快速地层中的单极波传播
快速地层:
接收器
纵波
Vs > Vf
横波
发射器
地层
快速地层中的单极波列
Receiver Array
Monopole Transmitter
慢速地层中的单极波传播
纵 首波 波
慢速地层: Vs < Vf
斯通利波 横波
慢速地层中的单极波列
纵波 3.35 斯通利波波
4.42 1000

体积模量(BMOD) 2 2 3t s 4tc 10 K 1.3410 b 3t 2 t 2 s c 剪切模量(SMOD)
1.3410
10

b
t s2

泊松比(POIS)
1 t s2 2tc2 2 2 2 t s tc
DEPTH (feet)
波分离
56
反射系数的计算
DWVTR
DEPTH
REFL
RWVRT
REFL0
RLAG TIME
57
波分离 成果图
包括直达波的中 心频率、斯通利 波慢度、原始反 射系数、处理过 的反射系数、伽 马曲线、下行波 相对直达波的时 间延迟、以及分 离开的直达波、 下行波、上行波
2、求渗
快横波 = XX cos2q + (XY + YX) sinq cosq + YYsin2q 慢横波 = XX sin2q - (XY + YX) sinq cosq + YYcos2q
处理前的质量控制
波形偏移的线性度 波形和和波谱相关性 X&Y波形的匹配程度
波 形
波 谱
Gamma Ray
0 API 160
识别含气储层
Gassmann Equation:
f: fluid, s: solid matrix, d: dry
(1 Kd / Ks ) K Kd 2 / K f (1 ) / Ks Kd / Ks
2
Water Gas
P-wave velocity
Vp (K 4 /3)/
阵列声波培训计划
时间：四天 内容：
1、阵列声波基础理论、应用及提波技术
2、 岩石力学及泥浆参数计算 3、波场分离及渗透率的计算 4、各向异性分析 5、高分辨率阵列声波
二00九年四月
阵列声波基础理论、应用及提波技术
• • • •
目的:了解阵列声波基础理论及提波技术
目标：了解阵列声波测量原理及仪器和提波方法
接收器偏置 (m)
时间 (微秒)
5000
偶极 (横波) 仪器
板状声源产生的弯曲波在井壁
传播
在低频时 (< 2 kHz) 它以地层
的横波速度传播
8 接收器阵列
弯曲震动的声源波在井中流体
中产生的弯曲只能用对弯曲波 敏感的接收器接收
分隔器
单极发射器 T1 发射器部分 偶极发射器 T3
偶极发射器 T4
y
只考虑井周地层时，R=r, 这时剪切应力σrθ,=0 rR P Pp
q rR ( x y ) P 2 ( x y )cos2q
破裂压力
2 1 2 FP 3 y x PO PP 1 1
P
闭合压力
P min PP ; [ min min( x , y )]
Monopole Transmitter
Snell定律
q V1
1 <
V2
q
2
qc
sin( q1 ) V1 sin( q 2 ) V2
硬(快速)地层
V1 > V2
V1 V1 sin( q c ) q c arcsin V2 V2
q1
q2
软(慢速)地层
θ2 < 90°
( PO PP ) PP 1
通过调节泥浆压力P来控制出砂
q x
p
P 不能太大,防止井眼破裂
r
P FP ; Maximum mud pressure
P 也不能太小,防止出砂
y
P Ps 0 s cos 0 sin PP ; Minimum mud pressure
岩石力学特性基本理论简介
应力与应变

1.应力σ
F 应变

3.模量

杨氏模量(YMOD)
2 2 3 t 4 t 10 b s c E 1.3410 t 2 t 2 t 2 s c s
波形与时窗叠加 拟合残差的比较
S1ISO高: 各向异性估计 的很可靠 S2ISO高: 交叉分量能量高 S1S2高: 快、慢横波方位 稳定
处理时窗


快慢横波分裂 快横波方位 vs. 仪器方位
残差分析
波形与时窗的叠 加
&
各向异性 方位
vs.
快 & 慢横波分裂
仪器方位
各向异性图
包括各向异 性的大小 和方位
裂隙造成的各向异性
在快速地层，各向异性的 大小和裂缝的发育程 度有明显的联系。
应力造成的各向异性
Borehole Breakout and Acoustic Anisotropy
Anisotropy 40 (%)
Acoustic Image
N E S W N
Anisotropy Map
N E S W N
两个发射器，四 个接收器
XMAC资料处理基本流程
SH
纵波时差
DEN 全 波 测 井 数 据 POR 波 速 分 析
岩石力学参数
破裂压力预测
泥浆参数
S波时差
各向异性分析
DEN CAL Stonely时差 波场分离
渗透率
处理之前要了 解本井所使用 的仪器类型和 测量配置。从 曲线头上了解 T-R距和R-R距 以及这个波列 的发射及接收 换能器情况
Receivers
应用过程中的问题

渗透性


采集噪声
井眼变化
波的属性


地层变化
泥饼
要把非渗透性影响 去除
53
解决方法

处理 压制数据中的噪声和散射

模拟 模拟数据没有渗透性时的属性进而与实际数 据比较发现渗透性指示
反演

估算渗透率
54
斯通利波数据
835
925 2 TIME (ms) 6
55
理想泥浆比重
P Ps 0 PP
生产压差
P Pp Ps PP ( rs Pp )
33
岩石特性分析mechprop
选岩石参 数时，这 儿要给砂 岩骨架值 ，如果是 cra处理的 要在下面 一栏里填 组成矿物 的骨架值
泥岩值按本井情况 选取，要选两个值 ，如果本井没有较 纯泥岩，则按邻井 值或地区值选取
XMACF1
DAL
接收系
接收系
接收系
接收系
T2 T3 T4
T2
T2
发射系
T3 T4 T1
发射系
T3 T1
T4
发射系
发射系
T2
T1
T1
16个接收器，一 单一偶相间排列 缺点：波列线性 度较差
区别在于隔声体 8个接收器， 接收器与 T3与T4之间有 XMAC相同， 由橡胶换成刚性 1ft的距离 T3与T4在同一 体，优势是测速 提高，可以在斜 深度 井中使用
Vs /
S-wave velocity, unaffected
峰基比11. 4
正交偶极子的处理及应用



理论方法 原理 处理 质量控制 解释应用
交叉偶极测量原理
横波在各向异 性地层中分裂 成快、慢横波
测量的四种组分: 同向分量: X X, Y Y 交叉分量: X Y, Y X

sandan2006
47
斯通利波估算渗透率
斯通利波（单极）

由井壁引起的压力脉冲
斯通利波
3.35
Stoneley waves displacement
4.42
Source
Formation fluid movement
RECEIVER OFFSET (m)
Stoneley waves travel direction
部分岩性及矿物 砂岩
Wyllie平均时间公式
55.5 43.5 51 53（50-58） 52 46.5
骨架慢度 （us/ft)
纵横波速度比 1.59
t (1 )tma 1.85 t f 石灰岩 47.5
白云岩 花岗岩 玄武岩 硬石膏 方解石 1.75 2 1.82 1.89
动态模量与静态模量
井眼附近的应力
径向, 切向, 和剪切应力
x
p
q rq r
x y R 2 pR 2 x y R4 R2 r 1 1 3 4 4 2 cos 2q 2 r2 r2 2 r r x y R 2 pR 2 x y R4 q 1 1 3 4 cos 2q 2 r2 r2 2 r x y R4 R2 rq 1 3 4 2 2 sin 2q 2 r r
S1IS O S2ISO S1S2
0 1 0 1
FAST WAVE
快横 波
慢横波
180 s/ft 70 500 3500 TIME (s)