偶极子声波测井用途
thrubit偶极声波测井资料处理方法及应用
thrubit偶极声波测井资料处理方法及应用Thrubit偶极声波测井是一种针对固体岩石和矿物的高分辨率声波测井技术。
该技术通过连续的源和接收器阵列，产生和接收多个声波信号，以获取岩石和矿物的各种特性。
Thrubit偶极声波测井资料处理方法及应用，是该技术能够在石油勘探领域中得到广泛应用的重要呈现。
一、 Thrubit偶极声波测井资料处理方法首先，Thrubit偶极声波测井方法采用了对称的阵列，可以采集反向声波信号来抵消波场退化问题，从而有效提高信号质量。
然后，针对采集到的声波数据，需要进行数据预处理、数据分析、数据解释以及三次反演等多个环节。
1. 数据预处理在数据预处理中，需要了解所选数据的基本信息和测量频率，获取有效的数据质量控制检查，并进行数据校正和滤波。
同时，还应对数据进行归一化、平滑处理、模拟碳酸盐等等。
2. 数据分析针对采集到的声波数据进行频谱分析、波形分析、特征分析等多个方面的分析，以更全面地了解储层中的地质构成和物理特性。
同时，还需要针对不同深度的声波数据进行对比分析。
3. 数据解释在数据解释环节，需要对储层的各项物理属性进行解释，如压实度、孔隙度、渗透率等。
同时还需要对数据进行限制性解释，结合井壁岩心数据、地震资料等，从多个角度来确认数据结果和模型准确性。
4. 三次反演通过数理模型和计算模拟，对处理后的数据进行三次反演，进一步解决非线性问题与扰动项问题，以获取更加准确的声波速度、弹性系数、阻尼等储层物理性质参数。
二、 Thrubit偶极声波测井应用基于Thrubit偶极声波测井资料的处理方法，该技术在石油勘探领域中得到了广泛应用。
目前，在岩性识别、储层评价、钻井安全等方面，Thrubit偶极声波测井均具有较为显著的技术优势。
1. 岩性识别根据Thrubit偶极声波测井资料处理方法，可分析不同的岩石和矿物学特征，如含矿层、页岩、煤层、砂岩、泥岩等。
根据声波的强度和反射率，可以有效识别不同的岩石和矿物，提供精确的储层信息。
交叉偶极子声波测井在坪北油田的裂缝识别
交叉偶极子声波测井在坪北油田长9储层中的裂缝识别何浩然万平杰房延亮（江汉油田测录井工程公司）摘要：坪北油田长9储层较为致密，裂缝较为发育，是其主要储集空间。
本文阐述了交叉偶极子声波测井原理和裂缝识别方法，指明了长9裂缝走向，为下一步水平井钻探提供了宝贵的资料。
关键词：交叉偶极子地应力横波裂缝横波分裂斯通利波1、偶极子声波测井仪简介目前，较先进的多极子声波测井仪有斯伦贝谢的DSI偶极子横波成像仪、贝克休斯的XMAC多极阵列声波成像仪和哈里伯顿第三代Wavesonic正交偶极声波测井仪以及斯伦贝谢声波全井眼扫描仪Sonic Scanner。
哈里伯顿第三代Wavesonic正交偶极声波测井仪由1个单极发射器、2个偶极发射器和8个接收器阵列组成（图3），主要用来评价地层的岩石物理机械特性（杨氏模量、泊松比、剪切模量、体积模量、裂缝指数等）、渗透性和各向异性。
2、坪北油田基本地质概况坪北油田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡，属于构造稳定区域,地层倾角约1°。
坪北油田目前主要开发中生界三叠系延长组，延长组主要特征为河流三角洲-湖泊沉积体系，向内变为浅-深湖湘，向外变为河流相。
按沉积旋回将延长组从上到下划分为10个油层组，长10～长7期为湖盆形成至发展全盛阶段；长6～长4+5期湖盆持续稳定下降阶段；长3～长1湖盆收缩至消亡阶段。
鄂尔多斯盆地构造主要受印支运动影响，构造应力场最大主应力方向主要为北南向，但坪北油田现今最大主应力方向约为75°北东东向（图1），这主要是受后期燕山运动构造影响，这种应力场影响了三叠系裂缝的发育（图2）。
3、交叉偶极子声波裂缝识别方法3.1 正交偶极子声波测井原理单极子源一般是圆管型的换能器以轴对称方式沿径向振动（膨胀或缩小），单极子声源在井孔中激发起以地层纵波为首波、横波和斯通利波的全波列。
但在软地层井眼中单极子声源只能激发起纵波和斯通利波而不能激发起地层横波模式。
偶极子阵列声波测井仪最显著的不同就在于它所使用的声波探头的振动方式与以往的声波测井仪器的探头的振动方式不同，因而它在井孔中激发的声波模式与对称声源激发的声场不同。
正交偶极子阵列声波测井(XMAC-II)
小于 1。 由双井径测井曲线可近似计算不平衡构造因子，根据式 6-8 计算的最小水平主应力及 不平衡构造因子计算最大水平主应力。 根据最大水平主应力与最小水平主应力，进而计算地应力差。 ②地应力方向 地下不同地质时期形成的各种岩石，都具有一定的强度，因此在地壳应力场的作用下， 都可能发生弹性变形或产生弹性势能。 某深度的岩石在垂向主应力， 最大与最小水平主应力 的作用下， 一般处于相对平衡状态。 当井眼在地层内被钻开后， 在井壁岩石上形成应力集中， 垂直于井轴的横向截面上处于两个水平应力的压力作用及钻井液的张应力作用。 根据力的叠 加原理，井壁上的应力状态用下式表示： Sθ= S1+S2-2(S1-S2)·COS2θ-Pm (6-9) 式中：Sθ—井壁岩石的切向应力； S1—最大水平主应力； Pm—钻井液柱压力； θ—相对于最大水平主应力方向的逆时针方位角。 由(6-9)式可看出，当θ为 0 度或 180 度时，即在最大水平主应力的方向，井壁岩石所 受的应力最小，此时切向应力值为： Sθ=3S2-S1-Pm (6-10) 当θ为 90 度或 180 度时，即在最小水平主应力的方向上，井壁岩石所受的切向应力最 大，此时切向应力值为： Sθ=3S1-S2-Pm (6-11) 根据脆性材料破裂理论，当作用力达到或超过材料的破坏强度时，就会发生破裂现象。 井眼周围的岩石在最大水平主应力方向， 受到较弱的压应力， 此时的岩石不易受地应力破坏， 井眼尺寸应接近钻头直径。如果泥页岩与钻井液作用，发生水化膨胀，进而出现井壁破坏的 情况，要与地应力的作用区别开来。井眼在最小水平主应力方向受到较强的压应力，当这个 压应力超过岩石的抗剪强度时， 井壁岩石就会发生剪切破坏， 出现井壁崩落， 形成椭园井眼。 显然，椭园井眼的短轴方向即为最大水平主应力方向。 井眼崩落椭园的测量是由四臂或六臂地层倾角测井仪直接测量的。测井是在电缆提升 过程中进行的，当电缆以一定速度提升时，测井仪器也以一定速率旋转，当某对极板进入椭 园井眼的长轴位置时，测井仪不再旋转，而是按一定的方向上升，这样就可测出或计算出椭 园井眼的长轴及短轴。再结合一号极板测量的方位，就可判断出最大水平主应力方向。
交叉偶极子声波成像测井技术及应用
地层将对在其 中传播 的声 波产生滤波效应 ，因而 单 极 子 、偶 极 子 源 的纵 波 、横 波 的频 谱 将 发生 变
化 ，形 成 新 的频 率 特征 响应 。这 种 滤 波 效 应 在某 些 频 率 下 频 谱 幅 度 出 现极 大 值 ，其 它 频 率 下 ，频 谱 幅度 很 小 。对 应频 谱 幅度 极 大值 的频 率 ，称 之 为 传播 特 征 频 率Ⅲ 。通 过 模 拟实 验 得 知 ，单 极 子源 和 偶 极 子 源 纵 、横 波 的频 率 特 征 响应 有 明显 的不 同 。单极 子 源 的 纵波 的频 率 特 征 响 应 有 从 低 频 到
到测 量横 波 的 目的 。交 叉 偶极 子声 波测井 仪 通过利
用单 极纵 波和偶 极横 波测 量的组合 在硬 地层 和软地
层 中都能 测得基 础 的声 波 数据 以及 纵 、横波 和斯通 利波 等 的特征参 数 。
１１ ． ＷＳ ＿仪 器的基本 结构日 １ｒ
交 叉 偶 极 子 声 波 成 像 测 井 仪 ＷＳ３（ ｖＳ ｎ ］＂ Ｗａｅ ｏ — ｉ —Ｃｏｓ ｉｏｅ ｃｕｔ ｏ１ 部 分组 成 ：发射 控 ｃ ｒｓ Ｄｐ ｌ Ａ ｏ ｓ ｃ ｏ ￣４ ｉＴ ）
偶极 子源 的频率 响应 特性一 横波在 低频 处有 传播 特 征 频率而 纵波 在低频 处无 传播特征 频 率 的声 波传播 的基本特 性 ，采用 发射 中心频率 为低频 的偶 极子 源
可 以有效 地抑制 纵 波 ，在 井壁 附近产 生挠 曲波 ，通
过对 挠 曲波 的测量来 计算地 层 的横 波速度 ，从 而达
第一作者简介 ： 赵全胜 （ ９２ ， 工程 师，９ ４ １７ 一） 男， １９ 年毕业 于西安石油 学院， 现在 中油测井技 术服 务有 限责任公 ０从 事现 场测 井
第10讲正交偶极子声波测井2
z5.采集的信息及用途 时间-慢度相关法 z使用该技术可以从叠和在一起的波形中找出各 种传播模式的波形。 zSTC技术采用相似性算法，即通过多条波形的 相关对比，从复合波形中分别提取纵波、横波、 斯通利波等。 z然后计算各种波的传播时差。
z3个宽频带（300Hz-25kHz）单极
子声源；1个宽频（300Hz-8kHz）
6
正交偶极子声源。
z13级接收器，长6ft，每一级接收
器记录八个方位的数据。
11
ft
z远程单极子低频激发斯通利波。
zDSI具有8个接收器，没有上、下
单极子声源。
z4.Wavesonic仪器结构
声波全井眼扫描仪Sonic Scanner
z由此，可以得到 该组波列对应的时 间 —时差—相关 系数等值图。
z5.采集的信息及用途
z4.Wavesonic仪器结构
主测内容 测量范围 纵向分辨 探测深度 灵敏度 分辨率 一类曲线 二类曲线
Wavesonics相关参数
时间-时差 Δtc , Δtsxx and Δtsyy 动态 6 in.(15 cm) 3 – 20 ft (1- 3m) 不适用 0.2 μs Δtc 、 Δtsyy 和 Δtsxx Vp/Vs, φc , ITTp、ITTs 相似性质量、横波时差各向异 性、泊松比、斯通利时差
接收器阵列
z最 上 面 的 接 收 器 与 单 极 声 源 相 距 10.2ft （ 3.1m ） ， 与 X-X 、 Y-Y 偶 极 声 源 相 距 9.2ft （2.8m）。接收器之间间距是0.5ft（0.15m）， 接收器阵列的长度为3.5ft（1.07m）。
thrubit偶极声波测井资料处理方法及应用
thrubit偶极声波测井资料处理方法及应用近年来，随着油气勘探业的不断发展，ubit偶极声波测井技术逐渐被油气勘探行业所重视。
ubit偶极声波测井技术是一种高精度的地质勘探工具，可以有效的精确的探测地表的地质构造，测量储层的厚度和容积，以及测量流体的流量等等，这一技术已经在油气勘探行业中得到了广泛的应用。
ubit偶极声波测井技术，可以用于分析和处理测井资料，可以更全面的了解地质构造，流体运动规律，预测油气储量，对油气勘探过程中，主要参数进行精准测定，从而更好的控制油气勘探的效果。
针对ubit偶极声波测井技术，应该使用不同的地质处理流程，具体的地质处理流程包括：首先完成ubit偶极声波测井的校正、脉冲响应与垒面属性的提取、相干杂波大气效应的消除、地层结构分析等流程。
其次，对于测井资料，必须进行滤波、脉冲改正、噪声消除、综合评价等处理，确保测井数据的正确性和客观性。
随后，需要进行地质模拟和综合结果的分析，实现更准确的描述数据分析，并结合相关的模拟结果，对油气资源进行有效的综合分析和评价，为发现更多的油气资源提供有效的支持。
ubit偶极声波测井技术不仅能够有效地提高地质勘探的准确性和精确度，而且能够大大降低勘探成本，大大提高勘探效率。
同时，ubit偶极声波测井技术还能够给勘探行业带来更多的科技创新，更加先进的勘探系统，使勘探行业能够更加快速，准确地进行勘探。
综上所述，可以看出ubit偶极声波测井技术在地质勘探中的重
要作用，它可以更好的帮助我们了解更多有关油气的地质构造，提高油气勘探的效率，实现更好的油气勘探发掘效果。
打印-偶极声波测井及其应用
= 1.6
泥岩△tR
= 1.9
3.2含气分析
储层含气时，对纵横波有不同的影响，可以由横波与纵波的一系列相关的交会图 进行分析。通过对储层的分段做横波与纵波的交会图，可以看出在5490-5508m井段， 气层的明显特征为横波及纵波时差出现较大的变化，纵波及横波出现大的跳跃现象。 在5832.6m以下这种变化明显减弱，基本上反映已不含气。
=
点群岩性
横波与纵波 时差比值 1.6
1.72 1.58-1.78 1.77 1.9 1.8
△ts / △tc可以用来鉴定岩性，尤其可以 将三种主要的沉积岩区分开来。如果是两 种岩性混合组成的岩层，横波与纵波的时
砂岩（气层）
砂岩（水层） 砂岩 盐岩 石灰岩 白云岩
差比值△tR与两种岩性成分的含量有关，
借此可以求出 这两种岩性的百分含量。例 如石灰岩的白云岩化程度可以从△tR或颗
粒密度确定。随着白云岩含量增加， △tR
减小，颗粒密度增加；对砂岩来说，用 △tR可以确定泥质含量，随着砂岩中泥质
含量增加，和自然伽马数值也增大。
3.1确定岩性
从图中看出砂岩气层 时差比值在1.6左右，随 着泥质含量的增加，时差 比值增大，泥岩处可高达 1.9左右。用声波时差比 值确定岩性结果与综合程 序处理的剖面结果一致。
岩石的密度和动态弹性系数等机械特 性控制了声波的传播速度。由于软的固 结松散的岩石具有较小的弹性硬度，使 得软地层中声速相对较慢，横波速度小 于井内流体声速，横波首波与井中钻井 液波一起传播，不能产生临界折射的滑 行横波，使得单极声波测井无法测出横 波的首波。
软地层中用偶极声源时声波的传播情况及典型声波波列
速度近似地层横波速度，解决了在疏软地层的横波测量 问题。
偶极子声波测井资料在致密砂岩气藏中的应用
摘
要： 偶极 子横 波测 井采 用偶极 声 源和 定 向接 收技 术 ， 结合 单极技 术 ， 并 在硬 和 软 两种地 层 中都
可 以直接提 取纵 波 、 波和斯 通利 波的测 量结 果 ， 宽 了声波测 井资料 的应 用领 域 。 横 拓 现在 ， 波测井 声 资料 已被 广泛 用于确 定地 下岩层 的机 械特性 ， 用于计 算岩 石的各 种 弹性 常数 ， 结合地 层各 向异性 分 析， 可对储 层进行 有效 的 气层 识别 、 裂缝识 别和 压裂效 果分析 。 用 实例表 明 ， 应 偶极 子声波 测 井在低
０２ ５Ｉｍ，吼道平 均半 径 ４ Ｉ ｍ。研 究表 明 ， Ｔ ． Ｘ ５ ．８ ４ Ｈ
的影 响远 远小 于骨 架对 于 电阻率 的影 响 ， 成油 气 造 水 层 电性差 异 变小 ， 使得 电阻率 的高 低对 含 油性 的 作用 变小 ， 主要 反映 的是岩性 及物性 的变 化。
吐 哈油 ｝ Ｈ ＝ Ｔ地 区为 致密砂 岩气 藏 ，并对 该 区 Ｆ Ｊ
三 套 含 油 气 层 物 性 都 较 差 ，平 均 孑 隙 度 均 低 于 Ｌ １％， 多数 样 品分 析 孔 隙度 小 于 １％， 均 渗透 ２ 大 ０ 平
率 均低 于 ２ ０ Ｉ： １ ｎ。储集 空 间以次 生孔 隙为 主 ， ｘ 孑 隙 结 构 为 中 孔 中 喉 ， 平 均 粒 度 中 值 半 径 Ｌ
为 １ － ． ｘｌ， ａ 气 的 体 积 模 量 可 近 似 看 为 ． ２０ ０ＭＰ ， ０ ０ ａ Ｈ 区 块 实 验 结 果 表 明 杨 氏 模 量 在 ＭＰ 。 Ｔ
２６０ ３００ Ｐ 之 间 ， ２ ０ — １５ Ｍ ａ 泊松 比在 ０２ — ． 间 ， ．５ ０３之 为
偶极子声波测井讲义-质量控制
单极波形
单极波形
单极波形
单极波形
偶极波形
偶极波形
偶极波形
偶极波形
偶极波形Βιβλιοθήκη 偶极波形波形滤波相关谱的提取
一、声波基础理论概述 二、偶极子及交叉偶极子阵列声波测量原理 三、偶极子声波测井质量控制 四、偶极子及交叉偶极子阵列声波地质应用
1、岩石力学参数的计算 2、岩性的识别 3、识别气层 4、判断裂缝发育井段、类型及区域有效性 5、地层各向异性分析 6、地应力参数计算及井眼稳定性分析
——测井速度要求
针对Subset10测量模式：不超过 针对Subset6测量模式：不超过
15ft/min 28ft/min
正交偶极子测井质量控制
——井眼环境要求
对井眼尺寸的要求：4.5-17.5英寸
对井斜的要求： 0-90
度（但对不同的井斜有
不同的测量要求）
斜井最大曲率半径的要求：4.5英寸井眼
150/100ft
理论上，利用纵横波速度比可以大致确 定地层的岩性，一般情况下，纵横波速度比 （VP/VS或DTS/DTC）：砂岩为1.58-1.8；灰岩 为1.9；白云岩为1.8；泥岩为1.936；在多数 地区若1.9< VP/VS<2.2可以认为地层为破裂岩 体或有大量裂缝发育。此外，泊松比（ poi ratio）也是岩性的一个表征，砂岩泊松比的 标准值为0.25，泊松比>0.25则认为含有泥质。
ECLIPS—5700 测井系统中的交互式多极 子阵列声波仪（XMAC-II）是将一个单极阵列 和一个偶极阵列交叉组合在一起，两个阵列 配置是完全独立的，各自具有不同的传感器。 单极阵列包括两个单极声源和8个接收器。声 源发射器发射的声波是全方位的，既是柱状 对称的，中心频率为 8kHz 。偶极阵列是由两 个交叉摆放（相差 900 ）的偶极声源及 8 个交 叉式偶极接收器组成。接收器间距为0.5英尺。
Xmac—F1偶极子声波在鄂尔多斯气田测井中的应用
国 外 测 井 技 术
２ １年 ・ ３期 ００ 第
２ Ｘｍａ — １的特 点 ｃＦ
Ｘ ａ — １ 贝 克 阿 特 拉 斯 在 Ｘｍ ｃ Ｉ 基 础 上 ｍ ｃＦ 是 ａ—Ｉ
３ Ｘｍａ — １在 测 井 中 的应 用 ｃＦ
偶 极 子声 波 测 井 仪器 的主 要 功 能 是 准确 的 获
（ 国石 油 集 团 测 井 有 限 公 司 长 庆 事 业 部 陕西 西 安 ７ ０ ０ 中 １ ２ １）
摘 要 ： 尔 多斯 气 田 “ 孔 、 渗 、 压”特性 使 得 常规 测 井仪 器和 方法 无法 满足 气 田勘 探 开 发要 鄂 低 低 低
求。使 用偶极子声波仪器可以获得地层的纵波时差、 横波慢度和斯通利波慢度 ， 适用于地层应力评 价， 方位 异性 分析 ， 渗透 性 分析和 压 裂效 果评 价等 。Ｘｍａ— １ 贝克 阿特拉 斯新 一代 的偶 极子 声 波 ｃＦ 是 测量仪 器， 以通 过 改 写 Ｘ ｃ Ｉ 声波 电子 线路 硬件 程 序升 级 至 Ｘｍａ— １ 可 ｍａ— Ｉ ｃ Ｆ 。新 的 Ｘｍａ— １ 量精 ｃＦ 测
满 足鄂 尔多斯 气 田勘探 开 发需求 。
１ 测 量 原 理
正 交偶 极横 波测 井技 术可 在井 孔 中测 量 地层 横
波各 项 异性 ， 分 辨率 远远 高 于地 震测 量 的结 果 ｆＪ 其 ｌ。 ＿ ２ 正交 偶极 测量 的各 向异性 可 以用来 确 定地 应 力 的大 小 和方 位 以及裂 缝 的强度 和取 向等Ｉ 因此 ， １ 。 如何 从
地 层时 ， 分裂 成沿 快 、 波 面传播 的快 、 横波 。 就 慢 慢 正
气 田 ，主要 勘探 目的层 是下 古生 界奥 陶 系风 化壳 马
交叉偶极子声波测井原理及在油田的应用
（ ３ ）利 用低 频 斯通 利波 能量 衰减 计 算地 层渗 透 Ｘ ＭＡ Ｃ Ｉ Ｉ 仪器具有 ８ 个接 收器 ，２ 个单极子发 率 。储 层 的渗 透性 对斯 通利 波 具有 两种 影 响 ：一是 射器和 ２ 个偶极子 发射器 ，每个偶极子发射器都 由 使 波 幅衰 减增 大 ，二 是降低 波 的传 播速 度 。第 一种 Ｘ和 Ｙ两 个 方 向 的两 组 发 射 器组 成 ，确 保 了 Ｘ和 Ｙ 影 响 导致 频率 向减 小 的方 向偏 移 ，第 二种 影 响导致 方 向发射 期 间无 深度 误差 。单 极 子测 量 的波列 中记 波的传播时间延迟。利用这两个参数可以对储层渗
度 上有 一定 的差 异 。由于地 层 岩性 变 化造成 的各 向 异 性 ，从 岩性 变化 引起 地层 各 向异 性 特征 分析 中可 以看 到 ，具 有 较 高各 向异 性 的 层段 ，Ｇ Ｒ值 变 化 较 为剧 烈 ，录井 显示 和测井 响应 特 征对 比分 析该 层 段 还含 有不 同程 度 黄铁 矿 ，从各 向异性 分析 上 可 以看 到各 向异 性 变化 与岩 性变 化 的关 系 。
到 ，在 ２ ３ ７ １ ｍ附近有一高渗透层段 ，在钻井过程 中 该 处 发 生 逆 流 ，怀 疑 为 气 层 压 力 释 放 形 成 ， （ １ ）利 用 Ｘ ＭＡ Ｃ Ｉ Ｉ 提 取 纵 波 、横 波 和 斯 通 利 波 Ｘ ＭＡ Ｃ Ｉ １ 分 析 认 为该 层 段 具有 较 高 渗 透 性 ，可 能是 时差 。 目前 交叉 偶 极 子 声 波测 井 主 要有 以下 用 途 ： 由裂缝 导致 的高渗 透层 段 。 确定 地层 纵波 、横波 和斯 通 利波 时差 ，纵 横 波时 差
录 了地层 的纵波 、横 波 和斯 通利 波波 列 ；偶 极子 测
偶极子声波测井讲义
从庄 1 井、庄 101 井 偶极子声波资料计 算出的最大、最小 及理想的钻井液密 度可以看出，该区 块在钻井过程中所 使用的钻井液密度 一般介于最小和理 想的钻井液密度之 间，因此较为合理， 井眼的不稳定性主 要是由于岩性及应 力不均衡性造成的。
在 砂 泥 纵岩 横中 波纵 的、 分横 布、 情斯 况通 利 波 及
2、气体识别
地层中的气体使纵波速度降低，但对横
波的影响很小，在含气地层岩石具有异常低 的纵、横波波速比。因此根据交叉偶极横波 资料得出的纵横、波速度比可帮助地球物理 学家识别与含气有关的幅度异常。
纵横波速比Vp/Vs与横波时差DTS交会识别气层
MAC、XMAC 仪器是目前国际上非常先进的 声波测井仪，由于声波换能器的响应频带较 宽，低频响应更好，在井下实现数字化，信 号动态范围更大，因此记录的波形更完整， 更有利于获得准确的纵波、横波、斯通利波 的时差、幅度等参数，特别是 XMAC 仪器在分 析地层速度各向异性方面具有独特的优势。
一、声波基础理论概述 二、偶极子及交叉偶极子阵列声波测量原理 三、偶极子及交叉偶极子阵列声波地质应用 1、岩石力学参数的计算 2、岩性的识别 3、识别气层 4、判断裂缝发育井段、类型及区域有效性 5、地层各向异性分析 6、地应力参数计算及井眼稳定性分析 四、总结
每个深度点记录 12 个单极源波形，其中 8 个为阵列全波波形（TFWV10），4个为记录普 通声波时差的全波波形（ TNWV10 ）。每个深 度点记录 32 个偶极源波形，即每个接收器记 录XX、XY、 YX、YY 4个偶极源波形，X、Y表 示不同方位的发射器或接收器的方向，例如 XY表示X方向发射器发射，Y方向接收器接收； YY则表示Y方向发射器发射 Y方向接收器接收。 8 个接收器共记录 32 个偶极源波形（ TXXWV10 、 TXYWV10、TYXWV10、TYYWV10）。
交叉偶极子声波成像测井技术及应用
44石油资源在社会经济发展过程中发挥着重要的地位与影响力，同时，石油属于不可再生资源，所以十分珍贵。
随着我国经济实力的不断增强，在国际上有着举足轻重的地位与作用。
我国在物探方面取得了显著成绩，尤其是油田勘探开发技术已经达到世界先进水平。
油气勘探是石油开采的关键，由于钻井工作面临着越来越复杂的地质环境，引起一系列安全事故，不仅影响设备的性能发挥，还严重影响生产效益，因此，石油勘探领域对探测技能提出更高要求。
从油田和相关生产单位角度出发，对交叉偶极子声波成像测井技术应用进行探究，希望为油田生产提供参考价值。
1 交叉偶极子声波成像测井技术概述在我国《节能减排“十二五”规划》指出，在面对全球气候发生变化与环境污染日益严重的时代背景下，这对各个国家的生存与发展都是一个严峻挑战，是各个国家现阶段都必须要面对与解决的问题。
社会是不断发展与进步的，人们的思想观念也会随着社会的进步而不断的提高，社会的进步不仅仅提高了各行各业的生产效率，也对各个领域的发展带来新的挑战。
在国际原油市场价格普遍低迷的时代背景下，要尽快降低内部消耗，减少原油生产成本，提高经济效益与社会效益。
而交叉偶极子声波成像测井技术，提高抽油机的工作效率，减少人力与物力，这是油田降低内部消耗，实现经济效益与社会效益最大化的重要手段。
交叉偶极子声波测井可以划分为无侵害和无渗透钻井液2种形式，而游梁式抽油机是采油作业中最常用的机械设备，其主要是由燃油系统、进气系统以及电子控制系统组成，燃油系统是游梁式抽油机的重要组成部分，它是整体正机联试的前提条件。
游梁式抽油机在运行时，电动机高速旋转，将动力通过皮带和减速机传递给曲柄轴，最后由曲柄轴连杆经横梁带动游梁传递给抽油泵。
一般来说，将一定量的零率失井眼稳定剂加入到水基钻井液中，就可以得到超低渗透钻井液。
超低渗透钻井液混合剂中含有惰性材料，这种材料在一定条件下可以使得泥页岩中的裂缝或者空隙处沉淀，从而阻止水或者其他固体进入到地层的超低渗透屏蔽层。
正交偶极子声波测井仪原理简介及应压
的频 散波 ， 相速度 随频率 增加 而减 小 ， 其 最大 值 为地
层 横 波 的波 速 ｖ ， 小 值 为 ０８Ｖ ， ｓ最 ．５ ｓ在频 率 较 低 的 情 况下 非常接 近地 层横 波的波 速 。 另外 ， 极子 波具 偶
国 外 测 井 技 术
Ｗ ＯＲＬＤ Ｗ ＥＨ Ｌ０ＧＧＩ ＮＧ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
正 交偶 极 子 声 波 测 井仪 原 理简 介 及应 用
刘 自卿 王延茂 张瑞 强 秦 建 国
冲 国石油集团西部 钻探测井公司 新疆 克拉玛依市 ８４ ０ ３ ００）
摘 要 ：介 绍 了西部 钻探 测 井公 司从哈 里伯 顿公 司 引进 的低 频正 交偶极 子 阵列 声波测 井仪 器的 组 成及技 术性 能特 点 。实际推 广和 应 用证 明 ， 该套 仪 器具有 良好 的一致 性 、 重复性 和稳 定性 ， 项技 术 各 性 能参 数达到 油 田要 求 ， 井解释符 合质 量控 制标 准 。 测 本文介 绍 Ｗ ａｅ ｏｃ 井的测 量原理 、 用基 ｖＳｉ测 应 础 和地层 信 息的表 达 方式 ， 讨论 Ｗａｅ ｏｃ 井 的主要 应 用和 实例 。 并 ｖＳｉ测
振动 效果 相 当于一个 作弯 曲振动 的平 板 。它 在软地
层井 孔 中激发起 以弯 曲波 为主 的波列 ，其横 振动 关
于井 轴不 对称 ， 首波 为 幅度 较小 的纵 波Ｉ ” 统 的声 。传 波 测井使 用 的声源 是对称 声源 ， 即单 极子 源。 软地 在
层 井 眼中单极 子声 源 只能激发 起纵 波和斯通 利 波而 不 能激发 起地 层横 波模式 。而偶 极 子波是 频散 很强
偶极子声波测井原理
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这些声波包括具有特定极化的纵波（P波）、横波（S波）以及转换波等。
②极化接收：测井仪配备多个正交排列的偶极子接收器，能够分别接收沿X 轴和Y轴传播的声波信号。
这包括线性轴组分（X to X, Y to Y）和交叉轴组分（X to Y, Y to X）。
③地层响应分析：不同类型的声波在穿过地层时，其速度和衰减受地层岩石性质及各向异性影响。
偶极子测井能捕捉到这些差异，特别是对地层的横向异性和裂缝分布敏感。
④数据处理：收集到的声波到达时间、幅度及波形数据经过复杂处理，用于计算岩石力学参数，如弹性模量、泊松比等。
⑤地质解释：通过分析处理后的数据，可以识别岩性、评估地层各向异性程度及方向，辅助判断裂缝发育情况、流体饱和度及岩石应力状态。
⑥成果应用：最终，这些信息应用于油气藏开发的多个环节，如储层描述、油水界面识别、地质建模及生产优化等。
偶极子声波测井技术因其对地层特性高度敏感性，在复杂地质结构分析中发挥着重要作用。
偶极声波测井资料的工程应用
仪器外径
仪器长度
3.625in(9.21cm)
10.52m
3.88in(9.86cm)
10.91 ft(3.32m)
3.625in(9.21cm)
51`ft(15.5m)
最大温度
最大压力 测量频率 测井速度 记录长度 接收器数量
150°C
20000psi(137.0Mpa) 0.5—20 KHz 30ft/min(9.14m/min) 4msec 8组
最小水平主应力
最大水平主应力
Sx
Sz 1 (1 ) Pp 2 tan tanγ=π/4+β/2；β为岩石的内磨擦角，K为经验系数
偶极声波测井资料工程应用理论基础
地层破裂压力：
井孔某深度处，井孔周向应力在地层最大水平主应力方向 上最小，当适当增加钻井液密度，使有效压应力达到并超过岩 石的抗拉强度时，地层在最大主应力方向就容易破裂。此时钻 井液柱压力即为地层破裂压力。 地层破裂压力计算公式： Pf 3 y x Pp St
开发钻井提速情况
2008年钻井进尺比2007年增加增 加33.2万米，提高了18.0%；扣除 新增钻机所钻进尺8.60万米，在 与2007年钻机数量相同情况下， 2008年钻井进尺增加24.6万米，
218.1
220 200 180 160 140 120 100 2007年 08年目标 08年实际
指压力变化与体积相对变化之比，代表岩石的抗压能力
切变模量(G)：
b ( DTS ) 2
剪切应力与剪切位移相对变化之比，代表岩石的抗剪切能力
泊松比(PR)：
1 ( DTS ) 2 2( DTP ) 2 2 ( DTS ) 2 ( DTP ) 2
利用偶极子声波测井进行储层可压性评价
利用偶极子声波测井进行储层可压性评价摘要：随着油气田开发进度的深入，储层压裂效果直接影响到后期储层产量及增产措施。
本文应用气田应用较多的偶极子声波测井，构建一套储层可压性评价方法，在评价压裂效果的同时，为后期压裂提供指导参数，为油气公司的工程压裂施工提供测井技术支撑。
关键词：偶极横波；各向异性；裂缝检测；压裂鄂尔多斯盆地上古生界裂缝性气藏不断取得突破，但是每口井产能差较大，而且几乎每口井都需要压裂改造，因此有效的压裂检测技术，不仅能评价压裂效果好坏，还能有效评价压裂规模与产能之间的关系，指导后期压裂改造方案。
本文总结利用压后偶极子声波测井进行压裂改造效果评价效果，在实践中取得了显著效果。
由于偶极子声波测井不仅可以获得地层纵波，而且可以获得地层发射回来的横波及斯通利波，从而拓展了声波测井的应用范围。
在构造应力不均衡或裂缝性地层中，横波在传播过程中通常分离成快横波、慢横波，且显示出方位各向异性，沿裂缝走向或最大主应力方向上传播速度比垂直于裂缝走向或最小主应力方向上传播的横波速度要快，这就称之为地层横波速度的各向异性。
1 偶极子声波压裂检测原理偶极技术采用偶极声波源，当偶极子声源振动时，很像一个活塞，能使井壁一侧的压力增加，而另一侧压力减小，使井壁产生扰动，形成轻微的扰曲，这种由井眼扰曲运动产生的剪切扰曲波具有频散特性，在适当的低频范围内该扰曲波的传播速度趋近于横波，其传播方向与井轴平行。
交互式多极子阵列声波仪是将一个单极阵列和一个偶极阵列交叉组合在一起，两个阵列配置是完全独立的，各自具有不同的传感器。
一般将裂缝按地质成因、裂缝开度、裂缝力学成因等来进行划分。
根据裂缝成因可将裂缝分为两种，即地应力造成的天然裂缝和压裂时形成的人工裂缝。
通过实验可以证明，由压裂造成的人工裂缝产生的快慢横波的频散曲线平行，而地应力造成的天然裂缝产生的快慢横波的频散曲线交叉。
因此可以根据横波频散曲线的特征，区分地层不同裂缝的成因。
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偶极子声波测井用途
偶极子声波测井是一种用来获取地下岩石和流体性质的测井技术。
它主要是利用声波在地层中的传播特性，通过测量和分析声波在地层中的衰减、速度变化和散射等信息来研究地下岩石和流体的特性和分布。
偶极子声波测井具有高分辨率、灵敏度较高和测量范围宽等优点，因此在油气勘探和地质工程领域有着广泛的应用。
偶极子声波测井的主要用途可以分为以下几个方面：
1. 油气勘探和开发：偶极子声波测井可以帮助确定地层的孔隙度、渗透率和饱和度等参数，从而评估储层的含油气性能和储集能力。
该技术还可以检测岩石的裂缝和孔隙连接性，为寻找油气藏的有效区域提供指导。
2. 岩石力学性质研究：偶极子声波测井可以获取地层的弹性参数，如泊松比、弹性模量和剪切模量等。
这些参数对于评估岩石的强度、变形特性和稳定性非常重要，对于开发地下空间和设计工程结构具有重要的指导意义。
3. 孔隙结构与流体格局研究：偶极子声波测井可以获取地层的孔隙结构参数，如孔隙度、孔隙尺度和孔隙分布等。
这些参数对于评估储层的储集性能、流体运移特性和储层类型识别具有重要意义。
此外，偶极子声波测井还可以研究地下流体的水平分布、垂直分布和柱状体特征等信息。
4. 地质构造研究：偶极子声波测井可以提供地层的反射系数、散射系数和衰减系数等信息，从而揭示地下岩石的构造特征和界面信息。
通过分析声波在地层中的传播和反射情况，可以识别断层、褶皱和岩性变化等地质构造。
5. 工程地质评价：偶极子声波测井可以评估地下岩土体的物理性质和工程性质。
通过测量地下岩土体的声波速度、声波测井强度和声波吸收等参数，可以评估岩土体的稳定性、孔隙水压力和渗透性等。
这对于地下工程的设计和施工具有重要的指导作用。
偶极子声波测井作为一种先进的地球物理探测技术，已经在石油勘探、地质研究和工程实践中取得了广泛的应用。
随着技术的不断发展和改进，偶极子声波测井将进一步提高测量的精度和分辨率，并且在其他领域的应用也将不断拓展。
对于探测和评价地下岩石和流体特性，偶极子声波测井将继续发挥重要的作用，为油气勘探、地质研究和工程工作提供可靠的技术支持。