基于阵列声波测井的井下多尺度压裂效果评价方法

为有效监测水力压裂效果、提高储层压裂效果评价精度,基于阵列声波测井资料的井下压裂效果评价方法,采用反射斯通利波提取和成像技术定量表征近井筒压裂缝,建立适用于测井观测系统的叠前深度偏移成像算法,以实现远井压裂缝的高精度成像,形成了基于阵列声波测井的井下多尺度压裂效果评价方法,并在中国西部某油田X1水平井成功应用。研究表明,基于阵列声波测井资料评价的压裂缝发育程度与压裂液注入量呈正相关关系,并且压裂缝最为发育层段与地震蚂蚁体属性图中天然裂缝发育位置一致。基于阵列声波测井的井下压裂效果评价方法的提出,对表征井周数十米范围内不同尺度压裂缝的发育情况具有重要意义,对更好地发挥水力压裂技术对能源勘探开发行业的支撑作用具有一定指导意义。

远探测声波测井处理解释方法发展与展望

远探测声波测井技术(亦称反射声波测井技术)能够从井中探测及评价井外数十米范围内的裂缝、洞穴和断层等地质异常反射体,大大拓展了测井技术的应用范围。在回顾该技术发展历程的同时,重点介绍了远探测声波测井处理解释核心方法、软件和现场应用效果。结合目前油田实际生产需求和现有技术面临的挑战,指出远探测声波测井处理解释方法有5个最重要的发展方向:继目前利用声波时差和密度通过反射系数褶积进行“测井约束下的地震反演”后,突破实现井下实测反射波和地面地震反射波正反演关系的直接建立,同时开展页岩储层裂缝成像、压裂效果评价、随钻地质导向研究及远探测声波测井仪器革新。

基于2D-VMD的偶极阵列声波测井反射波提取方法

偶极远探测声波测井是利用偶极子阵列声波测井仪器接收到的反射波进行井旁构造成像的测井技术,广泛应用于井周远探测储层评价领域,该技术数据处理的关键是从接收到的声波全波列中分离出反射波并进行成像。目前的反射波分离算法虽然实现了波场分离,但存在直达波和反射波的模态混叠问题,分离后的反射波信号能量损失较大。针对这些问题,基于引入的二维变分模态分解(2D-VMD)建立反射波提取新算法,将原始信号分解为多个具有特定方向和振动特性的固有模态分量,然后选取特定的分量进行重构,实现反射波的分离。采用2D-VMD、中值滤波、F-K变换对模拟和实测数据进行反射波提取。结果表明,相比中值滤波、F-K变换,基于2D-VMD的方法能够在有效压制模式波和随机噪声的同时,准确地提取出完整的反射波信号,最大限度保留反射波的幅度。证明了该方法在偶极阵列声波测井反射波提取中的有效性和优越性。

补偿声波测井扩径校正方法

准确的声波测井数据对地震资料时—深转换、合成记录制作、地震反演、油藏建模等具有重要作用。双发双收补偿声波测井能够较好地消除井径及泥浆的影响,消除记录点与测量点之间的深度误差,但当井径扩径大于校正门限时,产生的异常无法消除。文中从双发双收补偿声波测井仪器参数出发,基于费马时间最小原理,分析了井眼不同扩径状况下声波首波的传播路径,并推导了三种情况对应的声波时差校正公式。研究结果表明:应用推导的校正公式对实际声波时差数据进行处理校正,得到的声波时差更合理,更接近于地层的真实值。最后通过应用实例验证了方法的有效性。

正交偶极声波测井换能器全尺寸数值模拟

正交偶极声波测井换能器是多极子声波类测井仪器的关键部件,其频率响应和指向性等性能直接影响偶极声波测井数据质量和地层精确评价。偶极声波理论中的偶极声源为理想点源,由于正交偶极声波测井换能器尺寸较大,从几何尺寸上不能看作理想偶极子点源。该文基于有限元方法对正交偶极换能器展开全尺寸数值模拟研究,分析正交偶极换能器在水中的频率响应和指向性等性能,指出其指向性性能随频率变化的原因。研究结果表明,正交偶极换能器的指向性随频率变化,在某些频段与理想偶极指向性差异明显。

致密储层水平井外裂缝与地层界面远探测声波测井响应特征研究

致密砂岩和页岩等非常规储层中常发育有密集小尺度和高角度裂缝.这些裂缝一方面起到增加储层渗透性的积极作用,另一方面在油气开采、水力压裂、注二氧化碳等过程中,它们又可能引起水平井孔套变和邻井压窜等风险.因此,考察这些裂缝的水平井远探测声波测井响应特征,以及进一步利用远探测方法识别这些裂缝具有重要研究意义.本文构建了致密储层水平井外存在裂缝的三维数值模型,并开展了正演模拟研究.结果表明,当裂缝与井孔夹角较小时,井孔内接收器主要接收裂缝反射波.当夹角大于某临界值后,接收波形主要为来自裂缝两个端点的散射波,它们分裂为两个波包.进一步提出广义SH散射波概念,即声源的偏振方向与裂缝走向平行的横波,它总是代表了所有方位上散射能量最强的方位.水平井外同时存在裂缝和强声阻抗地层界面是更为普遍的情况.相关模拟结果表明,裂缝散射波的主要能量集中在广义SH散射波上.随着地层界面和裂缝走向差异的增大,裂缝对应的广义SH散射波更容易识别.最后,通过一口水平井远探测实例验证了正演模拟结论的准确性.本文研究对识别和评价非常规储层水平井外小尺度裂缝具有重要理论意义.

基于声波测井资料的波动方程走时层析反演速度建模

地震勘探目标逐渐由浅层(<2000 m)转向中深层(2000~3500 m),高精度速度建模是实现精确地震成像的关键手段之一.目前,初至波或早至波速度层析建模方法已较为成熟,然而对深层速度建模更为重要的反射波层析建模方法依然面临走时拾取困难及计算量大等难题.针对当前中深层走时层析速度建模方法面临的难题,本文提出了一种基于声波测井资料的波动方程全波走时层析速度建模方法及策略.该方法首先通过早至波层析反演获得浅层及大尺度速度信息;其次,通过提取初次成像剖面的构造倾角信息,利用声波测井资料进行稀疏反演,进一步获得更高精度的速度模型;最后,以此为初始模型,进行全波层析反演获得最终偏移速度模型.数值结果表明,本文所提出的速度建模方法及策略不仅可以避免传统反射波层析建模方法因采用Born近似反偏移所带来的大计算量问题,且大幅提高了中深层速度建模的精度,进而能有效地提高中深层复杂构造区域的地震成像质量.

潜山花岗岩裂缝性储层阵列声波测井数值模拟研究

南海琼东南盆地潜山储层储集空间类型复杂多样,裂缝多发育,导致储层具有较强的非均质性,该地区多见花岗岩沉积,因此有效评价花岗岩储层中裂缝的发育情况至关重要。利用COMSOL Multiphysics有限元模拟软件,采用有限元方法,对使用阵列声波测井探测不同宽度、不同倾角及不同长度的花岗岩储层进行模拟,总结出不同发育状态裂缝的阵列声波测井响应特征。研究发现:裂缝性地层横波受裂缝宽度变化影响不明显,横波衰减程度与裂缝倾角变化呈反比,与裂缝长度变化呈正比;斯通利波对裂缝宽度、裂缝倾角、裂缝长度等变化均有明显响应,斯通利波衰减程度与裂缝宽度及裂缝倾角均呈正比;在裂缝长度小于0.1 m时,斯通利波衰减程度与裂缝长度呈正比,裂缝长度大于0.1 m之后,斯通利波对裂缝长度变化无明显响应。本文研究结果为采用阵列声波测井方法判断花岗岩储层中裂缝的发育状态提供了依据。

偶极声波测井仪常见故障及应对策略分析

随着经济的不断发展,社会生产对于石油的需求量越来越大,使得油田复杂油层的深度开发工作越来越受到重视。偶极声波测井仪作为开展石油勘探的一种重要设备,在复杂油层深度开发过程中拥有广阔的应用空间。由于油层勘探环境较为复杂,工作条件较为恶劣,偶极声波测井仪在使用过程中会遇到各种故障。深入分析偶极声波测井仪的常见故障,并提出有效的策略,对于保障其正常工作和提高勘探效率具有重要意义。基于此,以交叉偶极声波测井仪为例,分析使用过程中常见的故障类型,并给出相应的解决方案。

利用阵列声波测井技术监测压裂裂缝参数的方法与应用

水力压裂是高效开发低渗储层的关键技术手段,监测地下压裂裂缝参数对于评价压裂改造效果、优化后续设计具有重要意义。然而由于海上作业环境的特殊性及成本限制,常规裂缝监测技术在海上应用效果不佳。通过前期开展的大量阵列声波测井测试资料,基于阵列声波测井技术建立了一套评价压裂裂缝参数的方法,利用横波波幅、声波各向异性以及径向速度剖面监测裂缝高度,利用声波远探测技术监测裂缝延伸距离,并进行了现场综合应用。结果表明:应用该方法能较为精准地监测缝高,同时能定性评价裂缝延伸距离,为渤海油田低渗储层压裂效果评价提供了一套有效的思路和方法。

一种应用于小直径声波测井仪的接收电路设计

为提高井下声波信号处理质量,文章设计了一种应用于小直径声波测井仪的接收电路。接收电路由前放电路、采集电路和通讯电路组成,完成对声波信号的滤波、运放、程控增益、A/D转换和采集上传等功能,可以对频率20~30 kHz声波信号进行优质的处理,处理后的声波信号增益设置灵活、基线平直、不失真且拥有较高的信噪比。该电路已应用于小直径的单发多收声波测井仪中,其处理后的声波波形质量达到设计要求。

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。

地热深孔声波测井传感器的热设计

声波测井技术是摸清地下岩体构造及裂缝分布规律的有效手段。在深部热储层测井工程中,井下传感器需要在高温环境中长时间连续工作。高温环境容易使传感器产生热失效,失效率和温度增量呈指数关系。合理的热设计是提升传感器耐高温性能的有效手段,针对超声成像传感器在高温、密闭工作环境中的耐温需求,对数据采集与处理电路进行热设计,给出了传感器内部元件的设计方法。根据传热学理论,建立了电路板的传热耦合模型,采用COMSOL软件对电路进行仿真热分析,为传感器的结构设计、电路布局和耐温性能评估提供了可靠依据。在雄安新区D35井、D22井中进行性能测试,经热设计后的传感器能够在120℃环境下长时间正常工作,高温高压环境下测井效果良好,耐温指标与室内模拟结果一致。试验结果表明,提出的热设计方法能够有效提升传感器的耐温性能,传热模型能够高效仿真实际环境,可广泛应用于热辐射条件下传感器的耐温设计。

方位远探测声波测井仪数据采集控制软件设计

方位远探测声波测井技术在近年来得到了快速发展。数据采集控制软件是测井仪器系统的重要功能模块,其主要功能是完成地面采集控制平台与井下仪器的实时命令控制与数据传输。方位远探测声波测井仪数据采集控制软件模块以仪器库的形式挂接到成像测井系统,软件主要由仪器初始化、数据采集、数据分析及处理、仪器参数设置、下发命令封装、文件操作、实时波形绘图显示、实时波形处理、数据回放、帮助系统等部分组成。在程序设计中采用了多线程编程技术,提高与测井主控平台进行交互的时效性以及程序的响应速度。实验室及现场测试表明,方位远探测声波测井仪数据采集控制软件的总体及各个功能模块运行稳定,能够完成现场应用过程中对仪器的控制、数据读取、数据分析及处理、文件记录以及与现场测井采集控制平台的数据接口等需求,为仪器的进一步功能优化升级和现场应用提供了基础。

阵列声波测井技术在火山岩储层评价中的应用

为精细评价四川盆地二叠系火山岩储层有效性与含气性,针对阵列声波测井资料开展深入研究。建立了基于斯通利波衰减与反射波信号和纵波速度层析成像技术的储层有效性评价方法,利用阵列声波计算的岩石力学参数形成储层流体性质判别方法,最后,通过偶极横波远探测对井旁缝洞发育程度进行了定量表征,为单井测试结果分析提供合理解释。研究结果表明:①四川盆地火山岩储层主要岩性为火山碎屑岩,储层物性好,斯通利波能量衰减明显,反射系数高,且低频段反射系数比高频段高,地层声速有较明显径向变化,到时曲线滞后明显,反映储层渗透性强、有效性好;②当地层含气时纵横波速度比降低,泊松比降低而体积模量增大,利用泊松比和体积模量交会产生的包络面积可以有效判别储层含气性;③偶极横波远探测成像图显示T2井储层段井外发育有高角度过井裂缝,为地层水流动提供了通道,导致气层段测试产出地层水。

随钻声波测井井下算法测试系统数据交换接口设计

对数据进行井下实时处理能够更好地发挥随钻声波测井在地质导向钻井中的作用。设计井下算法测试系统有助于井下处理算法的高效开发。本文初步构建了一种井下算法测试系统,设计了前端机中SRAM与上位机之间的数据交换接口。硬件方面,前端机以FPGA为控制核心,它与上位机通过USB微控制器连接。软件方面,USB微控制器固件、FPGA和上位机控制软件共同实现了数据交换协议。测试表明,该数据交换接口能够实现测井数据的格式转换和双向传输功能,上传和下传速度分别可以达到34.78 MB/s和43.04 MB/s。本设计有助于完善声波测井井下算法测试系统,为井下处理算法开发和系统升级提供参考。

基于阵列声波测井技术的海上砂岩储层压裂效果评价方法

为满足海上砂岩储层压裂效果评价需求,基于压裂前后测量的阵列声波测井资料,研究并应用了纵波层析成像技术和偶极散射波技术进行储层压裂效果评价。纵波层析成像技术可以重建井壁附近地层径向声速剖面,通过对比压裂前后井壁附近地层声速的径向变化,可以评价近井壁储层水力裂缝的高度,但无法评价远井处储层的压裂效果;偶极散射波技术利用散射波能量分析井孔周围数十米范围内地层的非均质性,可以评价远井处水力裂缝的空间展布情况。上述2种技术相结合,可实现对储层近井壁和远井壁地层压裂效果的综合评价。采用该方法评价了海上调整井X1井的压裂效果,与压裂前相比,压裂后近井壁形成的裂缝使岩石声速明显降低,水力裂缝高度约为13.80 m,井周裂缝形成的散射波能量差异区域显示,在井眼周围至少14.00 m范围内形成了明显的压裂体积改造,说明压裂效果良好。该方法不仅可以准确判断近井壁和远井处水力裂缝的高度,还可以在一定程度上评价水力裂缝的径向长度。

基于声波测井的地层孔隙压力预测及应用

地层孔隙压力预测是研究井壁稳定性的一个重要因素,准确预测地层孔隙压力可以避免发生溢流、井喷等安全问题,提高钻井效率,降低环境影响和经济损失。江苏油田花庄区块是新发现的页岩油区块,在施工过程中由于地层孔隙压力预测不准而引发溢流、坍塌等复杂事故。为提高花庄区块地层孔隙压力预测精度,应用等效深度法、Eaton法、有效应力法进行孔隙压力预测,并对预测结果进行对比分析。研究结果表明:等效深度法和有效应力法预测结果最大误差均超过10%,不能满足工程需要;Eaton法预测误差最小,最大误差为4.77%。因此,在花庄区块用Eaton法预测地层孔隙压力的效果最佳。预测结果应用于指导现场施工,减少复杂事故的发生,为该区块页岩油的开发提供技术支撑。

声波测井技术在固井质量检测中的应用研究

声波测井技术是一种在石油工业中广泛应用的测井技术,其在固井质量检测中具有独特的优势。本文对声波测井技术在固井质量检测中的应用进行了研究,介绍了声波测井技术的原理和特点,并详细阐述了其在固井质量检测中的应用方法和实现过程。研究结果表明,声波测井技术可以准确、快速地评估固井质量,提高固井质量和井筒完整性的可靠性,具有广泛的应用前景和重要的意义。

基于U-Net神经网络的声波测井曲线重构

本文提出了一种基于U-Net神经网络的声波测井曲线重构方法。通过编码器提取自然伽马(GR)、密度(RHOB)等测井曲线的数据特征,利用解码器建立数据特征与声波测井曲线之间的映射关系,实现了声波测井曲线的精准重构。实验结果表明,该方法在保留原始声波测井低频信息的基础上,兼顾了输入测井曲线的高频特征,实现了对原始声波测井泥岩层段数据噪音的有效压制,在渤中凹陷东南环测井数据重构中取得了良好的效果,验证了该方法较高的精度和实用性。