阵列声波测井

具有多探头声系、测量多波列的声波测井方法

测井简介

测井概述

根据地质和地球物理条件，合理地选用综合测井方法，可以详细研究钻孔地质剖面、探测有用矿产、详细提供计算储量所必需的数据，如油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗透率等，以及研究钻孔技术情况等任务。此外，井中磁测、井中激发激化、井中无线电波透视和重力测井等方法还可以发现和研究钻孔附近的盲矿体。测井方法在石油、煤、金属与非金属矿产及水文地质、工程地质的钻孔中，都得到广泛的应用。特别在油气田、煤田及水文地质勘探工作中，已成为不可缺少的勘探方法之一。

应用测井方法可以减少钻井取心工作量，提高勘探速度，降低勘探成本。在油田有时把测井称为矿场地球物理勘探、油矿地球物理或地球物理测井。

测井作为勘探与开发油气田的重要方法技术，至今已近80年的历史。随着科技进步和测井技术本身的发展，它在油气勘探、开发和生产的全过程中发挥着更大的作用，为油气工业带来更高的经济效益。近十几年来的测井技术，特别是20世纪90年代后，取得了重大进展。按照传统的观点，测井技术在油气勘探与开发中，仅仅对油气层做些储层储集性能和含油气性能(孔隙度、渗透率、含油气饱和度和油水的可动性)定量或半定量的评价工作，这已远远跟不上油气工业迅猛发展的需要。而当今测井工作中评价油气藏的理论、方法技术有了长足的发展，解决地质问题的领域也在逐步扩大。

测井方法的分类

测井方法众多，电、声、放射性是三种基本方法，特殊方法有电缆地层测试、地层倾角测井、成像测井、核磁共振测井等，其他测井方式还有随钻测井。各种测井方法基本上是间接地、有条件地反映岩层地质特性的某一侧面。要全面认识地下地质面貌，发现和评价油气层，需要综合使用多种测井方法，并重视钻井、录井第一性资料。

1. 地球物理测井

通常指地球物理测井。把利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆下入井内，使地面电测仪可沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数。通过表示这类参数的曲线，来识别地下的岩层，如油、气、水层、煤层、金属矿床等。

2. 勘探测井

对石油工业来说，在勘探期间寻找新油田的测井称勘探测井，内容有：①地层倾角测井（了解地下构造及沉积构造）；②饱和度测井（识别岩性、油、气、水储集层）；③电缆式地层测试（对油、气、水储集层进行测试）。

3. 开发测井

在开采过程中的测井称开发测井。主要测定井下油、气、水层的岩石物理性质，监测各油层的工作情况，检查开发井的技术状况等，是开发井采取作业措施和进行油田开发调整的重要依据。内容有饱和度测井、生产测井、工程测井。

4. 声波测井

声波在不同介质中传播时，速度、幅度及频率的变化等声学特性也不相同。声波测井就是利用岩石的这些声学性质来研究钻井的地质剖面，判断固井质量的一种测井方法。

测井技术的运用

主要运用总结

1)利用地球物理测井信息进行地层层序划分和标定。

2)利用测井资料进行油气藏精细地质构造以及断层研究。

3)以构造地质学基本理论为指导，通过构造应力分析，充分利用测井信息进行裂缝型储集带定量研究，认识裂缝发育分布规律。

4)地球物理测井沉积学的研究，综合其他地质资料，进行沉积微相的分析，确立沉积环境和古水流方向。

释义

具有多探头声系、测量多波列的声波测井方法。又称数字阵列声波测井。

阵列声波测井仪

阵列声波测井仪是由长源距声波全波列测井仪改进而来的。它具有相距0.61m的两个声波发射换能器，八个线阵排列的声波接收探头，其间距为0.15m。发射换能器与接收探头的源距最短为2.44m，最长为4.12m。还具有源距为0.92m和1.53m的声波速度测井声系。阵列声波测井仪的声系可视为由线阵声系和双发双收声系组合而成。

原理

现代声波测井仪普遍采用多个传感器，构成所谓阵列声波测井仪，如阿特拉斯公司的DAC、MAC和斯仑贝谢公司的DSl等。通过记录多条曲线进行相关和叠加处理，可以有效地压制干扰，准确提取纵波、横波和斯通利波的各种信息。由于接收器的间距较小，能满足薄层研究的需要。

阵列声波测井的声系的下部是两个压电陶瓷发射器,间距2ft(61cm),发射器带宽为5~18kHZ。声系的上部有8 个压电陶瓷接收器,每个接收器之间的距离为6in (15.2cm),这组接收器用于阵列声波测井。第一个接收器与上发射器之间的源距为8ft,与下发射器之间的距离为10ft,第一个接收器与第五个接收器间的距离为2ft,这样的声系可组成源距分别为8ft 和10ft 的长源距声波测井。

在声系的中部有两个间距为2ft 的接收器，它们与上、下发射器组成以源距分别为5ft 和7ft的标准井眼补偿测井，可用于裸眼井测量；在下套管井中可用源距为3ft 的声系进行水泥胶结测井(CBL),用源距为5ft 的声系进行变密度测井(VDL),这两种测量结果可用于检查水泥固结质量。在仪器的最顶部是用于测量井内流体声速的测量系统,发射器与接收器相距很近,测井时可连续测量中流体的声波速度。

发展

阵列声波测井是20世纪90年代出现的，它实现了声波信号数控采集、数字传输和记录。

线阵接收声系的间距减小到0.15m，对地层有高的纵向分辨率。在两个发射换能器轮流工作一次时，线阵声系接收探头接收到16（2×8）个波列，每个波列在测量时间上比长源距声波全波列测井的测量时间增加了一倍以上，达4000μs以上，这使测量记录的偶极子声源。

波列更加完整，能采集到速度慢、在时间上到达最晚的管波，为应用管波信息估算储层渗透率提供了依据。

声波曲线的影响因素

1、岩石的矿物成分不同，是造成岩石声速差异的主要原因，即岩性是造成岩石声速的主要因素。

2、孔隙性岩层的声速要比相同岩性非孔隙性致密岩层的声速低。

3、孔隙度相同的砂岩，其含水时声速远高于含油时的声速，而且砂岩孔隙度越大，砂岩骨架声速越高，孔隙相同的含水砂岩和含油砂岩的声速差异越明显，含气砂岩声波时差最大。

4、埋藏深度对声速也是有影响的，随深度的增加，岩层所受的上腹地层压力增加，使岩石的颗粒密度、弹性模量以及孔隙中流体密度、弹性参数都会发生变化，更主要的是，岩层孔隙度随上覆岩层深度的增加而又规律减小，这就使岩层声速增加，即相同岩性的地层的声波时差减小。

应用

阵列声波测井的资料可以用于识别岩性、估算储层孔隙度和岩石的弹性力学参数；根据测量的全波列可以识别某些特殊的界面，例如井壁附近的地层垂直裂缝或高角度裂缝等。在套管井中，采用普通短源距声系进行声波幅度测井，以评价套管外的水泥胶结质量。

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