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。

数值模拟驱动的过钻具偶极声波测井仪设计

过钻具偶极声波测井仪能够提供详细的岩石物理数据,评估地层各向异性和裂缝,确定最小应力方向,可满足非常规水平井对压裂设计和优化的市场需求。通过数值模拟计算不同材料、不同结构、不同尺寸、不同边界条件下单极换能器和偶极换能器的声学性能,得到了单极换能器和偶极换能器关键设计参数。通过模拟换能器骨架、油腔和透声窗之间相互耦合作用对能量辐射与频谱的影响,形成了单极换能器和偶极换能器设计方案。通过模拟分析整支仪器在声学压电效应电路的多物理场耦合测井响应,进行了换能器优化设计,完成了数值模拟驱动的仪器设计。研究对于过钻具偶极声波测井仪设计、研发及应用具有指导意义,为加快过钻具测井技术研发与推广提供了技术支持。

新一代交叉偶极声波测井仪：设计与应用实例

随着深海区勘探开发的不断发展和随钻测井地层评价技术的不断进步，同时也由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井。一种可用于钻杆传送环境的新型单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来。这种声波仪器因具有坚固的机械设计，使其不仅仅只限于接在仪器串的底部。进行钻杆传送测井或电缆传送测井时，NMR和泵抽式地层测试器可以放在测井仪器串上声波仪器的下部。该仪器用一套系统方法设计，其多数功能可地面调节。例如，每一深度的交叉偶极子声源弯棒的脉冲形状、周期、幅度和频率均可调。同样，单极子输出信号幅度也可在地面选择。对每个深度采样点的96条波形数据进行数字化时，采样点数、采样间隔和波形压缩均可选择。通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1800ft／hr(30ft／min)。不同地层的实例证实了这种仪器在获取单极P波数据、单极折射横波数据、交叉偶极弯曲波时差和地层各向并性特征方面的能力。实例中包括下面几种代表性地层：*孔隙度接近零的碳酸盐岩地层，其折射横波时差和弯曲波时差小于100μs／ft。*多孔柔韧的墨西哥湾砂岩和页岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft。*天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井眼成像资料证实。

LFD低频偶极声波测井仪

LFD是由偶极和单极声波组合，在井下进行数字化，可同时测量。在1.5KHz的低频下，偶极传感器产生的弯曲波速度与横波速度相同。LFD仪可以测量所有地层的纵波速度、横波速度和斯通利波速度，可以计算出岩石的力学参数，拓宽了声波信息的应用范围。用来计算地层孔隙度，判断岩性，用于地震资料处理，提高人工压裂的设计，计算出砂和地层强度，用于钻井和采油工程，可在套管井中测量地层孔隙度。LFD是成象测井系列中一种，它可以提供测开曲线、计算曲线和图象，使声波测昔技术又进了一步。

多极子声波测井

简介了哈里伯顿公司的低频偶极声波测井仪（LFD），阿特拉斯公司的多极阵列声波测井仪（MAC）以及斯仑贝谢公司的偶极横波测井仪（DSI）的仪器特点，数据处理，工作方式及测井效果，比较了三种仪器的相同点和不足处，对仪器的推广应用提出了自己的建议。

交叉偶极阵列声波发射声系测井仪的测试方案及应用

交叉偶极阵列声波测井仪是通过测量地层的声学传播特性来分析研究储层特征的一种测井方法。在进行单偶极探头检测,更换皮囊,焊接探头线与变压器线等一系列维修后,为验证其功能性,日常检查为地面系统连接通讯仪、接收声系、发射声系和发射控制电子线路测试,费时费力,工作强度大。分析并设计了一种方案进行测试,给出了各个部分的工作原理和测试流程,在实际工作中的应用,证明了设计的可行性和便捷性。

使用偶极声波频散分析进行机械损伤探测和各向异性评价

同地球物理和岩石物理学一样，井眼附近的机械损伤和地层各向异性的声波特性会为钻井和完井工程产生重要的新信息。泥岩的损伤是井眼稳定性问题的预兆。在弱胶结地层，应力导致的机械损伤表明，用选择性垂直射孔会减少出砂危险。探测井眼附近的损伤并把它从未开采的地层中区分出来，将有助于地球物理学家和岩石物理学家描述储层。即使在井眼没有损伤或钻井诱导裂缝常规指示器的情况下，井眼附近的变化也可由声波探测到。各向异性分析不仅帮助地球物理学家进行深度带和AVO分析，而且也帮助完井工程师进行与应力方向一致的定向射孔以使出砂问题最小化、优化开采。具有先进频率域处理技术的交叉偶极声波测井能独特地描述井眼周围地层的机械特性。常规处理方法是在时间域进行，并得到地层各向同性或各向异性信息。我们最近展示了交叉偶极声波数据的频率域处理(即时差一频率分析或频散分析)，它可以把固有各向异性从应力引起的各向异性中区分出来。频散分析扩展了常规的时基相似处理技术来得到更完整的地层描述。钻井过程及其相关的井眼应力集中可明显地影响井眼周围环境，导致横波时差径向变化。交叉偶极声波资料的时差一频率分析显示低频信号进入地层2—3个井眼直径，意味着该岩石是非蚀变的；高频信号进入地层一个井眼半径，可探测到机械损伤区域。均质模型在高频处的差异表明有损伤存在。偶极频散曲线分析可评价机械损伤带的深度。全世界大量的泥岩和储集岩的现场实例显示可从交叉偶极频散曲线中得到非常重要的额外信息。这些数据的频散分析可以识别：1)各向同性和各向异性(固有的和应力诱导的)；2)井眼周围的机械损伤。另外，我们将显示新的频率域处理技术是如何补充常规声波测井处理结果的。这项评价新技术的关键是宽频带采集交叉偶极声波资料和先进的频率域处理技术。

XMAC接收板的常见故障与排除

XMAC偶极声波测井仪是5700系列井下仪器之一。近年来XMAC测井时偶尔会遇到波形异常或缺失等问题,故障大多出在接收板上,XAMC的接收板在其接收头1678MB中,接收板可对接收探头所产生的信号进行接收,选择,放大和滤波。根据实际维修,阐述了接收板常见的故障问题,给出了故障的原因分析和维修方法。

声波各向异性的应用

地层的各向异性本质的声波特性产生了对钻井和完井工程以及地球物理学和岩石物理学重要的新信息。各向异性分析能使射孔定向成与应力方向相一致，从而将出砂问题缓减到最低程度并且使生产最优化。知识应力方向使人们能定井位，从水力压裂中采出最多的油。识别由于裂缝形成的各向异性会导致增产。交叉偶极声波测井仪检测地层中的横波各向异性。传统的处理方法在时间域中完成，并产生出有关各向同性和各方异性特征的信息，但不能鉴别出引起各向异性的根本原因。然而借助先进的交叉偶极数据的频域处理方法。我们就能识别出各向羿性的类型，是生的还是诱发的。从能补充的其他测井资料的偶采数据中，我们可得到附加的信息。在各种各样的岩石类型中，大量的油田实例反映出附加信息的突出作用，这些附加信息是从交叉偶极采集到的偶极频散曲线中导出的。这些数据的频散分析能识别原生的各向异性，在这里频散曲线彼此平行，而应力的各向异性带有一些交叉频散曲线。我们说明几个取自中东、非洲、墨西哥湾、加利福尼亚和东南亚的几个有关原有的和应力诱发的各向异性例子。我们包含了几个来自水平井和垂直井的例子和这样的一些例子，即在这类例子中裂缝性各向异性（固有的）和应力诱发的各向异性出现在同一口井中并且清晰可见。裂缝的偶极测井鉴别结果被井筒成像图资料进一步证实。这种新认识的关键是到下三个方面的结合：交叉偶采声波数据的宽带征集、先进的频率域处理技术对于声波在井筒中传播特征的充分了解。