XMAC簡(jiǎn)介教材0410課件

中國(guó)大慶測(cè)井公司DAQINGWELLLOGGINGCOMPANY聲波測(cè)井與XMAC-II簡(jiǎn)介大慶測(cè)井公司繪解計(jì)算站國(guó)產(chǎn)聲波儀器

聲速測(cè)井與聲幅測(cè)井

1.聲速測(cè)井普通的聲速測(cè)井，是應(yīng)使用時(shí)間最長(zhǎng)的一種測(cè)井方法。它測(cè)量的是地層的縱波速度(Vp)或時(shí)差(Δtp)，“P”就是Primary初至波(壓縮波)，“S”是secondary第二個(gè)到達(dá)的波(橫波)。我們是如何測(cè)出時(shí)差的呢?圖11是一個(gè)簡(jiǎn)單的單發(fā)雙收測(cè)井儀。由發(fā)射器T到接收器R的傳播路徑是A+B+C，所用時(shí)間為t1，T到R2的路徑為A+B+D+E所用時(shí)間為t2。當(dāng)C=E時(shí)，它們的時(shí)間徑差為t2-t1=D,則時(shí)差為：Δt=D/間距首波波至的檢測(cè)是用門檻值的方法，當(dāng)波幅度超過(guò)某個(gè)值(門檻值)時(shí)，則認(rèn)為是首波到達(dá)。R2R1TADCBE3.威利時(shí)間平均公式

測(cè)得縱波時(shí)差的目的就是求取儲(chǔ)層的孔隙度，如何求取呢?威利通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察得到的數(shù)據(jù)，分析得到了威利時(shí)間平均公式。它將孔隙巖石理想化認(rèn)為圖14的形式，骨架是壓實(shí)的，將聲波傳播分為在骨架和流體中傳播兩個(gè)部分，總時(shí)差為：Δtlog=ΔtfΦ+Δtma(1+Φ)

Δtlog為測(cè)井時(shí)差，Δtf為流體時(shí)差，Δtma為骨架時(shí)差，Φ為孔隙度，從而導(dǎo)出Φs=(Δtlog-Δtma)/(Δtf-Δtma)

孔隙Δtf

骨架Δtfφ1-φ4.聲幅測(cè)井聲幅測(cè)井是在套管井中的聲波測(cè)井，是檢驗(yàn)固井質(zhì)量的一種測(cè)井方法。它的原理是，由聲源發(fā)射出聲脈沖，通過(guò)套管一部分折射入地層，一部分反射回來(lái)被接收器記錄下來(lái)，所記錄的是縱波的幅度值。當(dāng)固井質(zhì)量好時(shí)，聲波折射入地層的較多，所記錄的聲幅值則小。相反，當(dāng)固井質(zhì)量差時(shí)，聲波反射波能量較大，儀器所記錄的聲幅度值則大。由此，可評(píng)價(jià)套管的固井質(zhì)量。以往我們使用的固井質(zhì)量檢測(cè)方法都是用聲幅測(cè)井。5.聲波變密度測(cè)井由我公司研制的聲波變密度測(cè)井儀已經(jīng)取代了以往的聲幅測(cè)井。該儀器是在套管井中測(cè)量記錄聲波的能量，它不但記錄縱波幅度還可記錄包括套管波、橫波在內(nèi)的全波波形。能更好地評(píng)價(jià)套管的固結(jié)質(zhì)量。它不但能夠指示套管與水泥環(huán)(一界面)的膠結(jié)狀況，而且還可評(píng)價(jià)水泥環(huán)與地層(二界面)的膠結(jié)狀況。是一種更有效評(píng)價(jià)固井質(zhì)量的測(cè)井方法。圖5.3.1時(shí)間推移測(cè)井99.6.1099.6.1599.6.23引進(jìn)聲波儀器RUTLTURLT2T1T4T38英尺10英尺12英尺2英尺斯侖貝謝CSU長(zhǎng)源距聲波測(cè)井儀器結(jié)構(gòu)圖發(fā)射器2發(fā)射器1接收器1接收器2共記錄4個(gè)波形，垂直分辨率為2英尺中國(guó)大慶測(cè)井公司DAQINGWELLLOGGINGCOMPANY

共記錄4個(gè)波形，即：T1R1、T1R2、T2R1、T2R2。每個(gè)波形有512個(gè)采樣數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔為5微妙。每個(gè)波形記錄的開始時(shí)間即時(shí)間延遲測(cè)井前須根據(jù)測(cè)量井段的巖石硬度給定。一般，軟地層要大些（約300-600微妙），硬地層則小些（約200-300微妙）T1貝13井，為CSU測(cè)量的長(zhǎng)源距聲波，1060米-1100

米，縱波時(shí)差為105us/ft，而全波中已記錄不到橫波信號(hào)。單極源發(fā)射器接收器1接收器3接收器2接收器4哈里伯頓公司的陣列聲波測(cè)井儀共記錄4個(gè)波形，垂直分辨率為1英尺儀器外徑9.2cm(3.625in)儀器長(zhǎng)度1101.7cm(433.75in)儀器重量252kgs(555lbs)耐溫205C耐壓137.9kPa最大井眼50.8cm(20in)最小井眼12cm(4.5in)中國(guó)大慶測(cè)井公司DAQINGWELLLOGGINGCOMPANY

哈里伯頓公司的長(zhǎng)源距陣列聲波測(cè)井儀記錄的全波波形

共記錄4個(gè)波形，即：T

R1、T

R2、T

R3、T

R4。每個(gè)波形有512個(gè)采樣數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔為4微妙。每個(gè)波形記錄的開始時(shí)間即時(shí)間延遲測(cè)井前須根據(jù)測(cè)量井段的巖石硬度給定。一般，軟地層要大些（約300-600微妙），硬地層則小些（約200-300微妙）多極子陣列聲波測(cè)井儀

XMACⅡXMAC交叉多極陣列聲波特點(diǎn)

8個(gè)互相絕緣的接收器 Rc

與ECLIPS任何儀器組合工作溫度.=375°F

測(cè)量單極源、偶極源、交叉偶極源全波波形可測(cè)量橫波時(shí)差為 1000usec/ft.的軟地層的波形儀器總長(zhǎng)度=27.15’ 接收器間距=6”單極源1單極源2偶極源Y偶極源X8接收陣列絕緣體r發(fā)射器部分儀器簡(jiǎn)介中國(guó)大慶測(cè)井公司DAQINGWELLLOGGINGCOMPANY

共記錄12個(gè)單極源波形，即：T

R1、T

R2、T

R3、T

R4。和T

R1、T

R2、T

R3、T

R4T

R5、T

R6、T

R7、T

R8每個(gè)波形有660個(gè)采樣數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔為4的倍數(shù)微妙（硬地層可用8微妙，軟地層應(yīng)在16微妙以上）。共記錄32個(gè)偶極源波形，每個(gè)波形有200個(gè)采樣數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔為4的倍數(shù)微妙（一般用32微妙）所有波形記錄的開始時(shí)間即時(shí)間從0開始。XMAC-Ⅱ（多極子陣列聲波測(cè)井曲線圖)DT24:聲波時(shí)差（微妙/米）、mono12FL單極源波形（微妙）TXX-R1:偶極源波形（微妙）、TXY-R1偶極源波形（微妙）計(jì)算的巖石力學(xué)參數(shù)及地層的破裂壓力梯度（右道）中國(guó)大慶測(cè)井公司DAQINGWELLLOGGINGCOMPANY斯通利波的反射波分離裂縫砂巖XMAC各向異性分析長(zhǎng)16-22井各向異性分析圖全波測(cè)井的應(yīng)用地質(zhì)應(yīng)用計(jì)算巖石力學(xué)參數(shù)及計(jì)算地層的破裂壓力梯度計(jì)算地應(yīng)力及其方向預(yù)測(cè)鉆井井壁穩(wěn)定性及預(yù)防鉆井過(guò)程中的井噴井漏預(yù)測(cè)水利壓裂裂縫幾何形態(tài)及方位識(shí)別地層裂縫層段識(shí)別氣層中國(guó)大慶測(cè)井公司DAQINGWELLLOGGINGCOMPANY1.巖石力學(xué)參數(shù)的計(jì)算無(wú)論哪種全波測(cè)井，目的都是要從全波列中提取縱、橫波時(shí)差。提取出的縱、橫波時(shí)差及巖石密度，可求出巖石力學(xué)參數(shù)：楊氏模量、體積模量、切變模量、泊松比（圖4）。計(jì)算的巖石力學(xué)參數(shù)及地層的破裂壓力梯度（右道）圖5-2徐深1井營(yíng)城組地應(yīng)力

井壁穩(wěn)定性是指鉆井過(guò)程中井壁的張性破壞（井漏）和剪切破壞（井塌）問(wèn)題。為保持井壁的穩(wěn)定性防止鉆井過(guò)程中井塌井漏發(fā)生，需要在一些不可空因素（地應(yīng)力、孔隙壓力、巖石彈性模量、巖石強(qiáng)度等）之間保持平衡。選擇合理的泥漿密度范圍。3、預(yù)測(cè)鉆井井壁穩(wěn)定性及預(yù)防鉆井過(guò)程中的井噴井漏油田的勘探開發(fā)中，某些儲(chǔ)層較致密，自然產(chǎn)能少，需要壓裂試油、采油。對(duì)地層加多大的壓力才能使之破裂，這在施工之前應(yīng)有個(gè)預(yù)測(cè)，這樣對(duì)壓裂效果有很大的影響。由破裂壓力梯度可計(jì)算出地層的破裂壓力。我公司自87年引進(jìn)CSU長(zhǎng)源距聲波測(cè)井儀以來(lái)，一直向井下作業(yè)公司提供地層的機(jī)械特性曲線及地層的破裂壓力梯度曲線，為壓裂工程提供了有效的指導(dǎo)，效果很好。5、防止井噴井漏中的作用自油田注水開發(fā)以來(lái)，油田內(nèi)產(chǎn)生許多高壓儲(chǔ)層。在此區(qū)域鉆調(diào)整井時(shí)，需加大泥漿比重，以防井噴。但是，當(dāng)泥漿比重加得過(guò)大時(shí)，有些較脆地層就要被壓碎，發(fā)生泥漿漏失。如何控制泥漿的比重才能防止井噴井漏的發(fā)生呢?我公司88年為解決鉆井公司這一難題研究出利用RFT與長(zhǎng)源距聲波曲線來(lái)預(yù)防井噴井漏的有效方法。由RFT計(jì)算出地層的孔隙壓力梯度，即泥漿比重需大于該值才可不發(fā)生井噴。又由長(zhǎng)源距聲波曲線計(jì)算出地層破裂壓力梯度。即泥漿比重小于該值才不發(fā)生井漏。通過(guò)這兩種測(cè)井方法，提供泥漿比重的控制范圍，有效地預(yù)防了有高壓儲(chǔ)層油田鉆井中的井噴井漏事故的發(fā)生。計(jì)算裂縫高度圖24芳深701井裂縫高度解釋圖裂縫幾何形態(tài)翼長(zhǎng)

最小水平地應(yīng)力50MPa150壓力增量

1.00MPa/步裂縫隨壓力擴(kuò)展曲線

0MPa12識(shí)別裂縫圖3三深2井XMAC處理成果圖裂縫分析1653.34m～1665.85m發(fā)育垂直裂縫，裂縫走向?yàn)镹E76度，裂縫寬度為1.24mm。各向異性、反射波均顯示較強(qiáng)，其各向異性方向?yàn)榻鼥|西向。分析認(rèn)為各向異性是由地應(yīng)力和裂縫引起的.1657.50m～1658.30m發(fā)育一組斜交裂縫，縫面呈弧形具開啟特征，走向近南北。大112-102井圖6圖2三深2井XMAC處理成果圖圖4三深2井XMAC處理成果圖砂巖XMAC地應(yīng)力分析長(zhǎng)16-18井各向異性分析圖裂縫砂巖XMAC各向異性分析長(zhǎng)16-22井各向異性分析圖6、識(shí)別氣層當(dāng)巖石孔隙內(nèi)充滿油或天然氣時(shí)的縱波時(shí)差比孔隙內(nèi)充滿水的縱波時(shí)差大，尤其是氣層更要大得多石油飽和的巖石對(duì)縱波時(shí)差、橫波時(shí)差的影響是小的。而天然氣飽和劑會(huì)使縱波時(shí)差增大，使橫波時(shí)差減小，這個(gè)結(jié)論是通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析和理論計(jì)算得出的。由此氣層縱波時(shí)差增大橫波時(shí)差減小，導(dǎo)致橫波與縱波時(shí)差比值更小，為此，用時(shí)差比值判斷氣層比用單項(xiàng)縱波時(shí)差或橫波時(shí)差效果更好。中國(guó)大慶測(cè)井公司DAQINGWELLLOGGINGCOMPANY地質(zhì)應(yīng)用GRCAL縱波DtVDL250us/ft40340中國(guó)大慶測(cè)井公司DAQINGWELLLOGGINGCOMPANY地質(zhì)應(yīng)用ShallowLaminatedDepletedGasSand含氣地層的縱波時(shí)差變大徐深1井含氣地層的縱波時(shí)差變大G