聲學(xué)測(cè)井技術(shù)在石油工程中的應(yīng)用探索

劉似晏

（中國石油測(cè)井有限公司遼河分公司，遼寧 盤錦124000）

在我國的石油工程當(dāng)中加強(qiáng)對(duì)聲學(xué)測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步的提升探測(cè)的實(shí)際效率以及質(zhì)量，對(duì)于我國的油田精確性的數(shù)據(jù)搜集以及圖像變化能夠進(jìn)行更加清晰化的信息搜集，加強(qiáng)對(duì)此的研究能夠進(jìn)一步為我國的聲學(xué)測(cè)井提供參考方案。

1 我國聲學(xué)測(cè)井技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)

隨著我國的信息技術(shù)在不斷的發(fā)展，在我國的聲學(xué)測(cè)井當(dāng)中越來越多的信息技術(shù)以及信息理論在聲學(xué)測(cè)井當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用?，F(xiàn)代化的聲學(xué)測(cè)井技術(shù)在下井當(dāng)中能夠?qū)Φ貙赢?dāng)中的不同波進(jìn)行多測(cè)的測(cè)量，有助于對(duì)巖層的實(shí)際密度、巖層數(shù)據(jù)參數(shù)等不同的方面進(jìn)行多樣化的數(shù)據(jù)搜集，更好的對(duì)地層當(dāng)中的元素、特性等進(jìn)行廣泛的搜集，及時(shí)的搜集在礦井當(dāng)中的不同的參數(shù)資料。通過對(duì)我國的現(xiàn)代化的聲學(xué)測(cè)量儀器進(jìn)行分析可以得知，在測(cè)量的過程當(dāng)中能夠及時(shí)的對(duì)油井當(dāng)中的縱波、橫波、斯通立波進(jìn)行更加精確化的技術(shù)分析，更好的測(cè)量巖石當(dāng)中的不同的數(shù)據(jù)參數(shù)，并根據(jù)地層當(dāng)中的主要的信息參數(shù)對(duì)油井的實(shí)際質(zhì)量進(jìn)行判斷。在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中主要通過對(duì)油井當(dāng)中的橫波進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)不同波的傳播的實(shí)際速度進(jìn)行更加精確化的分析。對(duì)其中的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量及時(shí)的根據(jù)參數(shù)建立適宜的力學(xué)研究模型，更好地對(duì)巖石當(dāng)中的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行推斷以便更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)于參數(shù)的應(yīng)用和模擬。對(duì)于相應(yīng)的數(shù)據(jù)參與資料能夠及時(shí)的對(duì)相應(yīng)的水平應(yīng)力進(jìn)行分析，對(duì)于實(shí)際的壓力等進(jìn)行更加精確化的搜集。在進(jìn)行聲學(xué)的測(cè)量當(dāng)中加強(qiáng)對(duì)于聲學(xué)的進(jìn)一步研究，對(duì)聲學(xué)測(cè)量當(dāng)中對(duì)聲速以及不同的頻率進(jìn)行研究能夠更好地加強(qiáng)聲源與探測(cè)之間的相互匹配，促進(jìn)聲學(xué)探測(cè)當(dāng)中的技術(shù)發(fā)展，更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集與測(cè)量。根據(jù)聲學(xué)測(cè)量的技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)聲學(xué)測(cè)量儀器的應(yīng)用，對(duì)相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行更加全面和廣泛化的技術(shù)研發(fā)。

2 聲學(xué)測(cè)井評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

在聲學(xué)測(cè)井評(píng)價(jià)當(dāng)中主要通過對(duì)以下的幾個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，首先是對(duì)于油井井眼穩(wěn)定性進(jìn)行分析。對(duì)于新的油井在進(jìn)行探測(cè)的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)考慮綜合化的數(shù)據(jù)參數(shù)，對(duì)于相鄰的油井進(jìn)行分析，考慮在進(jìn)行勘測(cè)的過程當(dāng)中油井所承載風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行更加準(zhǔn)確化的分析。在井眼的穩(wěn)定性方面的探測(cè)當(dāng)中結(jié)合在實(shí)際的探測(cè)當(dāng)中的鉆井液的實(shí)際密度進(jìn)行分析，避免在實(shí)際的測(cè)量當(dāng)中的壓力較大，避免對(duì)于油井井壁形成一定的影響。在進(jìn)行鉆井的過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)注重對(duì)于內(nèi)部壓力的測(cè)量，更好的確保鉆井的深度以及井眼的穩(wěn)定性能。其次是對(duì)于沒有進(jìn)行探測(cè)地層進(jìn)行進(jìn)一步的分析，在進(jìn)行石油的鉆探過程當(dāng)中通過對(duì)實(shí)際的地層進(jìn)行更加精準(zhǔn)化的技術(shù)分析，進(jìn)一步確保探測(cè)地層的壓力承載值，對(duì)于地層的實(shí)際預(yù)測(cè)以及在后期的監(jiān)測(cè)當(dāng)中具有十分重要的意義，在現(xiàn)代化的測(cè)量油井的深度建設(shè)當(dāng)中與實(shí)際的地震測(cè)量法進(jìn)行應(yīng)用能夠進(jìn)一步滿足實(shí)際工程的需要。第一步通過對(duì)地層當(dāng)中的聲波的速度以及其他的信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)與測(cè)量對(duì)于在鉆井當(dāng)中的實(shí)際的資料以及對(duì)不同波的速度和監(jiān)測(cè)的壓力值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步提升對(duì)于油井監(jiān)測(cè)的精確化的技術(shù)程度對(duì)油井監(jiān)測(cè)當(dāng)中獲得的不同的縱波的速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)換，獲得相應(yīng)的資料，對(duì)已經(jīng)測(cè)量得出的實(shí)際數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑玫囊?guī)劃出鉆井當(dāng)中的實(shí)際化的方案，更好的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)化的模擬操作，確保在鉆井的過程當(dāng)中的安全性，確保在進(jìn)行鉆井的過程中能夠順利以及平穩(wěn)運(yùn)行[1]。

3 聲學(xué)測(cè)井儀器的應(yīng)用

3.1 補(bǔ)償聲波測(cè)井儀

補(bǔ)償聲波測(cè)井儀通過兩個(gè)發(fā)射器和兩個(gè)接收器組成的，對(duì)于不同的聲波類型能夠進(jìn)行更急精確話化的測(cè)量，這種聲速的特殊類型通經(jīng)過聲波速度測(cè)井儀進(jìn)行研究, 相對(duì)于原有的普通的聲速測(cè)井儀，補(bǔ)償性的聲測(cè)儀增加了一個(gè)發(fā)生器，對(duì)聲速的測(cè)量更加具有精確行性。一般來說，這種測(cè)量儀器在實(shí)際的測(cè)量結(jié)果當(dāng)中會(huì)受到井徑變化、儀器相對(duì)于井軸傾斜的影響。間距與源距較為固定的過程當(dāng)中，對(duì)于測(cè)量的結(jié)果與發(fā)射器在接收器之上和發(fā)射器在接收器之下的測(cè)量結(jié)果的影響相反。補(bǔ)償聲波測(cè)井的測(cè)量結(jié)果更加具有精確行性，對(duì)于不同的井徑變化與測(cè)量結(jié)果之間具有較大的聯(lián)系，能夠及時(shí)的對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)化的檢測(cè)，同時(shí)能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的補(bǔ)充。使用井眼補(bǔ)償聲波測(cè)量儀對(duì)地層當(dāng)中的縱波速度進(jìn)行測(cè)量, 能夠更加合理的對(duì)巖性和巖石孔隙度進(jìn)行測(cè)量，但是由于聲波傳輸?shù)奶厥庑裕趯?shí)際的探測(cè)當(dāng)中探測(cè)得到的深度較淺，并且收受到實(shí)際環(huán)境的影響，在深遠(yuǎn)以及環(huán)境影響較大的環(huán)境測(cè)量當(dāng)中具有一定的局限性[2]。補(bǔ)償化的聲波測(cè)量儀能夠更好地對(duì)相應(yīng)的聲波的發(fā)射狀況以及實(shí)際的反射狀況進(jìn)行搜集，加強(qiáng)對(duì)于不同資源的應(yīng)用，更好的促進(jìn)實(shí)際發(fā)展。

3.2 長遠(yuǎn)距聲波測(cè)井

能夠及時(shí)的對(duì)礦井當(dāng)中的深源進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于長源位置具有良好的接收效果。這種聲波測(cè)井儀通過兩個(gè)接收器和兩個(gè)發(fā)射器組成。在測(cè)量當(dāng)中主要是對(duì)兩個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量，首先通過一個(gè)發(fā)射器對(duì)聲波進(jìn)行發(fā)射，通過聲波的傳輸在頂部兩個(gè)接收器測(cè)產(chǎn)生一定的差值。當(dāng)儀器兩個(gè)發(fā)射器在第一個(gè)位置時(shí)并且與兩個(gè)接收器位置接近時(shí)，兩個(gè)發(fā)射器發(fā)射對(duì)聲波進(jìn)行發(fā)射，并通過自動(dòng)化的儀器設(shè)備進(jìn)行記錄。在兩個(gè)位置的記錄當(dāng)中通過不同的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行資料的搜集，根據(jù)資源的時(shí)間差，對(duì)資源信息數(shù)據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)算，以便更好的計(jì)算出所需要的數(shù)據(jù)資料，提升測(cè)量的自動(dòng)化效果。長源波距測(cè)量對(duì)于精確化的深度測(cè)量具有較大的意義，能夠更好的探測(cè)井中的深度，更好的反映波形圖[3]。

3.3 陣列聲波測(cè)井陣列聲波

現(xiàn)代聲波測(cè)井儀當(dāng)中一般會(huì)應(yīng)用到多個(gè)儀器，通過不同儀器之間的相互組合，構(gòu)成陣列聲波測(cè)井儀。在實(shí)際的測(cè)量的過程當(dāng)中，通過進(jìn)行多重波形的不捕獲，對(duì)不同的數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行疊加處理，從而更加精確話化的捕獲和準(zhǔn)確提取縱波、橫波和斯通利波的各種信息。接收器當(dāng)中的實(shí)際間距較小，在進(jìn)行檢測(cè)的過程當(dāng)中的陣列聲波測(cè)井的聲系分布通過兩個(gè)壓電陶瓷發(fā)射器,不同的間距的發(fā)射器的聲速頻率具有一定的差異性，例如，間距2ft(61cm),發(fā)射器帶寬為5～18kHZ。在儀器的最頂部當(dāng)中通過不同的間距進(jìn)行測(cè)量，與接收器相距較近。在陣列測(cè)量的過程當(dāng)中加強(qiáng)對(duì)于聲速的測(cè)量能夠進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于波形的轉(zhuǎn)換對(duì)于測(cè)量的精確性[4]。

3.4 偶極子陣列聲波測(cè)井研究

普通聲波測(cè)井儀的單極子技術(shù)與偶極子技術(shù)在一起進(jìn)行組合形成了偶極子測(cè)量檢測(cè)技術(shù)，在進(jìn)行地層橫波速度低于井內(nèi)流體聲速時(shí)的松軟地層的探測(cè)當(dāng)中，能夠更好的對(duì)地層當(dāng)中的各種波進(jìn)行捕獲，對(duì)縱波、橫波、斯通利波的時(shí)差及幅度、衰減系數(shù)等在顯示屏當(dāng)中進(jìn)行參數(shù)顯示。綜合化的儀器設(shè)備應(yīng)用能夠進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)波形的檢測(cè)，例如在橫波的測(cè)量當(dāng)中的進(jìn)行同偶極子陣列聲波相比交叉偶極子陣列聲波測(cè)井還可以提供地層橫波各向異性的大小和方向。

3.5 超聲波成像測(cè)井方式

在進(jìn)行測(cè)量的過程當(dāng)中采用旋轉(zhuǎn)式超換能的方式對(duì)收集到的信息數(shù)據(jù)資源進(jìn)一步進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在外部環(huán)境當(dāng)中對(duì)井口進(jìn)行測(cè)量進(jìn)行掃描，根據(jù)時(shí)差的影響對(duì)波形進(jìn)行記錄，更好的記錄在波形當(dāng)中的回程差。在巖石聲阻抗的變化當(dāng)中對(duì)于波形的變化具有一定的影響，會(huì)產(chǎn)生一定的回波幅度的變化同時(shí)在探測(cè)的過程當(dāng)中由于井徑的在進(jìn)行測(cè)量的過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生間波傳播時(shí)間的變化，在管壁當(dāng)中的厚度不一的條件狀況之下，對(duì)于超聲波成像的方式進(jìn)行應(yīng)用能夠更好的對(duì)不同的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，以便更好的進(jìn)行測(cè)量。該儀器通過進(jìn)行測(cè)量的反射波幅度一以及對(duì)于傳播時(shí)間的檢測(cè)，及時(shí)的對(duì)按井眼內(nèi)360 度方進(jìn)行成圖像，通過高分辨率的檢測(cè)度進(jìn)行高分辨率成像，更好的觀測(cè)在巖石層面的幾何界面的變化。

結(jié)束語

綜上所述，在我國的聲波測(cè)井的過程當(dāng)中加強(qiáng)對(duì)不同技術(shù)方案的進(jìn)一步創(chuàng)新，提升測(cè)井技術(shù)在實(shí)際方案當(dāng)中的應(yīng)用，能夠更好的促進(jìn)測(cè)井技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，為我國的石油勘測(cè)工程的發(fā)展提供更多的指導(dǎo)與規(guī)劃。