在弹性地层和多孔地层的井眼中测井——井下仪器对斯通利波的影响

详细研究了在弹性地层和多孔地层的井眼中声波测井井下仪器(模拟成刚性的)对斯通利波传播特征的影响。在弹性地层的井眼中,井下仪器的存在使斯通利波速度降低,而使斯通利波激发增强。当存在由于地层和井内流体的非弹性而引起的固有衰减时,井下仪器使因流体引起的斯通利波衰减降低,而使因地层引起的斯通利波衰减增大。针对渗透性多孔地层的井眼,对Tang等人(1991)简化的Boit-Rosenbaum模型作了改进,把井下仪器对斯通利波传播的影响纳入模型中。根据弹性地层公式,提出了一种简单而有效的在多孔地层井眼中斯通利波激发的计算方法。在多孔地层中进行声波测井期间,斯通利波幅度受地层渗透率以及与渗透率无关的其它因素的影响。后一种影响包括由于多孔地层的弹性性质而引起的声波激发和传播以及在层界面处的反射。利用本文研究的结果,可以把渗透率影响与非渗透率影响分开,结合一条多孔地层的合成斯通利波曲线对比作了说明。

在横向各向同性地层中声波测井的导波问题

研究了在横向各向同性地层中导波的扩散速度。根据实验室和现场测量得到的弹性波常数,计算了理论速度扩散曲线,并且与具有相同的纵向纵波和横波波速的各向同性地层的扩散曲线进行对比。横向各向同性地层的对称轴和井眼平行。在横向各向同性和各向同性地层之间的相速度的差别可以高达7—10％,它从属于波的类型、频率和各向异性的程度。由地层弹性常数(C_(11),C_(13),C_(33),C_(44)和C_(66))和井内流体体积模量(λ)引起的相速度的变化是随着频率改变而改变的。在硬地层,管波速度在低频时对C_(66)敏感,在高频时对C_(44)敏感,在所有频率下对λ都敏感。伪瑞利波在其截止频率附近受C_(44)影响,而在高频时受λ影响。由横波测井仪产生的挠曲波,在低频时类似地受C_(44)影响,而在高频时受λ影响。随着地层变软,弹性波常数受相速度的影响逐渐增大。跟硬地层一样,在中等软地层中,管波速度在低频区主要受C_(66)和λ的影响,而在高频区,C_(44)的影响要大得多。因为阵列处理方法能够在广阔的频率范围内确定导波的扩散速度,所以可以确定某些弹性常数。在硬地层中,折射纵波和横波波速唯一地决定C_(33)和C_(44),故可以用反演来确定C_(66)和λ。在中等软地层中,折射纵波波速决定C_(33),由横波测井仪产生的挠曲波决定C_(44),管波的扩散速度可以用来确定C_(66)和λ。