反射声波测井中的裂缝偏移成像特征研究

为实现井外裂缝快速准确成像,建立不同角度裂缝的反射声波测井模型,通过数值模拟正演方法模拟其声波波形,分析其特征,并利用不同偏移成像方法,对模拟波形进行偏移成像,分析各偏移成像方法特点及优缺点,并给出各方法的适用性。通过对实际井处理,结合侧钻井钻遇情况,验证方法的正确性,最终形成一套现场快速高效成像方法。

反射声波成像测井的物理模拟

反射声波成像测井的分辨率和测量范围介于常规地震勘探和常规测井之间,在当前油气勘探的诸多领域尤其是随钻测井、大斜度井和水平井评价等复杂油气藏勘探和定量解释中具有实际意义。为此,对反射声波成像测井进行了物理模拟,制作了缩小比例的铝质和混凝土模型井,并用于模拟井旁不同倾角的声阻抗不连续界面对声波的反射。在充液环境下对反射声波模型井进行了实验测量,从全波波形上可以清楚地看到沿井壁传播的折射波和来自井旁声阻抗不连续界面的反射纵波。应用偏移叠加技术对物理模拟波形进行了反演处理,从偏移剖面上反演出的反射界面的尺寸、位置和倾角等几何特性与实验参数基本一致。

相控线阵声波辐射技术在反射声波测井中的应用探讨

采用有限元方法对相控线阵声波辐射技术在反射声波测井中的应用进行探讨 ,从信号的幅度、能量和损耗等角度考察了相控线阵声波辐射器的相位加权和幅度加权对在井孔中接收到的反射纵波的影响。结果表明使用相控线阵声波辐射器可以明显提高在井孔中接收到的有用信号的信噪比 ;应用相控辐射器的相位加权和幅度加权技术 ,即调节相控线阵声波辐射器的相邻阵元间激励信号的延迟时间和信号幅度 ,可使各个阵元辐射的声波信号在介质的传播过程中某个给定方向上的能量最大 ,从而使反射纵波信号得到明显增强。

反射声波测井波场分离方法研究

在反射声波测井数据处理中,用于偏移成像的反射信号相对于高幅度井中直达波较为微弱,只有利用波场分离技术将反射波从全波形中提取出来,才能对反射信号进行成像处理。在不改变仪器构造与测量模式情况下,对广泛应用于偶极反射声波测井技术中的线性预测滤波法进行改进,在滤波过程中考虑偶极测井弯曲波频散的影响,结合慢度—时间相干法对井中直达波进行估计,并从全波形中滤除。通过油田实测数据处理证实,结合了慢度—时间相干法与线性预测滤波法的波场分离方法,较常规方法而言,井中弯曲波得到较大程度的压制,进而提高了反射声波测井的有效性。

井旁溶洞的偶极反射声波测井响应研究

反射声波成像测井是适应复杂地区勘探开发的一种测井新技术,能够对井旁几米至几十米内声阻抗不连续的地层界面、裂缝、溶洞、盐丘等不同地质构造进行探测评价。针对井旁存在一个不同尺度大小的溶洞时的偶极反射声波测井响应进行了数值模拟,得到了不同情况下的回波信号,探究了地层横波波长与井旁溶洞尺度之间的关系。研究结果表明,等源距阵列波形中,溶洞的回波波列有特殊的“抛物线”型形态,上提过程中距溶洞最近时,回波到时最早、幅度最大。当井旁溶洞直径逐渐增大时,回波信号幅度越强,反射横波偏移成像的结果越清晰。通过该研究,初步形成了一种反射声波测井评价井旁溶洞的方法。

基于USB总线的远探测方位反射声波成像测井仪数据读取接口设计

远探测方位反射声波成像测井仪(BAR)是新一代成像测井仪,其测井数据存储于内部大容量存储模块中;为了实现在测井现场快速读取和回放测井数据,设计了一种基于USB总线的数据读取接口;数据读取接口通过USB总线与PC通讯,通过自定义高速串行总线与下井仪数据存储模块通讯;高速串行总线为基于M-LVDS的差分总线,设计的工作频率为80 MHz,采用8B/10B编码;数据读取接口电路采用FPGA作为主控芯片,高速总线协议和传输控制均在FGPA中实现;所设计数据读取接口已实现8口井的现场测井数据读取,数据读取速度达到57 Mbps;该设计实现了测井数据的现场快速读取和回放,保证了测井数据检验的时效及测井施工的效率。

基于COMSOL的钻井液面声波反射特性的研究

在钻井过程中,钻井液通过地面循环与井下循环,及时地把钻屑带到地面上来,从而保证钻井过程的连续进行,并保障各项安全。若未及时检测到井下泥浆状况,将会发生井漏或井涌甚至井喷事故,造成财产和和人员损失。因此,预警和实时监测泥浆变化情况,对了解和监控溢流井涌等异常工况,对井控安全十分重要。基于声波的液位检测的基本理论,选取COMSOL多物理场有限元软件中的压力声学瞬态模块,构建钻井作业时泥浆循环过程的三维模型,通过监测泥浆的液面变化情况,研究声波在井下传播时的产生的回波信号的机理和特征,为信号自适应识别液位计算液面深度提供理论依据,为设计测量仪器提供支撑依据。

基于超声波反射法的油田注水井管柱腐蚀识别

为了延长油田注水井管柱使用寿命,提高油田采收率,提出基于超声波反射法的油田注水井管柱腐蚀的识别方法。首先,采用超声波反射法采集油田注水井管柱的超声波检测信号;然后,利用小波分析消除信号噪声,并从时域和频域提取信号特征;最后将信号特征输入SVM(支持向量机)分类器中,根据分类器输出的信号特征分类结果,实现油田注水井管柱腐蚀识别。试验结果表明,所提方法识别性能强、识别准确率高。

隧道锚件声波反射法无伤检测技术研究

文章阐述了一维杆声波反射无伤检测技术原理,介绍了锚件质量检测仪工作原理及相关硬件指标参数,并结合室内试件检测,介绍了隧道锚件长度计算、锚固密度计算以及不同锚固质量状态下应力波传播衰减状态,供隧道锚件声波反射无伤检测工程应用参考。

椭球面镜声波反射聚焦数值模拟研究

据Hamilton线性理论解,给出沿椭球面镜轴线的电弧放电等离子声源(AD-PSS)反射波计算结果,分析由镜面引起的相位变化对中心波、边缘波及尾波传播影响。在聚焦前区中心波压力为正,边缘波、尾波压力为负;聚焦后区则相反。在线性条件下,反射波压力峰值出现于椭球面镜几何焦点,越过焦点后反射波压力幅值迅速衰减。利用有限元软件COMSOL对椭球面镜声反射过程进行数值模拟,揭示反射波传播演化过程及声场分布规律。据KZK(Khokhlov Zabolotskava Kuznetsov)方程及等效声源法,分析非线性效应对声传播过程影响。研究表明,非线性效应将使椭球面镜实际焦点位置偏离几何焦点,即正压实际焦点出现在几何焦点后,负压实际焦点出现在几何焦点前;随非线性系数增加正压实际焦点后移,负压实际焦点前移。

参数估计法声波远探测反射波提取效果影响因素研究

在声波远探测反射波提取方法中,参数估计法应用效果常受多因素影响。对此,分析提炼出了影响参数估计法应用效果的主控因素,并在不同条件下利用该方法对模拟合成的阵列波形进行反射波提取处理,分别研究了波的衰减规律、波的传播速度、接收器的一致性和阵列波形道数对参数估计法反射波提取效果的影响。结果表明,这4种主控因素对参数估计法反射波提取效果均有一定的影响,其中:衰减规律和波速的准确性对处理效果影响尤为明显,衰减规律与实际的衰减规律差别越大,波形反演法处理效果越差甚至失效,波速存在5%的误差时即会导致大量的干扰模式波的残留;接收器的一致性越差处理效果越差;阵列波形道数越多,提取的反射波信噪比越高。

珠江口外伶仃洋海底含气沉积物声波反射及衰减特征

高分辨率地震剖面显示,在珠江口外伶仃洋海底有大面积含气沉积物。根据含气沉积物地震反射特征将其分为声学空白、声学幕、声学扰动、不规则强反射顶部和相位下拉等类型。对含气沉积物声波衰减初步分析表明约在3.3 kHz附近有一衰减峰值,将实际资料与理论模型计算进行对比,认为此峰值频率对应于等效半径约6 mm的气泡的特征振荡频率,此等效半径气泡的阻尼振荡是引起声波衰减的主要原因。

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 。

HSP声波反射法充填溶洞边界探测

隧道开挖揭露的岩溶形态主要有溶管、溶槽、溶洞和暗河等,施工中需要对这些岩溶形态进行定量描述,以便根据不同形态的岩溶及其特性提出相应的开挖和支护措施。对于空溶洞,多采用一般测绘手段即可;但对于充填溶洞边界和暗河底部堆积物或深度的探测,是目前岩溶隧道施工过程中的一个棘手问题。作者采用HSP声波反射法对几个大型充填溶洞或暗河的探测实例表明,采用该方法探测充填型溶洞边界是可行的,值得在其它类似工程中参考应用。

远探测声波反射波成像测井在哈拉哈塘地区的应用与评价

塔里木盆地的碳酸盐岩目的层埋藏深,储集空间复杂,储层类型多样,非均质性强.现有的测井仪器受径向探测深度的限制,只能够对井周约2m以内的储层进行评价,对井旁周围的储层难以准确评价.远探测声波反射波成像测井测量的是距井壁3～10m范围内裂缝和地层等地质现象的波阻抗异常,结合常规测井能够综合判断井旁3～10m的储层发育情况,从而提出更加合理的试油方案.远探测声波反射波成像测井技术在塔里木油田共测井53口,LDX井、HAX井等多口井取得了很好的效果,并针对该技术在哈拉哈塘地区的应用结果、适应性及存在的问题,进行了详细的分析和总结,建立了哈拉哈塘地区不同类型储层的声波反射波类型图版.

锚杆声波反射法质量检测的数值模拟分析

为了研究锚杆声波反射法质量检测中的声波传播规律,建立了三维锚固系统模型,利用动力有限元分析了不同锚固状态下锚固系统的动力响应。围岩质量较好、砂浆密实时锚杆的加速度响应波形规则且衰减较快,砂浆密实度较差及存在局部缺陷时锚杆响应波形不规则,不同介质交界面处产生畸变。

锚杆声波反射法质量检测的模拟试验研究

为了研究锚杆锚固质量声波反射法检测时锚固体中的声波传播规律,进行了不同长度完整锚杆与缺陷锚杆的模型试验。对于完整锚杆,随着锚杆长度的增加,响应波形规则性越好,底端反射波幅值逐渐减小,反射波的能量衰减随之增大。对于有缺陷的锚杆,在缺陷位置处的波形出现畸变,波形变得不规则,呈缓慢衰减或间歇增强后衰减形态,当锚杆长度不同或缺陷位置不同时,测试曲线表现出不同的波形特征。锚固体固结波速随锚杆长度增加而减小,缺陷增大而增大,但是变化幅度较小,一般在4 200-4 400 m/s范围内。

BICSQS模型与Biot-Stoll模型海底界面声波反射和散射的比较

利用孔隙弹性介质界面的声波散射公式计算对比了以Biot-Stoll模型和附加颗粒间喷射流及剪切阻力的Biot模型(简记为BICSQS模型)描述的海底的光滑平面反射系数和粗糙界面的背向散射系数,并分析了BICSQS模型中体积弛豫频率和剪切弛豫频率对其结果的影响。结果表明：两种模型反射系数的差别主要在垂直方向和表观临界角附近,而背向散射系数的差别主要在表观临界角附近,并且最大差别可以分别达到1．5dB和2dB；另外,体积和剪切弛豫频率的变化分别影响中频段(10～100kHz)和高频段(100kHz以上)的BICSQS模型的反射和背向散射系数,但引起的变化量很小。

基于HSP声波反射法的隧道超前地质预报

文章在对HSP声波反射法的工作原理、仪器设备及测试分析软件介绍的基础上,结合SZ隧道出口段掌子面的实际地质条件,对其出口左右线掌子面进行测试分析,并得到施工开挖验证。应用HSP声波反射法对隧道掌子面前方地质条件进行及时准确的预测,提前采取预防措施,避免灾害的发生,或在—定程度上减少因灾害造成的损失,减少施工过程的干扰,对隧道的安全施工具有积极的指导作用,值得在同类隧道施工地质预报中推广应用。

垂直声波反射法在防渗墙质量检测中的应用

采用垂直声波反射法对江西廖坊水库堤防墙质量问题进行检测,并利用瞬时谱分析法对原始数据进行处理,所得检测结果经钻探验证效果良好。一些成功的例子充分说明,垂直声波反射法与瞬时谱分析技术联合使用,是堤防防渗墙质量缺陷检测的一种较好的方法。