远探测声反射成像测井裂步式傅里叶法偏移成像

远探测声反射成像测井相比地震勘探有更高的分辨率,相比常规声波测井有更深的横向探测深度,可以对井外裂缝、孔洞及其他地质界面进行探测,进而对复杂、隐蔽性油气藏进行评价。有效的偏移成像算法是声反射成像测井资料应用的关键。提出远探测声波井下裂步傅里叶叠前深度偏移方法进行偏移成像处理。该方法基于地震资料处理方法中的裂步式傅里叶偏移方法,针对声反射测井作了相应的改进,不受倾角限制和频散的影响,同时,可以适应速度场中等程度的垂向变化。通过数值模拟数据以及实际资料的处理验证了该方法的有效性。

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。

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.

方位远探测反射声波成像测井仪器

方位远探测反射声波成像测井仪器利用测量的反射波信息,识别井旁远距离范围内的反射体,定量分析反射体距井筒的距离和方位。该仪器采用相控阵大功率发射技术、方位阵列接收技术以及独创的直接承压式有源发射、接收声系结构,使其能探测距离井筒40m以上某方位的反射体,方位分辨率22.5°。介绍该仪器测量原理、结构设计与特点、性能参数以及方法模拟实验,现场试验验证了其效果,有效地弥补了测井探测深度太浅与地震勘探分辨率较低的缺陷,为深部复杂油气储层的精细描述提供新技术。

远探测声波反射波成像测井技术在裂缝性储层评价中的应用

介绍了远探测声波反射波成像测井仪器的原理、主要作用和技术特点;用实例分析了在井旁裂缝性储层评价中的应用效果。通过多口井的实际应用表明,在远探测声波反射波成像图上没有反射信息一定为致密层,而有反射信息说明该处存在波阻抗差。研究发现,远探测声波反射波成像测井在碳酸盐岩等裂缝性储层中能在一定程度上解释测井评价与试油矛盾,提高了声波测井的径向分辨率;仪器能对井壁之外310 m范围内的裂缝、断层、界面进行清晰成像;能扩大识别储层的有效厚度,指导压裂施工,为油气地质储量计算提供可靠依据。给出了井壁外实际储层的有效厚度。

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。

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 。

远探测反射波声波测井方法实验研究进展

在井下发射低频声波信号,按地震勘探工作方式接收反射波已经从理论和实际测井资料解释中得到确认.介绍了用大幅度(4000V)的窄脉冲激发声学探头,得到频率接近10 kHz的、可用于远探测反射波声波测井的低频声波信号的实验过程.为接收低频反射波信号,应该选择谐振频率较低的接收探头.在模拟井中按上述思路组装的声系可以测量记录到距离井壁约7～10 m处声学界面的反射波信号.实验结果可作为远探测反射波声波测井声系设计的依据.

远探测声波反射波成像测井仪达到国际领先水平

4月16日,经集团公司专家组鉴定,渤海钻探工程公司自主研发的BH—ARI远探测声波反射波成像测井仪,是具有自主知识产权的创新成果,打开了精细了解更远地层的微观结构之门,达到国际领先水平,具有广阔的应用前景。

高分辨率井周储层深探测反射声波测井成像方法

针对井周深部储层评价问题,采用深探测反射波测井成像方法,利用Shearlet变换去除阵列声波测井数据中的滑行波,从而准确提取高分辨率反射波,结合井周层析速度成像获取径向速度剖面分布,进而优化偏移算法以改善井周反射界面成像效果。该方法可以对井眼周围几十米范围的地层界面、裂缝、溶洞、流体分布和岩性等进行成像,并在此基础上评价井周小尺度地质构造、识别储层和监测裂缝发育情况。将该方法用于多个油田实际测井数据处理,结果显示,深探测反射波测井成像方法的探测深度可达到30 m,分辨率达到20 cm,可以利用不同反射体同相轴的特征不同,直观观察压裂对储层的改造效果和井周流体分布状态,实现对地震成像的有效细化,在页岩气层产能评价中取得了突出效果,展示了巨大的潜在应用价值。该方法的发展方向主要集中于:①在油气资源勘探开发评价中,针对储层裂缝、溶洞以及流体分布,研究反射方位信息的获取和成像方法,以有效指导压裂方位的确定;②充分利用不同方位接收器记录的反射波信息,对井周反射体、岩性和流体分布进行三维成像,为深地油气资源探测提供有力的新工具;③由于沿井壁传播并在层界面、过井裂缝等位置产生的反射波未携带地层深处的有用信息,对反射成像产生干扰,因此,开发基于不同地层波速的自适应井壁反射波滤除方法是亟需研究的问题。

远探测声波成像测井资料的应用

远探测声波成像测井是大港油田测井公司与国外同步研究的测井技术。简述远探测声波成像测井资料解释基本原理基础上，论述该技术在验井中的应用效果。应用实例表明，远探测声波成像测井资料能识别井旁3—10米范围内的高角度裂缝、倾斜界面以及断层面。

方位远探测声波反射波成像测井系统提高井旁储层判识能力

中国石油研发成功了新型方位远探测声波反射波成像测井仪器,为获取精确的地质信息和复杂油气藏的发现提供了技术支持,同时为定向射孔、定向侧钻、后期酸化压裂等工程施工设计提供了技术参数,对准确开展地层评价工作具有重要意义.

三维随钻反射声波成像测井的数值模拟

采用有限差分方法对基于圆弧片状声源和接收器的三维随钻反射声波成像测井进行模拟,研究了反射信号的幅度、相位等参数随方位和源距的变化规律,着重分析了利用该方法在水平井中对地层界面进行探测的可行性.研究结果表明,钻铤的存在使得圆弧片状声源能够向固定方位辐射声场,其主瓣三分贝角宽窄,旁瓣级低,向目的方位辐射的纵波场的幅度约为传统环状声源的0.6倍,适用于三维随钻反射声波成像测井;对于本文计算的井孔模型,反射波信号约为井孔导波信号的1/100;随着源距的增加,反射纵波幅度逐渐减小,转换波(P-SV、SV-P)的幅度先增加后减小,反射SV波的幅度增加,建议在实际应用中,选择合适源距的波形进行处理,并对其他非目的波动进行压制,以期获得更好的成像效果.本文模拟了在水平井中对地层上下界面进行探测的例子,结果显示,反射波纵波信号有较好的方位分辨率,能够准确获得井外波阻抗不连续界面的方位,而且对上、下界面的成像互不影响.

声反射成像测井数据处理研究进展

围绕国内外声反射成像测井的发展历史及近年研究成果论述波场分离、偏移叠加等方面在其数据处理中的研究进展。国外从最初的F-K滤波发展到现在的多种方法,主要是以线性预测理论为基础的分离方法。国内最新技术是以小波变换和STC方法结合的多尺度相关法。偏移成像方法主要集中在叠前偏移方面,广义Radon变换法、Kirchhoff偏移、F-K偏移、等效偏移距偏移均投入应用。地震数据处理的逆时偏移技术的引入是声反射测井成像技术的重要方向。偶极横波反射波有更高的探测深度和信噪比,具有一定的方位识别能力,不仅可以得到反射界面倾角,还可以判断界面走向。该方法的研究可以拓展多极子声波测井仪器的应用范围。利用相控阵技术进行声场定向辐射和接收的三维声反射测量方法的研究对未来三维数据处理提出了新的要求。

基于声波远探测的浅海软地层邻井井眼成像方法

为满足超软地层钻井防碰与井眼轨迹描述的需要,基于声波远探测测井技术,提出了一种偶极纵波邻井井眼成像方法。首先,基于有限差分法模拟了井中偶极声源激发的邻井散射全波场,分析了不同类型散射波的幅度特征及方位特性;然后,分析了两井不共面对散射波幅度和到达时间的影响;最后,通过双井模型试验和现场实际测井数据,验证了偶极纵波邻井成像的可靠性。研究结果表明:偶极纵波相对于横波在超软地层邻井成像中更具优势;四分量旋转后成像最清晰的方位即为目标井方位;两井不共面也不会影响邻井成像。偶极纵波邻井井眼成像方法为浅海软地层钻井防碰和井眼轨迹描述提供了新的技术手段。

远探测声波测井仪发射探头研究

远探测声波测井要求测量井眼外 10m内地层边界的反射波 ,测量关键是仪器发射探头的性能及其工作方式。为此 ,选择了不同几何尺寸、不同工作频率的探头进行实验 ,理论分析了相控线阵探头和实验分析探头的各种结构设计及其相关的相控线阵实验分析 ,确定了远探测声波发射探头的几何结构、激励高压和激励脉冲宽度以及发射探头的相控线阵参数。

声反射成像测井高分辨率叠加方法研究

通过模型数据分析了声反射成像测井中声波反射波CMP(Common Middle Point)道集的特点,重点研究了声反射成像测井中声波反射波的高分辨率叠加技术。研究发现,动校正过程中,动校拉伸仅出现在大偏移距的数据道处,因此在动校正环节中基本不考虑动校拉伸的影响;分析了不同的速度对动校正及叠加效果的影响,发现速度是叠加过程中导致叠加同相轴非同相的重要因素;采用声波全波列测井中的STC(Statistical Velocity Analysis)速度分析方法,建立合适的动校正模型及变权垂直叠加技术消除了这些影响因素,保证了叠加的分辨率。对模型数据和实际测量数据进行了处理,取得了较好的效果。

新型远探测声波反射波测井仪器问世

新型远探测声波反射波测井方法是由大港测井公司担负的中国石油集团公司级的科研开发课题，目前研究工作基本结束。由大港测井公司研制生产的仪器在现场实验中取得了良好的效果。

基于声波远探测的识别地质异常体方法及其试验研究

针对岩体工程领域里对地质异常体的探测与识别存在的不足,提出将声波远探测成像方法应用于浅层地表岩体工程中的地质分界面及空洞、裂缝等地质异常体识别。根据浅表岩体工程声波远探测的应用场景及施工要求,设计并试制了一套声波远探测室内试验装置,优化了实现远探测的关键核心部件偶极子声源。采用改进的三叠片型换能器压电陶瓷配置方案,可以满足对绝大部分地层的探测需求。激励偶极子的直流高压脉冲信号源频率为1 Hz、发射脉宽1μs、最大直流脉冲电压3 kV。在一定厚度的水泥地板上开展了初步试验,通过单波波形分析和多波综合研究,根据直达波、反射波特征分析计算了试验场地内的水泥接缝、立柱相对位置信息,实验结果与现场实际特征相吻合。该试验方法为将声波远探测方法应用于浅层地表岩体工程中地质异常体识别研究奠定了基础;同时,亦为其今后应用于隧道超前地质预报研究提供一定的参考。