深层中低煤阶储层煤层气含量测井计算方法

深层中低煤阶煤层气作为目前的勘探热点,相应研究技术亟需突破,以往煤层气的研究方法均基于浅层建立,无法评价深层煤岩含气性特征。通过岩心实验及试气分析,发现深层煤岩具孔隙结构特征好、吸附气和游离气共存等特征。含气饱和度评价对深层煤岩研究至关重要,发现拟合的水层和吸附气层阻抗可很好解决气层定性识别和定量计算。对吸附气含气饱和度计算考虑了兰氏体积和兰氏压力温度校正,并在两个模型中加入含气饱和度及变骨架孔隙度参数,使吸附气和游离气的计算更加准确,为中低煤阶煤岩深层勘探提供测井技术支撑。

高性能井筒超声脉冲回波扫描成像测井仪研制

多功能超声成像测井仪采用超声脉冲反射法对套管腐蚀及固井质量做定量评价。利用从井眼内壁反射波形提取的幅度及到时实现井眼内壁高分辨率成像;提取套管共振波的共振频率计算套管厚度;采用全波反演方法反演套管后环空介质的声阻抗。通过优化采集模式、研制高性能换能器并建立固井质量评价模版确保仪器性能优于同类产品。现场实测资料表明,仪器可准确测量套管壁厚,识别射孔层段和射孔孔眼,识别套损缺陷,为套管找漏及侧钻点选择提供重要的决策依据,并准确评价双层套管情况下的内层套管固井质量,同时还可以在裸眼井中获取井壁表面裂缝、层理、孔洞等地质构造信息。

套管井超声弯曲波测井逆时偏移数值实验研究

在套管井复杂测量环境中,水泥-地层界面的反射波幅度弱且易受多次波与散射波的干扰,使得基于走时信息的处理方法难以有效确定地层界面的位置与产状。该文将综合运用动力学和运动学特征的叠前逆时偏移技术引入套管井固井质量评价领域,基于数值模拟研究了水泥类型、套管尺寸、水泥胶结质量和II界面产状对套管井超声弯曲波逆时偏移成像结果的影响规律。研究结果表明,套管井逆时偏移方法适用于各种尺寸的套管,其成像质量与水泥和地层的波阻抗之差呈正相关,具备识别I界面和II界面水泥缺失的潜力。此外,由于目前缺乏对水泥和地层介质的有效速度分析方法,需要综合多种偏移速度模型的逆时偏移成像结果来确定II界面的构造产状与几何位置。

声波远场三维成像测井技术及应用

西北地区深层油气多富集在缝洞储层,大缝洞精细评价和小缝洞有效探测是缝洞型碳酸岩油气藏勘探亟待解决的关键问题。声反射法可对井周地层成像,传统单极反射纵波成像方法可对井周约20 m范围内的异常体成像。偶极横波远探测方法具有发射频率低、探测深度大的显著优势,但具有180◦方位不确定性。该研究在前期研制的远场偶极横波远探测测井仪基础上,采用该仪器结构和非对称组合接收的方位区分方法分别对有无反射界面的地层模型开展有限差分模拟。对裂缝、溶洞、孔洞三种典型缝洞地质模型进行正反演,获得了典型缝洞模型的远探测响应特征和成像结果并升级了远探测处理解释软件,应用于西北地区某井。通过对缝洞型地质异常体的远探测测井、常规测井、电成像测井、地震资料等综合分析,形成近井到远井地质异常体形态及发育情况的精细刻画,实现多尺度、全方位和高精度的缝洞体描述与解释。

套管中弯曲型Lamb波数值仿真和物理模拟

低密度水泥在低压易漏复杂井固井中的广泛应用使得声阻抗类测井方法难以准确、有效地评价固井质量。基于套管中传播的弯曲型Lamb波对套后介质的声学参数和胶结状况的敏感性,该文通过理论计算和实验测量研究了不同频率下弯曲型Lamb波衰减与水泥声学性质的关系,较低的工作频率会使得不同水泥阻抗下的衰减动态变化范围降低,且对水泥环第I界面的窜槽厚度也有很高的灵敏度;利用套管外胶结流体和固体时衰减的差异,还可较好地区分套管外声阻抗接近的流体和固体;但弯曲型Lamb波的同一个衰减值可与两个水泥声阻抗值相对应,因此需通过建立弯曲型Lamb波的衰减与水泥声阻抗的解释图版以提高低密度水泥固井质量评价的可信度。该文的计算分析结果对进一步应用弯曲型Lamb评价低密度水泥具有指导意义。

过钻具声波仪水平井测井问题分析与解决方案

随着水平井钻完井技术的进步和规模化应用,过钻具存储式测井技术因其作业的高效性、安全性得以迅速发展,已经成为水平井的主体测井技术。测井仪器通过钻具水眼下入井底进行测井的特殊工艺和声波仪器的特殊结构,使得过钻具声波仪器在水平井测井中出现了新问题、新挑战。针对过钻具存储式声波仪器在现场应用中出现时差测量误差的各种现象进行总结,针对这些问题进行正演数值模拟和实验室物理模拟试验,明确了时差测量误差来源于在水平井和大斜度井仪器接收阵列与井壁不平行。提出了相应的仪器设计优化方案和基于杠杆原理的动态平衡施工工艺优化方案,并通过现场试验验证了优化方案的效果。可为过钻具声波测井仪器的研发和测量影响因素分析提供参考,对过钻具系统的推广应用和技术发展有重要的意义。

密度与纵横波速度关系

用大庆地区４８口井的全波声波测井和密度测井资料建立了大庆地区密度与纵波速度、密度与横波速度经验公式．经５套文献数据和大庆、南阳、江陵等地实际测井资料检验证明，密度与纵波速度经验公式精度高于Ｇａｒｄｎｅｒ公式，并可看出误差的地区性差异；密度与横波速度经验公式无前人公式比较，但可看出其精度低于密度与纵波速度经验公式．建议在建立上述经验公式时，各地区最好根据本区资料确定经验公式中参数．如无本区公式可使用大庆经验公式．

相控声波测井的模拟实验研究

自行设计和制作了两个小型的四阵元相控线阵并进行了指向性测量,通过调节施加于相邻阵元的激励信号的延迟时间,既可以改变相控线阵声波辐射器辐射能量的方向,又可以改变辐射声束主瓣的角宽,测量结果与理论计算结果的一致性良好。分别把自行制作的小型相控线阵声波辐射器和水听器置于充液微型铝质和混凝土模型井中进行了声波测井模型实验。实验结果表明,随着相邻阵元的激励信号的延迟时间的增加,相控线阵的辐射声束指向角不断变大,先后满足滑行纵波临界折射和滑行横渡临界折射条件,先后使充液井孔中的滑行纵波、滑行横波和斯通利波分别得到加强。通过恰当选择相控线阵的阵元间距和声波频率,可以明显增大相控线阵辐射声束的角宽,使其覆盖所有地层的第一临界角的范围,从而无须在井下不断调整辐射声束方向即可实现相控声波连续测井。

声波测井技术研究进展

以声波测井换能器技术的变化为主线,分析了声波测井技术的进展以及我国在该技术领域内取得的进步。单极子声波测井技术已经成为我国成熟的声波测井技术,包括非对称声源技术在内的多极子声波测井技术已经进入产业化进程。以井下声波的定向辐射和定向接收为最主要特征的相控声波测井技术是正在研发的新一代声波测井技术,我国在此领域已经取得显著突破。

远探测声波反射波测井方法研究及声系设计方案

传统的测井方法和仪器的探测深度一般最大不超过 3m。放射性测井的探测深度虽然大 ,但只是地层平均的结果 ,因此 ,用传统的测井方法无法识别井壁周围距井壁较远处地层中存在的裂缝和地质异常体。将地震的方法应用于声波测井领域 ,提出一种探测深度可以达到 10～ 15m的新仪器———远探测声波反射波测井仪的整体设计方案 。

水基钻井液浸泡对浅层声波测井的影响及校正方法

采用水基钻井液时 ,浅层声波时差测井受井眼垮塌及泥岩蚀变的影响严重 ,而采用油基钻井液能获得原状地层的声波时差。分析胜利油区水基钻井液和油基钻井液条件下馆陶组声波时差变化与岩性的对应关系 ,建立了声波测井环境校正方程。 40余口井用该方法校正声波测井资料 ,用校正后资料做的合成地震记录与井旁实际地震道的相位、能量的对应关系良好。图 5参

对水淹层测井评价中几个问题的认识

水淹层测井评价的室内实验、理论模拟与实际应用等方面的研究存在某些不一致性。着重对大庆油田目前水淹机理研究和水淹层测井解释中比较突出的问题进行了理论思考和分析,以期对水淹机理实验与生产应用的矛盾作出进一步的解释探讨。在岩心水驱油实验机理研究方面,通过分析原始水和注入水对电阻率贡献的变化,重点阐述了淡水驱替过程中岩心电阻率的"S"形变化规律。综合分析水淹机理实验规律、密闭取心分析以及实际电测资料认为,在污水回注的注水条件下,大庆喇萨杏油田萨、葡、高油层水淹层电阻率呈逐渐降低的趋势。通过对岩心分析不同水洗级别下氯化盐含量下降规律的统计,总结了影响水驱油田水淹层地层水电阻率变化的因素,并指出混合液对地层岩石中氯化盐的溶解作用不容忽视。成藏动力条件的差异是造成油层电阻率高低的主要因素,也是导致在不同孔隙中束缚水分布不同的主要原因,在储层物性相近的条件下,随着束缚水饱和度的增大,油层电阻率逐渐降低。亲水性岩石的微观驱替机理可以看作成藏过程的逆过程,其水驱电性响应规律可以通过岩电参数实验中电阻增大率的变化来反映,在宏观上反映出,物性好的油层含水率曲线具有缓慢上升的阶段,物性差的油层则呈急剧上升的特点。

声波全波资料识别气层方法研究

在声波全波测井中 ,当地层中因存在气而致使全波形中各组份波发生变化 ,可以利用声波全波资料识别气层。讨论了利用声波全波资料识别气层的理论基础、识别气层的方法研究。通过现场应用 ,证实利用声波全波资料识别气层是非常有效的。

声电效应测井模型实验研究

模型井实验表明 ,在渗透性孔隙地层包围的井中发射声波时 ,井内不仅可以接收到声波 ,还可以接收到波动电场 ,该电场伴随声波行进。在两种不同地层的分界面处 ,还产生了以电磁波速度传播的电场。这两种转换电场幅度的相对大小 ,与地层水矿化度及其与井中水矿化度差异有关。在井中激励交变电场时 ,井内可以接收到声波。在用实际储层砂岩做成的模型井中 ,也测量到了声 -电转换波和电 -声转换波。随着地层水矿化度增大 ,声 -电转换信号幅度减小 ,电 -声转换信号幅度增大。

基于谱减算法的声波法测油井动液面的信号处理

在声波法测油井动液面中,由于受到油套环空中各种噪声的影响,得到的液面反射信号异常复杂,使真实的液面反射波位置湮没在液面反射信号中无法辨识。分析了影响声波法测油井动液面的噪声产生原因,利用油套环空中的背景噪声,将谱减法用于声波法测油井动液面的信号处理中,处理后原来反射声波信号中不容易辨识的液面反射波位置可以清楚地显现出来。结果显示,利用谱减法处理油井动液面信号可以消除背景噪声的影响,提高对液面反射波位置的辨识能力,可以得到准确的液面深度值。

声波测井资料在岩石可钻性及钻头选型中的应用

在进行钻井工艺设计中 ,对钻头的选择及其可钻性的评价主要选取本地区具有代表性强度和硬度的岩心进行室内可钻性实验 ,进而对地层岩石可钻性进行分级评价。这种方法由于取心的局限性 ,尤其在新区井少的情况下限制了此方法的应用。通过分析声波时差与影响岩石可钻性地质因素的关系 ,建立了声波时差与岩石可钻性指数的评价模型。利用该模型对油田实际资料进行了分析 ,根据可钻性剖面确定了合适的钻头类型 。

柱面分层流体饱和孔隙地层中的声波测井波场模拟

因钻井作业时泥浆侵入等因素,井外介质沿径向常呈现非均匀性。本文将地层视为柱面分层孔隙介质,采用传递矩阵法模拟声波测井波场。注意到慢纵波波数的实部和虚部都很大,当井外含大厚度层且频率较高时,易因计算大自变量的Hankel函数而溢出,我们在波场表达式中引入了归一化的Hankel函数。论文将前人模拟关于柱面分层固体弹性介质声波测井的广义反射/透射系数计算方法推广到了分层孔隙介质情况,导出了波幅系数的计算公式,并针对含侵入带的柱面分层孔隙地层,计算了声波测井全波波形。

声波测井资料在平均速度场中的应用

在平均速度场研究中很少利用声波测井资料 ,这是因为声波测井资料本身的缺陷所致。通过对声波漂移值计算 声波漂移校正和声波浅层补偿时间计算 ,将声波测井资料校正为接近VSP精度 ,从而可用于平均速度场中对速度谱速度进行标定。应用该方法在XJ地区建立的平均速度场 ,经两口新井的VSP检查 ,最大绝对误差为 54m/s ,最大相对误差小于 2 %。

基于时域有限差分法的随钻声波测井仪隔声体隔声效果的数值模拟

随钻测井环境下,钻铤纵模式波会严重干扰地层纵波的测量,因此需要使用隔声体来减弱钻铤波对地层纵波测量的干扰。采用圆柱坐标系下的交错网格技术,自行开发了一种可用于设计随钻声波测井仪器隔声体的三维时域有限差分程序。利用该程序数值模拟采用不同结构的隔声体时,硬地层井眼中的随钻单极子声波测井响应,并对这几种不同结构的隔声体性能进行评价。结果表明:采用不同结构的隔声体,对钻铤纵模式波的时延量和隔声量存在很大差异;与其他结构隔声体相比,周期性交错排列的凹槽结构的隔声体在测量地层纵波速度时具有较好的效果。

用正交偶极阵列声波测井研究地层地应力场

提出了一种利用正交偶极子声波测井资料计算地层主应力的新方法。该方法利用了当地层地应力不均衡时,横波发生双折射形成快横波和慢横波的物理特征,在应力不均衡井段建立快、慢横波应力-速度方程。通过岩心实验确定了快、慢横波应力-速度方程的耦合系数,从而计算地层最大、最小水平主应力数值,并从理论上证明了快横波传播方向与最大水平主应力方向一致。应用该方法,对大港油田碳酸盐岩地层进行了地应力评价,并用成像测井对评价结果进行验证,结果证明该方法有效。