn)油井探測的技術(shù)，目前已在石油探測工作中得到廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)代聲波測井技術(shù)；油田；帶井眼補(bǔ)償

1 現(xiàn)代聲波測井技術(shù)概述

從聲學(xué)角度分析，聲波測井技術(shù)實(shí)際上是一種沖液井孔波導(dǎo)問題，具體來說就是利用聲波獲得井孔內(nèi)各種波動(dòng)參數(shù)信息用以判斷井下情況的方法[1]。比如地層巖石的密度、地層張力、單軸抗壓強(qiáng)度、空隙壓力、地層主應(yīng)力、坍塌壓力、破裂壓力等，為井孔產(chǎn)能以及儲(chǔ)層的評(píng)估評(píng)估提供數(shù)據(jù)依據(jù)。而且隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，聲波測井技術(shù)也不斷的發(fā)展，其發(fā)展主要有4個(gè)特點(diǎn)：一是多源探測模式朝組合化模式發(fā)展，聲波測井由傳統(tǒng)單一的單極子聲源測井轉(zhuǎn)換為多極子聲源聲波測井，不僅綜合了傳統(tǒng)聲波測井方式的優(yōu)點(diǎn)，還結(jié)合測井需求進(jìn)行改善；二是探測器數(shù)目朝陣列化發(fā)展，有效提升了探測信息的分辨率；三是輻射方位朝可控化方向發(fā)展，使聲波的發(fā)射與各方向的輻射均得到有效的控制，四是信號(hào)采集朝數(shù)字化方向發(fā)展，提高了信號(hào)采集的效率。目前我國采用的聲波測井技術(shù)類型有3種，分別是帶井眼補(bǔ)償聲波測井技術(shù)、單極聲波測井技術(shù)與多極聲波測井技術(shù)，其中單極聲波測井技術(shù)是指采用對(duì)稱生源（單極子聲源）于單極子接收技術(shù)展開井下測試的聲波測井方式；多極聲波測井技術(shù)包含四極子聲源和偶極子生源的用于與井下測試的非對(duì)稱生源聲波測井方法。

2 帶井眼補(bǔ)償聲波測井技術(shù)

2.1 帶井眼補(bǔ)償聲波測井技術(shù)原理

因?yàn)閱伟l(fā)雙收的井眼補(bǔ)償系統(tǒng)容易受到井眼的影響而產(chǎn)生嚴(yán)重誤差，因此在聲波測井中通常使用雙收雙發(fā)井眼補(bǔ)償聲系，雙收雙發(fā)補(bǔ)償聲系的作用原理圖如圖1所示。

圖1 雙收雙發(fā)補(bǔ)償聲系示意圖

其中T1、T2表示接收器，R1、R2表示沿井壁傳播聲波的時(shí)差，T1ACR1和T1ACR2則表示上發(fā)射聲系聲波沿著井壁傳播的路徑，同理T2DER1與T2DER2表示下發(fā)射聲系的傳播路徑。

2.2 帶井眼補(bǔ)償聲波測井技術(shù)的應(yīng)用

帶井眼補(bǔ)償聲波測井技術(shù)是目前使用最為廣泛的現(xiàn)代聲波測井技術(shù)，利用聲波速度進(jìn)行油井的探測。這種測井方法主要應(yīng)用在以下方面：第一，可對(duì)井下儲(chǔ)層進(jìn)行劃分并排除致密地層；第二，通過分析測試數(shù)據(jù)可以了解被測井巖石效果以及空隙曲線等情況，進(jìn)而判斷巖性；第三，根據(jù)測試數(shù)據(jù)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式可計(jì)算地層孔隙度，識(shí)別裂縫，進(jìn)而對(duì)所檢測地層的地質(zhì)斷層、地形壓力進(jìn)行判斷。應(yīng)用帶井眼補(bǔ)償聲波測井技術(shù)進(jìn)行井下探勘測量，首先對(duì)井下發(fā)出發(fā)射器，使其巖井壁傳播，然后再根據(jù)滑行縱波傳到預(yù)計(jì)位置時(shí)近端與遠(yuǎn)端接收器的時(shí)間差來判斷井下情況。而對(duì)井下深度等其他方面的測試，主要采用帶井眼補(bǔ)償性測試儀器，其補(bǔ)償聲系是雙發(fā)雙收類型的，使用這類儀器進(jìn)行測試可以消除油井直徑變化以及井下復(fù)雜環(huán)境對(duì)測試數(shù)據(jù)的影響。帶井眼補(bǔ)償聲波測的補(bǔ)償聲速形式分有雙發(fā)雙收與單發(fā)雙收兩種形式，但是經(jīng)過大量的案例檢測表明單發(fā)雙收形式極易受到儀器自身自主變動(dòng)以及井下環(huán)境變化的影響而導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高。若兩個(gè)單發(fā)雙收的間距與源距均為平等的，則所檢測發(fā)射器位置會(huì)顛倒從而導(dǎo)致聲速曲線獲得的數(shù)據(jù)異常甚至相反，需要取平均值才能獲得正常值，但是這樣不僅比較麻煩而且容易使工作人員對(duì)井下相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷，影響后續(xù)工作的順利開展。雙發(fā)雙收聲速測試儀器是在上下兩端均設(shè)置發(fā)射器，這樣可以使測試源距保持相同，消除井眼直徑變化產(chǎn)生的影響，并記錄井下環(huán)境變化產(chǎn)生的深度誤差，為后續(xù)工作提供有利的依據(jù)。

2.3 對(duì)帶井眼補(bǔ)償聲波測井的改進(jìn)

因?yàn)樵趯?shí)際測井工作中，井徑不規(guī)則變化更大，在聲波測井時(shí)校正井眼難度很大，導(dǎo)致帶井眼補(bǔ)償聲波測井受到一定的局限性，因此在實(shí)際測井中還需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整改進(jìn)以最大限度實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功能。例如在砂泥巖地層中因?yàn)槟鄮r變作用的影響，時(shí)差減小一般發(fā)生于砂巖井段，而時(shí)差增大井段通常發(fā)生在泥巖井段，在井徑擴(kuò)大段的聲波時(shí)差就會(huì)呈現(xiàn)“小—大—大—小”的變化規(guī)律，為了消除井徑擴(kuò)徑造成的聲波時(shí)差影響，可采取漫反射生路法進(jìn)行帶井眼聲波補(bǔ)償測井，逐點(diǎn)查詢不同位置聲波接收器傳播理論路徑，然后再根據(jù)實(shí)際路徑校正聲波時(shí)差曲線。此外還需考慮巖層特性對(duì)井徑聲速測井產(chǎn)生的影響等其他相關(guān)的因素，從而確保聲波時(shí)差校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語

總之，現(xiàn)代聲波測井技術(shù)是一種先進(jìn)有效的井下測試方法，為油氣田的探勘開發(fā)以及石油工程項(xiàng)目施工提供了有力的支持。而且隨著時(shí)代的進(jìn)步，聲波測井技術(shù)也在不斷的改進(jìn)、優(yōu)化，使各種復(fù)雜地層條件的井下測試均得到滿足，為我國油氣田勘探事業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。

[1] 李彬.油氣田聲波測井技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J].環(huán)球市場信息導(dǎo)報(bào)，2013，（12）：118.

Application of Modern Sonic Logging Technology

Fang Lei

With the continuous reduction of proven oil reserves in China，the improvement of logging technology has become the focus of petroleum exploration work.Sonic logging is a technology that utilizes the characteristics of sound velocity propagation and sound vibration to realize oil well detection.In the oil exploration work has been widely used.

modern sonic logging technology；oilf i eld；with borehole compensation

P631.81

：B

：1003–6490（2017）04–0054–01

2017–04–02

方磊（1986—），男，河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，主要從事石油測井工作。