阵列声波处理流程-eXpress
国外主要测井公司介绍
国外主要测井公司介绍测井是技术密集型产业，测井仪器装备一次性投资大，投资回收期较长。
国际性的油田技术服务公司中，以测井为主营业务的公司，主要有斯仑贝谢公司、哈里伯顿公司、贝克-阿特拉斯公司，这三家公司占据90%多的测井服务市场（斯仑贝谢约占62%），哈里伯顿和贝克-阿特拉斯分别约占14%和15%）。
其他公司还有威德福公司、Tucker能源服务公司、REEVES公司和PROBE公司等等，这些公司在整体上逊色于三大公司，但在部分专项上可以与三大公司媲美。
第一节斯仑贝谢公司一、公司概况斯仑贝谢是测井行业的开山鼻祖，公司总部位于美国纽约。
经过70多年的发展，斯仑贝谢公司已成为一家除工程建设服务以外的全球性油田和信息服务超级大型企业集团，但公司主要的经营活动还是集中在石油工业，在世界上100多个国家和地区有业务往来。
公司员工60，000余人，来自140多个国家。
公司2002年总收入为135亿美元，其中测井部分年收入为56亿美元，测井研发经费4亿美元（占测井收入的7%）。
除现场作业外，斯仑贝谢公司在美国、英国等地建有研发中心，作为公司经营服务的强大技术支持。
斯仑贝谢公下设三个主要的经营部门：斯仑贝谢油田服务公司：是世界上最大的油田技术服务公司，为石油和天然气工业提供宽广的技术服务和解决方案。
斯仑贝谢Sema公司：为能源工业，同时也为公共部门、电信和金融市场，提供IT咨询、系统集成、网络和基础建设服务。
斯仑贝谢西方地震服务公司：是与贝克休斯公司合作经营的公司，是世界最大的、最先进的地面地震服务公司。
斯仑贝谢公司其他方面的业务还有智能卡服务（电子付款、安全识别、公用电话、移动电话、身份证、停车系统等）、半导体测试和诊断服务、水资源服务等等。
二、斯仑贝谢油田服务公司斯仑贝谢油田服务公司是具有测井、测试、钻井、MWD/LWD和定向钻井、陆上和海上地震、井下作业和油田化学、软件开发和资料处理等多种能力的综合性油田技术服务公司，在开放的国际测井服务方面，其市场占有率达到62%左右。
测井常用软件说明[互联网业]
![测井常用软件说明[互联网业]](https://img.taocdn.com/s3/m/3b1b6c7c482fb4daa58d4ba4.png)
STPERM：斯通利波渗透率分析。
软件网络
17
中方
斯方
天东67井斯通软件利网络波渗透率指示
18
中方
斯方
天东67井斯通利软波件网反络 射系数处理对比图
19
•数据加载
Geoframe-RM包
地震、测井等数据加载。
• 地震模块
层位标定- 剩余处理- 波阻抗反演- 时深转换.
• 地质模块
层位标定- 标定油气水界面- 多井对比- 绘图.
软件网络
36
利用eXpress软件处软理件网的络 地层倾角成果图
37
断层
地层变陡， 无法钻进目的层C
软件网络
38
井周构造形态分析
生产测井模块 注水井的注入剖面 产出井的产出剖面
软件网络
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DPP测井解释处理软件
DPP（Desktop Petrophysics Software）是哈里伯顿能源 服务公司推出的地球物理测井解释软件系统，它是一个集 测井数据转换、储存、分析、处理于一体的综合性软件， 具有强大的测井数据处理和解释能力。该软件系统包括数 据编辑、数据加载和数据转换、成像测井解释和处理、声 波全波数据处理、地层倾角处理、图形显示和绘制、数据 合并、深度匹配、测井数值计算等主要模块，能处理 EXCELL2000成像测井系列等采集得到的测井数据。该软 件包括三十个大大小小的模块，按其功能可概括为四大块 ，即：1、基本DPP模块；2、倾角处理模块；3、成像处 理模块；4、波形处理模块。
波形分析包可对斯伦贝谢AS和DSI测井资料进行如下
处理：
• STC(时间时差相关分析）
准确计算纵横波、斯通利波时差和纵横波速度比、
泊松比。
• NDE（归一化能量差分析）
电成像及阵列声波资料处理流程
WAVEXDAN( 四 分 量 交 叉 偶 极 各 向 异性处理，包括滤波、开窗、 异性处理，包括滤波、开窗、道平衡 等预处理, 估算慢度,、各向异性参数,、 等预处理 估算慢度 、各向异性参数 、 快慢横波时差) 快慢横波时差
Fracman（ 利用弹性参数参数 （ 计算岩石应力预测裂缝发育带.） 计算岩石应力预测裂缝发育带 ）
Sonic Fracture(利用斯通 利用斯通 利波透射和反射系数计算 开启裂缝分布) 开启裂缝分布
纵波、快慢横波、斯通利波时差， 纵波、快慢横波、斯通利波时差，快慢横波方 斯通利波能量及差值， 位，纵、横、斯通利波能量及差值，斯通利波 渗透率、裂缝发育程度、各向异性参数。 渗透率、裂缝发育程度、各向异性参数。
Four-component Rotation(计 计 算快慢横波方位) 算快慢横波方位 Sonic Waveform Energy （ 计 算 纵 波 、 BestDT：快慢横波慢度 ： 横波、斯通利波波形、 横波、斯通利波波形、 能量及其能量差， 能量及其能量差，可根 Anisotropy PostProcess：利用 据裂缝对声波能量的吸 ： 收情况来判定裂缝位置） 快慢横波慢度信息计算各向异性 收情况来判定裂缝位置） 参数（基于慢度、基于时间） 参数（基于慢度、基于时间）
China University of Petroleum
成像及阵列声波资料处理、 预处理 ： 加速度校正、 深
度对齐 、 坏电极剔除 、 电 极增益校正 、 电极响应均 衡化、 衡化 、 确定显示颜色阈值 、 纽扣电流刻度等 图像显示 差 图 像 生 产 质量 裂缝交互 拾取 裂缝参数 定量计算
时差结果
纵横时差、反射波形、衰减、快慢横波时差、 纵横时差、反射波形、衰减、快慢横波时差、各向异 性参数， 性参数，裂缝渗透率
阵列声波
文昌9－1－1井纵波幅度在含气层段明显衰减
文昌9－1－2井在水层段纵波幅度的响应特征
KL2井声波法识别油气
丽水3-6-12井气层上的声波测井效果
5.3 缝洞性储层评价
用斯通利波反射波评价裂缝
具有裂缝和溶洞的碳酸盐地层
GR Delay Stoneley Perm
0 (ms) 1.5
数字阵列声波测井(DAC)质量验收标准
图面清晰，图头数据齐全、准确 要求原图的图面、波形、曲线、字迹清晰可辨；图头数
据填写齐全、准确，备注栏中应注明仪器的测量方式。 原图应标明所回放波列的名称、刻度范围及单位。 设备数据齐全, 原图应附上实测的仪器结构图。 回放纵波时差、测速、张力等曲线,以便检查套管内声波时 差值、测速情况 磁带带头信息 (包括波列个数、发射器号、接收器号，采样 时间间隔、采样点数等)记录齐全、准确。 重复性检查
0.01 (md) 100
0
300 Shift 150 (Hz) 0
NMR Perm
Porosity
0.01 (md) 100
0 (%) 10
Raw Ref Coef
0
0.2
Proc
Ref Coef
Acoustic Image
5750 DEPTH 5700
5.4 超压层的声波响应
用声波时差估算超压层段的流体压力
数字阵列声波测井仪 DAC
2( 单极) 9
1-15
2 12( 单极)
1-20 0. 5 6. 0
13. 5
3. 5 ( Sembl ance 处理) 0. 5 ( 首至检测)
4. 5-21
3. 75
400
20000 612
成像测井技术介绍
测量原理
图35
它使用三线圈系（一
个发射、两个接收）
为基本测量单元，仪 器有7个接收子阵列， 它们的间距分别为： 6、10、20、30、60、 80、94英寸；每个接 收器可接收到8个频 率的信号，可获得1、 2或4英尺三种纵向分 辨率、六种探测深度
的曲线。六种探测深 度分别为：10、20、 30、60、90、120英
成像显示侵入类型和侵 入深度。 如G37-10井延9 油层
过渡带 原状地层
冲洗带 高阻油层低侵
水层高侵
侵入深度:21英寸
侵入深度:38英寸
对比分析认为，在砂岩油层段， 高分辨率感应HDIL在真电阻率提 取和侵入剖面类型描述方面具有 好的应用前景，可为综合解释的 饱和度计算、径向侵入动态分析、 油层污染提供丰富的资料。
图12-G37-10延9T2分布
（4）、有效划分油、水层界面
核磁共振测井可以清晰地反映流体的存在，因此划 分油、水层界面非常有效（见图15）。
（5）、利用差谱法识别流体性质
由于水与烃（油、气）的纵向驰豫时 间T1相差很大，水的纵向恢复远比烃快。 测井利用特定的回波间隔和长、短两个不 同的等待时间TWL和TWS。使两个回波串对 应的T2分布存在差异，由此来识别和定量 解释油、气、水层。其TWL回波串得到的 T2分布中，包含油、气、水各项，而且完 全恢复；TWS回波串得到的T2分布中，水 的信号完全恢复，油气信号只有很少一部 分；两者相减，水的信号被消除，剩下由 与气的信号。
（三）正交偶极声波测井
正交偶极阵列声波测井原理简述
正交偶极阵列声波成像仪是是声波测井技术的重 大突破，它是把单极和偶极声波技术结合起来， 能精确地进行各种地层（包括慢速地层）的声波 测量，它解决了慢速地层的横波测量问题，。
EXCELL2000-阵列声波
• 为了能获得优质的测井曲线，该仪器要求测井时
居中良好，所以至少加装了3个橡胶扶正器。橡 胶扶正器应该安装在接收探头的底部和发射探头 的顶部。不要在发射探头和接收探头之间安装任 何扶正器。除非有特殊情况如大 度的小井眼井 （绝 体弯曲可能碰到井壁），否则会影响波形的 特性。与SDDT组合测井时，不要在2只仪器之间 连接柔性短节，也不要在SDDT上加装铁质扶正 器，否则会影响磁力计的读值。如果与中子密度 组合测井，应该考虑加一支柔性短节，以解决居 中与偏心的冲突。
第二章 仪器技术指标
• 仪器总长：10.51米，重470磅，213公斤。 • 仪器外径：3.625 in • 适宜井眼范围： 4.5 in～16 in • 承受压力：20000 psi • 耐温指标：300F/149c • 最大弯曲度和抗拉强度：20度/30米，45
吨。
仪器连接图
第三章 仪器组合
典型阵列声波测井滤波配置在下表中列出：
•硬
中 软
地层 类型
单极时差窗口 30－160µsec/ft 60－190µsec/ft 30－210µsec/ft
DX/DY时差窗口 70－250µsec/ft 10－400µsec/ft 15－550µsec/ft
单极滤波 器
偶极滤波器
5－15kHz 1.2－ 4.5kHz 5－15kHz 1.பைடு நூலகம்－ 3.2kHz 5－15kHz 0.8－ 2.5kHz
• 测井仪由 4 部分组成 : 发射控制部分、发射
器/绝缘体、接收探头部分、主电子线路部 分。它有 3个发射器（单极子， X 偶极子和 Y偶极子），以及按8共面“环”排列的32 个接收器，每个共面“环”上有与仪器轴 线垂直安装的 4 个相差 90 度的接收器。发 射器每发射一次， 8 组接收阵列的 32 个接 收器将记录 32 条波形曲线。也就是说，对 于每1个发射序列或每 1个深度点可获得 96 条波形，其中包括32条单极波形，32条XX偶极波形和32条Y-Y偶极波形。
地球物理与优质储层预测技术及其在复杂岩性储层评价中的应用
（测井、地震和地质在复杂储层研究中的综合应用和预测技术）汇报内容一、储层预测研究的特点和面临的主要问题二、研究技术的主要进展和实例分析二三、储层预测技术的主要发展方向储层预测研究的特点和面临的主要问题•开发地质研究的核心问题：储层的预测与研究又是其中的关键，•基于岩石地球物理响应的开发测井和波动在弹性介质中的运动学和动力学特性的开发地震勘探，是储层综合研究的两大主要学和动力学特性的开发地震勘探是储层综合研究的两大主要手段。
开发测井特点：多信息、极高的纵向分辨率高精度测井地震勘探特点：纵向分辨率低，制约点!储层预测研究的特点和面临的主要问题地震技术具有空间覆盖面广，数据量大的特点，是油藏描述的主要技术手地震技术具有空间覆盖面广数据量大的特点是油藏描述的主要技术手段之一。
早期的地震技术主要用于确定地下油气藏的构造，随着三维地震和各种提高地震分辨率的采集、处理和解释技术的出现，人们开始把地震引入到解决油田开发问题的油藏描述和动态监测中．出现了开发地震（Development Geophysics）或储层地震(Reservoir Geophysics)新技术．它们在方法原理上与以往的地震勘探并没有本质的差别，所谓开发地震就是在勘探地震的基础上，充分利用针对油藏的观测方法和信息处理技术，结合地质，测井和各种测试和动态资料，在油气田开发过程中，对油藏特征进行横向预测和完整描述。
地震反演、储层特征重构与特征反演、地震属性分析与烃类检测、相干体分析、定量地震相分析、地震综合解释与可视化、井间地震、VSP、时间延迟地震、多波地震及分辨率足够高的地面三维地震等缺点是，纵向分辨率低，这是储层预测和描述中的主要制约点。
储层预测研究的特点和面临的主要问题在储层预测研究中具有指导作用，储层预测和表征已经远远不是在储层预测研究中具有指导作用储层预测和表征已经远远不是以单一的地质研究来解决问题，而是由一般的单学科研究向多学科综合表征的方向发展与测井地质解释、地震地层学紧密结合，可更有效地发挥储层沉积学的作用。
Geolog-全波列声波测井中文手册-
Geolog软件技术手册Full Sonic Wave Processing -SWB帕拉代姆公司北京代表处2006年12月1、综述 ......................................................................................................................................................................... - 1 -1.1 预备知识................................................................................................................................................ - 1 -1.2数据......................................................................................................................................................... - 1 -2、阵列声波全波形 ..................................................................................................................................................... - 2 -2.1数据准备................................................................................................................................................. - 3 -2.1.1查看/创建一个声波列阵工具模版 ............................................................................................. - 3 -2.1.2 练习指导2-创建其他波形属性.................................................................................................. - 5 -2.1.3波形分解....................................................................................................................................... - 6 -2.1.4深度转换....................................................................................................................................... - 7 -2.2 处理........................................................................................................................................................ - 8 -2.2.1数据分析...................................................................................................................................... - 8 -2.2.2去噪............................................................................................................................................. - 11 -2.2.3 设计滤波器................................................................................................................................ - 17 -2.2.4 振幅恢复.................................................................................................................................... - 19 -2.3阵列声波处理....................................................................................................................................... - 20 -2.3.1处理模块简介............................................................................................................................. - 21 -2.3.2偶极波形处理............................................................................................................................. - 21 -2.3.3 单极波形处理............................................................................................................................ - 23 -2.3.4 拾取标志波至............................................................................................................................ - 26 -2.4后期处理 (34)2.4.1综述 (34)2.4.2频散校正 (35)2.4.3 传播时间叠加 (37)2.4.4 相关性显示 (38)2.4.5 阵列声波重处理 (40)3、机械性质 (44)3.1综述 (44)3.2 计算动力学弹性性质 (44)附录I-快速运行 (45)附录II-频散校正讨论 (46)1、综述欢迎阅读Geolog软件SWB指导教程。
阵列信号处理技术(pdf 66页)
用这样的权和输入信号相乘，所得到的输入信号中，保 留和参考信号相关的成份，去除了干扰和噪声。
③ 所需信号已知：
一般的雷达回波信号中，包含雷达本身发射的信号，通常 的通信信号也是确定性信号，它的波形、频率和带宽是已知的。
④ 接收信号的描述：
设有一个接收阵，由N个传感器组成，所接收的波形对应
N个输出：用矢量表示为：
高分辨空间谱估计方法对信号方向的分辨能力远高于 传统的谱估计方法
（a）
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
-100 -80 -60 -40 -20
0
20 40 60 80 100
（b）
30
25
20
15
10
-100 -80 -60 -40 -20
0
20 40 60 80 100
图1.3 谱估计方法分辨能力比较 (a) Capon spectrum estimation; (b) MUSIC spectrum estimation
① 单阵元天线的故障和失效会使整个系统瘫痪。
② 常规非自适应阵如果有一个传感器单元失效，使其边波 束(傍瓣电平)增大，阵列灵敏度方向图的边波束(傍瓣) 结构要明显地变坏，导致性能变差。
③ 自适应的阵列则不然，阵内其余正在工作的传感器的响 应可以自动调整直到阵列边波束减小到一个可以接受的 电平上。
④ 自适应阵列天线不易受周围环境的影响。
图1.1 立体波束图
Capon Beamforming
图1.2 自适应波束图 (a) 线性坐标 (b)对数坐标 目标信号方向0度；干扰信号方向－30度
2、高分辨空间谱估计技术（Estimation of Spatial Spectrum) 目的： 估计空间信号的到达方向。
麦克风阵列声源处理 波束成形法matlab
麦克风阵列声源处理和波束成形法在声学信号处理领域中扮演着重要的角色。
通过利用麦克风阵列的多个麦克风来获取声音信号，并且根据波束成形法对声音进行处理，可以实现对声源的定位、分离和增强，从而在语音识别、语音通信、音频录制等应用中发挥重要作用。
本文将对麦克风阵列声源处理和波束成形法进行全面的评估和探讨，以及共享对这一主题的个人观点和理解。
一、麦克风阵列声源处理1.1 麦克风阵列的原理和结构麦克风阵列是由多个麦克风组成的一种声学传感器系统，可以在空间上对声音进行采集和处理。
它通常由均匀排列的麦克风单元组成，每个麦克风单元之间的位置和间距都是预先设计好的，以便实现对声源的准确定位和分离。
麦克风阵列可以使用不同的拓扑结构，如线性阵列、圆形阵列等，以适应不同的应用需求。
1.2 麦克风阵列的声源定位和分离通过对麦克风阵列采集到的声音信号进行处理和分析，可以实现对声源的定位和分离。
常用的方法包括波束成形、自适应信号处理、时域盲源分离等。
这些方法可以根据麦克风阵列采集到的信号特点，对声源进行空间定位和分离，从而实现对复杂环境下多个声源的有效处理。
1.3 麦克风阵列声音增强和降噪在实际应用中，麦克风阵列可以用于对声音进行增强和降噪。
通过对采集到的声音信号进行处理，可以有效地提取和增强感兴趣的声音信号，同时抑制噪音和干扰声音，从而提高语音识别和通信的质量。
二、波束成形法在声源处理中的应用2.1 波束成形方法的基本原理波束成形法是一种基于阵列信号处理的方法，通过对阵列接收到的信号进行加权和叠加，可以实现对特定方向上声源的增强，从而形成一个波束。
波束成形法可以通过调整加权系数，实现对不同方向上声源的响应，从而实现对多个声源的定位和分离。
2.2 波束成形方法的实现与优化波束成形方法在实际应用中需要考虑到不同方向上声源的信号特点和空间分布，以及阵列的结构和性能参数。
对于不同的应用场景，波束成形方法需要进行优化设计，包括阵列几何结构的选择、加权系数的计算和调整等，以实现对声源的有效处理和增强。
声学阵列信号处理技术
声学阵列信号处理技术1.引言1.1 概述声学阵列信号处理技术是一种利用多个传感器将声音信号进行接收、处理和分析的技术。
声学阵列由多个微型麦克风组成，可以在不同位置同时接收远场声音信号，并通过信号处理算法来实现声音的定位、分离和增强等功能。
随着科技的不断发展，声学阵列信号处理技术在各个领域都得到了广泛的应用。
在语音识别领域，声学阵列可以提供清晰的语音输入，大大提高了语音识别的准确性和性能。
在通信领域，声学阵列可以提供更好的语音通话质量和降噪效果，改善了通信的可靠性和稳定性。
在音频处理领域，声学阵列可以实现音频信号的定位和分离，提供沉浸式音频体验。
此外，声学阵列还广泛应用于声纹识别、声波成像、无人驾驶等领域。
本文将对声学阵列信号处理技术进行详细的介绍和分析。
首先，我们将概述声学阵列信号处理技术的基本原理和工作流程。
接着，我们将详细讨论声学阵列的原理和应用。
最后，我们将对声学阵列信号处理技术进行总结，并展望其未来的发展方向。
通过本文的阅读，读者将能够了解声学阵列信号处理技术的基本概念和原理，以及其在不同领域中的应用和前景。
希望本文能够为相关领域的研究者和工程师提供一些有价值的参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：本文结构如下：第一部分为引言部分，主要对声学阵列信号处理技术进行基本介绍，包括概述、文章结构和目的。
第二部分是正文部分，分为两个小节。
2.1节主要概述了声学阵列信号处理技术的基本概念和原理，从信号采集、传输到处理的整个流程进行详细介绍，包括声学阵列的组成、工作原理以及信号处理算法等内容。
2.2节主要介绍了声学阵列技术的主要应用领域，包括音频信号处理、语音识别、声源定位等。
通过实际案例和应用场景的分析，展示了声学阵列信号处理技术在各个领域的重要性和应用前景。
第三部分为结论部分，总结了本文对声学阵列信号处理技术的概述和应用，强调了声学阵列技术在提高信号处理效果和拓展应用领域方面的优势，并展望了未来发展的方向和挑战。
6-阵列声波
多极阵列声波测井图
单极全波列 偶极全波列
玻璃纤维 套管波
纵波 扰曲横波
斯通利波
多极阵列声波测井的地质应用
» 可提取准确的纵、横波信息，提供杨氏模量、 弹性模量、泊松比等岩石物理参数，预测岩石 强度，岩石破裂压力。 » 利用斯通波幅度衰减导出渗透率，评价有效天 然裂缝及渗透性。 » 利用岩石机械特征参数做井壁稳定性分析。 » 为钻井工程、压裂施工、油气层开采等方面提 供某些有用参数，如岩石强度、地应力、岩石 破裂压力、安全生产压差等所需参数。 » 识别含气层。
斯通利波的变 密度显示
有泥饼时，用 斯通利波传播 特征不能判断 裂缝的有效性
蒲西１井斯通利波衰减特征
DSI的应用
判别地层各向异性(如裂缝走向）、识
别井壁附近的垂直裂缝（可能不与井 眼相交，但压裂后对提高产能有利）
– 在各向异性介质中，不同方向的声速是 不一样的 – DSI有两个正交偶极发射器，向地层沿两 个相垂直的方向定向发射压力脉冲。
地层的非均质性
井眼中的横波分裂
用DSI方位各向 异性来评价高角 度有效裂缝
识别井眼 外的裂缝
上图Ａ层的ＦＭＩ图像
由快横波与FMI 获得的裂缝走向 的对比
DSI的应用
估算地层渗透率
– 渗透性地 层，切变模量下降，斯通利波 时差增大。因此用斯通利波可计算渗透 率。
DSI的应用
分析岩石机械特征
四、偶极横波测井基本原理
偶极子发射器能产生沿井壁传播的挠曲波
挠曲波是一种频散界面波，在低频时，它
以横波速度传播，在高频时，它以低于横 波的速度传播 DSI是通过对挠曲波的测量来计算地层横 波速度的 为确保横波速度的测量精度，偶极发射器 应尽量降低发射频率 通过交叉偶极子的定向性对地层进行各向 异性分析.
测井新技术
184
18
测井技术发展概况及新方法
一、测井技术发展概况 二、多极子阵列声波测井技术 三、成像测井技术 四、核磁共振测井技术
184
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二、多极子阵列声波测井技术
2.1 技术简介 2.2 测井资料的应用
※ 岩性特征分析 ※ 气层划分 ※ 地层各向异性分析 ※ 岩石力学、应力参数计算 ※ 测井资料在储层压裂改造中的应用 ※ 井眼稳定性分析
横波的速度为：
Vs=(μ/ρ)0.5 纵波速度总是大于横波速度， 对于大多数岩石，Vs比Vp小1.6至 2.4倍
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22
斯通利波(Stoneley slowness)，是井内流体中的界面波，是 沿井轴方向传播的流体纵波与井壁地层滑行横波相互作用产生的， 通过仪器外壳和井壁间的泥浆传播，斯通利波对地层的弹性及流体 流动等性质非常敏感，以低频及低衰减的形式传播，其速度低于泥 浆的声速。
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声波在介质界面传播特性
遵循折射定律
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2、多极子阵列声波测井技术
发射器向井内发射声波，由 于泥浆声速V1小于地层声速V2， 所以在井壁上发生声波的反射和 折射。发射器是全方位的发射， 因此必有以临界角方向入射到井 壁上的声波，由此产生沿井壁传 播的滑行波。同时滑行波传播使 井壁附近的地层质点产生振动， 必然引起泥浆质点的振动，在泥 浆中也引起相应的波。
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2、生产问题
①在油田开发过程中，提供油层动态资 料，例如生产井各层的产液和注水井各层的 吸水状况；
②研究油、气井的技术状况，如井径、 井斜、固井质量以及检查水泥封堵效果和检 查压裂效果等；
③研究地层压力，岩石强度和其它一些 问题。
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交叉偶极子阵列声波测井技术介绍(XMAC
正交偶极子阵列声波测井（XMAC-II）(一)、正交偶极子阵列声波测井（XMAC-II）原理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。
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）。
（二）、正交偶极子阵列声波资料的处理偶极子阵列声波测井资料是用eXpress的W A VE模块处理，主要包括地层纵波、横波和斯通利波的提取及其时差计算、岩石物理参数计算、岩石机械特性分析等。
1、地层纵波、横波和斯通利波的提取及慢度分析采用慢度—时间相关STC（Slowness-Time Coherence）技术从MAC全波列中提取地层的纵波、横波及斯通利波，并计算其慢度。
STC采用一种类似地震中使用的相似算法，检测阵列接收器中相关的波至，并估算它们的慢度。
在利用STC技术处理之前要对波形进行滤波，以便消除所有直流偏移和信号频带以外的噪声。
另外，为了得到真实的地层横波，在处理中要包括一个计算前的校正步骤，以便校正挠曲波频散引起的偏差。
校正量取决于声源的声波响应特征、STC滤波器特征、井眼大小和横波慢度。
对硬地层来说这种校正量很小，但对大井眼软地层来说这种校正量可能达到10%。
测井新技术
Vp={(K+1.33μ)/ρ}0.5
纵波速度总是大于横波速度， 对于大多数岩石，Vs比 Vp小1.6至2.4倍
斯通利波(Stoneley slowness)，是井内流体中的
界面波，通过仪器外壳和井壁间的泥浆传播，斯通
利波对地层的弹性及流体流动等性质非常敏感，以 低频及低衰减的形式传播，其速度低于泥浆的声速。
地 层 时 差 提 取 成 果 图
砂 岩
灰 岩
白 云 岩
泥岩段纵横波速度比范围：1.75-2.1
砂砾岩段纵横波速度比范围：1.65-1.8
应用之三：气层识别
地层中的气体使纵波速度降低，但由于横 波不能在气体中传播，故对横波的影响很小， 导致在含气地层中的纵、横波波速比有不同程 度下降，含气饱和度越高，纵横波速度比下降 越明显。多极子阵列声波资料提供了高质量的 纵横波时差，减小了岩性和测量环境的影响， 因此，根据纵横、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。
裂缝发育 井段，变 密度图上 有干涉条 纹
裂缝不发 育井段， 变密度图 上没有干 涉条纹
利用纵、横、斯通利波的幅度衰减直观的 判断裂缝发育带。前提是结合常规资料剔除泥 岩、大井眼的影响，因为泥岩、大井眼同裂缝 一样也不同程度能造成声波的衰减，在经验丰 富的情况下，还可根据声波衰减程度不同定性 的判断裂缝发育类型。
当地层横波速度大于流体声速时（快地层）满足临界折射 条件，可以产生滑行横波并被接收。
在疏松的地层中，横波速度往往小于流体声速（慢地层）， 不能产生临界折射的滑行横波，使得单极声波测井仪就不能探测 到横波，因此丢失了大量的地层信息。
地层横波的重要性
计算岩石力学参数、应力参数
气层分析时，计算纵横波速度比
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快速地层中的单极波传播
快速地层:
接收器
纵波
Vs > Vf
横波
发射器
地层
快速地层中的单极波列
Receiver Array
Monopole Transmitter
慢速地层中的单极波传播
纵 首波 波
慢速地层: Vs < Vf
斯通利波 横波
慢速地层中的单极波列
纵波 3.35 斯通利波波
4.42 1000
体积模量(BMOD) 2 2 3t s 4tc 10 K 1.3410 b 3t 2 t 2 s c 剪切模量(SMOD)
1.3410
10
b
t s2
泊松比(POIS)
1 t s2 2tc2 2 2 2 t s tc
DEPTH (feet)
波分离
56
反射系数的计算
DWVTR
DEPTH
REFL
RWVRT
REFL0
RLAG TIME
57
波分离 成果图
包括直达波的中 心频率、斯通利 波慢度、原始反 射系数、处理过 的反射系数、伽 马曲线、下行波 相对直达波的时 间延迟、以及分 离开的直达波、 下行波、上行波
2、求渗
快横波 = XX cos2q + (XY + YX) sinq cosq + YYsin2q 慢横波 = XX sin2q - (XY + YX) sinq cosq + YYcos2q
处理前的质量控制
波形偏移的线性度 波形和和波谱相关性 X&Y波形的匹配程度
波 形
波 谱
Gamma Ray
0 API 160
识别含气储层
Gassmann Equation:
f: fluid, s: solid matrix, d: dry
(1 Kd / Ks ) K Kd 2 / K f (1 ) / Ks Kd / Ks
2
Water Gas
P-wave velocity
Vp (K 4 /3)/
阵列声波培训计划
时间：四天 内容：
1、阵列声波基础理论、应用及提波技术
2、 岩石力学及泥浆参数计算 3、波场分离及渗透率的计算 4、各向异性分析 5、高分辨率阵列声波
二00九年四月
阵列声波基础理论、应用及提波技术
• • • •
目的:了解阵列声波基础理论及提波技术
目标：了解阵列声波测量原理及仪器和提波方法
接收器偏置 (m)
时间 (微秒)
5000
偶极 (横波) 仪器
板状声源产生的弯曲波在井壁
传播
在低频时 (< 2 kHz) 它以地层
的横波速度传播
8 接收器阵列
弯曲震动的声源波在井中流体
中产生的弯曲只能用对弯曲波 敏感的接收器接收
分隔器
单极发射器 T1 发射器部分 偶极发射器 T3
偶极发射器 T4
y
只考虑井周地层时，R=r, 这时剪切应力σrθ,=0 rR P Pp
q rR ( x y ) P 2 ( x y )cos2q
破裂压力
2 1 2 FP 3 y x PO PP 1 1
P
闭合压力
P min PP ; [ min min( x , y )]
Monopole Transmitter
Snell定律
q V1
1 <
V2
q
2
qc
sin( q1 ) V1 sin( q 2 ) V2
硬(快速)地层
V1 > V2
V1 V1 sin( q c ) q c arcsin V2 V2
q1
q2
软(慢速)地层
θ2 < 90°
( PO PP ) PP 1
通过调节泥浆压力P来控制出砂
q x
p
P 不能太大,防止井眼破裂
r
P FP ; Maximum mud pressure
P 也不能太小,防止出砂
y
P Ps 0 s cos 0 sin PP ; Minimum mud pressure
岩石力学特性基本理论简介
应力与应变
1.应力σ
F 应变
3.模量
杨氏模量(YMOD)
2 2 3 t 4 t 10 b s c E 1.3410 t 2 t 2 t 2 s c s
波形与时窗叠加 拟合残差的比较
S1ISO高: 各向异性估计 的很可靠 S2ISO高: 交叉分量能量高 S1S2高: 快、慢横波方位 稳定
处理时窗
快慢横波分裂 快横波方位 vs. 仪器方位
残差分析
波形与时窗的叠 加
&
各向异性 方位
vs.
快 & 慢横波分裂
仪器方位
各向异性图
包括各向异 性的大小 和方位
裂隙造成的各向异性
在快速地层，各向异性的 大小和裂缝的发育程 度有明显的联系。
应力造成的各向异性
Borehole Breakout and Acoustic Anisotropy
Anisotropy 40 (%)
Acoustic Image
N E S W N
Anisotropy Map
N E S W N
两个发射器，四 个接收器
XMAC资料处理基本流程
SH
纵波时差
DEN 全 波 测 井 数 据 POR 波 速 分 析
岩石力学参数
破裂压力预测
泥浆参数
S波时差
各向异性分析
DEN CAL Stonely时差 波场分离
渗透率
处理之前要了 解本井所使用 的仪器类型和 测量配置。从 曲线头上了解 T-R距和R-R距 以及这个波列 的发射及接收 换能器情况
Receivers
应用过程中的问题
渗透性
采集噪声
井眼变化
波的属性
地层变化
泥饼
要把非渗透性影响 去除
53
解决方法
处理 压制数据中的噪声和散射
模拟 模拟数据没有渗透性时的属性进而与实际数 据比较发现渗透性指示
反演
估算渗透率
54
斯通利波数据
835
925 2 TIME (ms) 6
55
理想泥浆比重
P Ps 0 PP
生产压差
P Pp Ps PP ( rs Pp )
33
岩石特性分析mechprop
选岩石参 数时，这 儿要给砂 岩骨架值 ，如果是 cra处理的 要在下面 一栏里填 组成矿物 的骨架值
泥岩值按本井情况 选取，要选两个值 ，如果本井没有较 纯泥岩，则按邻井 值或地区值选取
XMACF1
DAL
接收系
接收系
接收系
接收系
T2 T3 T4
T2
T2
发射系
T3 T4 T1
发射系
T3 T1
T4
发射系
发射系
T2
T1
T1
16个接收器，一 单一偶相间排列 缺点：波列线性 度较差
区别在于隔声体 8个接收器， 接收器与 T3与T4之间有 XMAC相同， 由橡胶换成刚性 1ft的距离 T3与T4在同一 体，优势是测速 提高，可以在斜 深度 井中使用
Vs /
S-wave velocity, unaffected
峰基比11. 4
正交偶极子的处理及应用
理论方法 原理 处理 质量控制 解释应用
交叉偶极测量原理
横波在各向异 性地层中分裂 成快、慢横波
测量的四种组分: 同向分量: X X, Y Y 交叉分量: X Y, Y X
sandan2006
47
斯通利波估算渗透率
斯通利波（单极）
由井壁引起的压力脉冲
斯通利波
3.35
Stoneley waves displacement
4.42
Source
Formation fluid movement
RECEIVER OFFSET (m)
Stoneley waves travel direction
部分岩性及矿物 砂岩
Wyllie平均时间公式
55.5 43.5 51 53（50-58） 52 46.5
骨架慢度 （us/ft)
纵横波速度比 1.59
t (1 )tma 1.85 t f 石灰岩 47.5
白云岩 花岗岩 玄武岩 硬石膏 方解石 1.75 2 1.82 1.89
动态模量与静态模量
井眼附近的应力
径向, 切向, 和剪切应力
x
p
q rq r
x y R 2 pR 2 x y R4 R2 r 1 1 3 4 4 2 cos 2q 2 r2 r2 2 r r x y R 2 pR 2 x y R4 q 1 1 3 4 cos 2q 2 r2 r2 2 r x y R4 R2 rq 1 3 4 2 2 sin 2q 2 r r
S1IS O S2ISO S1S2
0 1 0 1
FAST WAVE
快横 波
慢横波
180 s/ft 70 500 3500 TIME (s)