聲波測井9課件

基于實鉆數(shù)據(jù)反演的牙輪鉆頭鉆進仿真模型1聲波測井聲波測井Acousticlogging（BoreholeCompensateLogging）LongSourcelengthSonicLoggingCementBondLoggingVariableDensityLogging聲波幅度測井(AcousticAmplitudeLogging)BoreholeTelevisionImageNoiseLogging（SonicLogging）聲波速度測井（AcousticVelocityLogging）聲波頻率測井(AcousticfrequencyLogging)聲波測井新技術

Schlumberger，BakerHughes，Halliburton

等國際石油公司都采用了陣列聲波或聲波成像測井技術，例如：CBIL(CircumferentialBoreholeImagingLog)UBI、USICET、SBTDSIXMac

聲波成像測井1.波的傳播介質1介質2入射波入射角反射角折射角反射波折射波聲波測井新技術2.產生滑行波的條件VP2>VP1時,折射角=90°折射定律:第一臨界角:1*=arcsin(VP1/VP2)聲波測井新技術聲波測井聲波測井砂巖的理論骨架時差:△tma=182s/m(硅質膠結)灰?guī)r:△tma=156s/m白云巖:△tma=143s/m

無水硬石膏:△tma=164s/m巖鹽時差:△tma=220s/m淡水:△tmf=620s/m

鹽水:△tmf=608s/m

對膏巖剖面有很強的分辯力,由于巖鹽和無水石膏在時差曲線上區(qū)別很大,很容易識別.聲波測井的應用聲波測井的應用1、判斷氣層、確定油氣和氣水界面2、劃分地層(確定地層的巖性)3、計算孔隙度

M.R.Wyllie時間平均公式最初在計算彈性波的速度時，公式中包含了孔隙度，巖石骨架、孔隙流體彈性參數(shù)、巖石顆粒及其堆積方式的幾何特征值。但是公式過于復雜，沒有實用價值。1956年M.R.Wyllie提出了根據(jù)聲波測井資料估算儲層孔隙度的模型，公式如下：這個公式后來被稱為“威利時間平均公式”聲波測井的應用t=tf×+

tma(1-)

b=f×+ma(1-)N=Nf×+Nma(1-)孔隙(流體)骨架純巖石聲波測井的應用聲波幅度測井聲幅測井水泥膠結測井變密度測井扇區(qū)膠結測井CBLVDLSBT水泥評價測井CET聲幅測井

水泥膠結測井采用相對幅度來判斷固井質量的好壞，即：通常，根據(jù)相對幅度大小，把固定質量劃分成三個等級：膠結良好：相對幅度小于20％；膠結中等：20％小于相對幅度小于40％；膠結差：相對幅度大于40％膠結情況總結表

膠結情況套管波地層波變密度顯示自由套管強弱或無顯示左清晰條紋平直

I好II好弱強左模糊或消失右清晰

I好II差弱弱左模糊右模糊或消失

I差II好強中強左清晰右有顯示

I差II差強弱左清晰右模糊聲波變密度測井

23十五863子課題驗收匯報

水泥評價測井CET下井儀器由8個超聲換能器和一個參考換能器組成，見圖2－15。它不僅能反映套管井中兩個聲學界面的膠結情況，而且對管外水泥膠結具有圓周分辨力和縱向分辨率。8個換能器按螺旋形排列，相鄰兩個之間夾角為45°，各自探測套管的45°角范圍的空間。聲波成像測井

25十五863子課題驗收匯報

SBT能夠從每間隔60°的方位對套管井井壁周圍的水泥膠結情況進行測量，其發(fā)射和接收探頭平面展布如圖2－16所示。SBT環(huán)能同時提供聲波變密度測井資料。圖2-16SBT聲系結構平面展示圖聲波成像測井

26十五863子課題驗收匯報孔洞低速地層井壁崩落：井壁崩落主要發(fā)生在致密層，其方向代表最小水平主應力的方向，在圖象上表現(xiàn)為180度對稱的暗色或黑色條帶或斑塊，在暗色區(qū)域內，地質特征不清楚，邊界模糊，F(xiàn)MI的對稱井徑表現(xiàn)為一條井徑值與鉆頭直徑接近，對應的極板為圖象清晰的兩個臂，另一條井徑值則大于鉆頭直徑，對應的極板為圖象模糊的兩個臂；在井壁崩落段，儀器不旋轉，F(xiàn)MI方位曲線值較穩(wěn)定。同樣，我們也可以根據(jù)誘導裂縫和應力釋放縫來確定地應力方向。裂縫：為構造作用、成巖作用或鉆井誘導作用形成的暗色線條，當有充填作用導致方解石、石英等高阻物質充填裂縫時，多表現(xiàn)為亮色。天然縫（低角度）天然縫（高角度）基于實鉆數(shù)據(jù)反演的牙輪鉆頭鉆進仿真模型32放射性測井主講：劉紅岐（博士后）放射性測井放射性測井放射性測井放射性測井放射性測井放射性測井放射性測井NuclearLogging

核測井是通過探測巖石及其孔隙流體的核與電磁學物理性質，研究鉆井地質剖面，勘探石油、天然氣、煤以及鈾等有用礦藏的地球物理方法。

核測井的適用條件：一般的泥漿井、油基泥漿井、高礦化度泥漿井、空氣鉆井（裸眼井、套管井）放射性測井放射性測井核測井放射性測井核磁共振測井：通過測量核子在外加磁場作用下的特征，識別巖性和流體。如MRIL,CMRNaturalGamma：通過測量放射性元素自然衰變產生的伽馬射線強度，研究鉆井地質剖面上地層巖性變化。GR&SGRGR-GR：通過測量伽馬射線與地層相互作用后誘發(fā)產生的次生伽馬射線的強度來研究地層物性的一類測井方法，如DEN，Pe3)N-GR

通過測量中子射線與地層相互作用后誘發(fā)產生的伽馬射線的強度來研究地層物性的一類測井方法，如NGR放射性測井地層中的放射性元素

40K－－－1.46Mev

238U－－－1.76Mev

232Th－－－2.62Mev2.射線的種類

α：2He4：帶電，質量大，易吸收，穿透能力小

β：e：帶電，質量小，易吸收，穿透能力小

γ：光子，不帶電，質量小，穿透能力強。1.76

能在衰變時發(fā)射光子的元素稱為伽馬輻射體。地層中能發(fā)射伽馬光子的核素主要是U、Th及其衰變產物和鉀的放射性同位素K-40。伽馬光子與物質發(fā)生相互作用的過程中，能量逐漸降低。如果射線的能量<30Mev,伽馬光子與接觸物質間將可能逐級產生電子對效應、康普頓效應和光電效應。3.射線與物質的相互作用放射性測井放射性測井3.1電子對效應：electronpaireffectgenerally，theenergyofγisbetween0.5to5.3Mev,accordingtothe

lawofconservationofenergy,ifelectronpaireffectoccurs,thelowestenergyofγmustbe2×Ee,thatisfollowingequation:2m0C2=2×0.51Mev=1.02Mev.能量大于1.02Mev的光子在通過原子核附近時，與核的庫侖場相互作用，可以轉化為一個正電子和一個負電子，而本身被全部吸收。放射性測井3.1電子對效應：electronpaireffect

Where:K:constantNA:Avogadroconstant6.02×1023mol-1ρ：densityg/cm3Z:atomicnumberA:molarmassEr:energyofγMeve+e-γ3.1ElectronPairEffectEγ≥1.022Meve+e-放射性測井放射性測井3.2康普頓效應:Comptoneffect

Withtheattenuationofγenergy,theimpactioncapabilityofγisdecayed,whenitsenergyisbetween0.51Mevto1.022Mev,theComputoneffectoccurs.e-γγ康普頓電子(Comptonelectron)γ光子(Photon)σ：康普頓效應導致的光子在穿過單位距離物質時的減弱3.2ComptonEffecte-γγ放射性測井放射性測井3.2光電效應:photoelectriceffect

ifenergyofγraylessthan0.51Mev,photoelectroneffectoccurs,whichisfirstexplicitlyexplainedbyAlbertEinsteine-γ