阵列声波

接
数量
收 带宽(kHz)
器 间距(ft)
最小源距(ft)
最大源距(ft)
垂向分辨率
(ft)
适用井径范围
(in)
仪器外径(in)
wk.baidu.com
最大承温
(°F)
最大承压(psi)
仪器重量(lb)
仪器长度(ft)
交叉多极阵列声波测井仪 XMAC
2(单极) ,2(偶极)
2.5(单极),1.0(偶极) 8(单极),8(偶极)
MAC仪器将一个单极阵列和一个偶极阵 列组合在一起，可在一次测井在所有地层 (包括DAC无法测到横波的慢速地层)井段 采集到全套的纵波和横波数据。
仪器技术性能指标
性能指标
数量
中心频率
发
( kHz)
射 器
带宽( kHz)
间距( f t )
接
数量
收 带宽( kHz)
器 间距( f t )
最小源距( f t )
锦州20－2－MS8井
纵波时差随深度变化关系图
泥岩 线
超 压 层 段
5.5 预测地层采油出砂
传统方法
1．出砂指数
B＝K＋ 4 G 3
评价标准 （106 PSI）
B≥3
不出砂
2≤B< 3
少量出砂
B<2
大量出砂
2．斯仑贝谢比 （1012 PSI）
评价标准
R=G/Cb
R > 0.8
不出砂
R < 0.8
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
XMAC
XMACⅡ仪器的优点
• 偶极子频率响应低(<400HZ),有助于测 量垮塌的慢速地层 • 16位模数转换器的动态范围大增 • X和Y偶极发射器在同一位置,可通过8个 4-分量交叉偶极测量地层各向异性
XMAC仪器的技术性能指标
性能指标
数量
发 射 器
中心频率 (kHz)
带宽(kHz)
间距(ft)
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
40. 38
多极阵列声波测井仪 MAC
2( 单极) , 2( 偶极)
8 ( 单极) , 1-3 ( 偶极)
X Receiver
Fast
X Source q
Fast
Slow
Y Receiver
交叉偶极测井 记录4组数据:
两组同向数 (XX,YY) 两组垂向数 (XY,YX)
Slow
Y Source
4分量交叉偶极测井资料
XX
XY
YY
YX
Depth (ft)
1060 1110 1160 1210
三 . 阵列声波 测井资料质量控制
DAC仪器的优点
• 有12个接收器, 记录数据量是双发双收声波测井 的3倍
• 12位模数转换器使动态范围增加了15倍, 可以分 辨纵波而不会使斯通利波饱和
• DAC发射器的中心工作频率为9KHZ,比传统的 声波仪器的中心工作频率(20KHZ)低,较低的频率 增强了激发斯通利波的能力
• 现场工程师可选择12个接收器的任何组合，用 户可选每个波列的采样数和采样率。
计算的纵波、横波、斯通利波传播时间与波形图重叠显示图
五 . 阵列声波测井资料的应用
1、确定岩石力学特性参数 2、识别地层流体特性 3、缝洞性储层评价 4、超压层的声波响应 5、预测地层采油出砂 6、预测地层压裂后裂缝高度 7、估算地层渗透率 8、分析井眼稳定性 9、评价地层的各向异性 10、在油气层横向追踪中的应用
行,允许误差范围为57±2微秒/英尺(187± 7微 秒/米)。 记录的首波要清晰，且全波列数据的振幅不能 出现饱和现象。对于单极记录方式，波形的记 录长度一般不应小于4000微秒,特殊情况可按 用户要求选择。 每次测井要记录8组波形，以便更好地进行相 关对比，提取准确的纵波、横波和斯通利波速 度。 仪器保持居中(加合适的扶正器)，以免记录到 的信息不能反映真实的地层情况。
最大源距( f t )
垂向分辨率 (ft)
适用井径范围 ( i n)
仪器外径( i n) 最大承温 ( ° F)
最大承压( psi ) 仪器重量( l b) 仪器长度( f t )
长源距声波测 井仪
2( 单极) 20
16 2( 单极)
2. 0 7. 0
9
2
4. 5-21 3. 88 400 20000 418. 5 25. 33
2-15( 单极) 1-3( 偶极) 2. 5( 单极) , 1. 0( 偶极) 8( 单极) , 8( 偶极) 1-20( 单极) 0. 5-5( 偶极) 0. 5( 单极) , 0. 5( 偶极) 8. 0( 单极) , 8. 5( 偶极) 14. 0( 单极) 13. 0( 偶极) 3. 5 ( Sembl ance 处理) 0. 5 ( 首至检测)
数字阵列声波（DAC） 在慢速地层中记录的典型波形
Stoneley Wave (Monopole Tool)
P
P
Source
Stoneley Wave
Receiver
斯通利波又称管波， 它是在井内流体与 井壁地层之间传播 的一种流体导波， 在全波列中具有频 率低、幅度大等特 点，其速度比纵波 和横波低，且略低 于井内流体声波速 度，其衰减不仅与 地层的固有衰减有 关，还与井壁地层 的渗透性有密切关 系。
4. 5-21
3. 625
400
20000 701 36. 0
单极子、偶极子换能器的形状
单极接收器元件
偶极接收器元件
挠曲波示意
偶 极 声 波 波 列 图
文昌9－1－2井偶极波形图
单极子与偶极子声源传播路径
交 叉 偶 极 阵 列 声 波 测 井 （ ）
XMAC仪器发射器结构 XMAC仪器接收器结构
图头数据填写齐全、准确，备注栏中应注明所用的发 射器与接收器之间的间距。 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。 回放测速、张力等曲线,以便检查测井过程中的情况。 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
文昌9－1－2井
相关峰值与时差曲线重叠显示图
用声波处理软件包提取的纵波、横波、斯通利波时差
第1道： 自然伽玛、井径、钻头直径 第2道： 纵波、横波、斯通利波时差 第3道： 全波列变密度图
从阵列声波测井资料提取的 纵波、横波、斯通利波幅度及其衰减
BZ25-1-9井偶极方式提取的相关峰值与时差曲线重叠显示图
阵列声波测井仪器可记录12组波形。每次测井至少要 记录8组波形，以便更好地进行相关对比，提取准确的 纵波、横波和斯通利波速度。
仪器保持居中(加合适的扶正器)，以免记录到的信息不 能反映真实的地层情况。
多极阵列声波测井(MAC)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；
仪器测前检查
仪器测前刻度是在管外无水泥的套管中进行,允许 误差范围为57±2微秒/英尺(187± 7微秒/米)。
时差数值不能小于40微秒/英尺(131微秒/米)。
记录的首波要清晰，且全波列数据的振幅不能出现饱 和现象，波形的记录长度一般不应小于4000微秒，特 殊情况可按用户要求选择，以便记录到纵波、横波、 斯通利波等各波组分。
单极子声源在井眼中激发声场，产生沿井壁传播的斯通利波
文昌9－1－2井单极波形图
多极阵列声波测井仪(MAC)的技术特性
MAC仪器的主要优势
MAC仪器偶极发射器的中心频率很低， 为1－3KHZ，挠曲波以地层横波速度传播， 可通过测量挠曲波的速度来测量地层的横 波速度,因此,可测量横波速度很慢的地层。
每次测量必须重复测量50米，以检查仪器的稳定性、 重复性。时差读值的误差范围为±1%。 测量速度规定
若仅采集 △T，测速容限值为18米/分(60英尺/分)， 若采集波列，测速容限值为11米/分(35英尺/分)。 当遇到气侵泥浆、不规则井眼、裂缝发育地层等情况， 应降低测速
数字阵列声波测井(DAC)质量验收标准
每次测量必须重复测量50米，以检查仪器的稳定 性、重复性。
若测量横波，误差范围为±2.5 微秒/英尺 若测量纵波, 误差范围为±1 微秒/英尺 测量速度规定 最大测量速度为9米/分(30英尺/分)。若井眼条件 差，要求降低测井速度。
多极阵列声波测井(MAC)质量验收标准
仪器测前检查 仪器测前刻度是在管外无水泥的套管中进
0.5 8.5(单极),9.25(偶极) 14.5(单极),13.75(偶极) 3.5 (Semblance 处理)
0.5 (首至检测) 4.5-17.5 3.88
400(2hours),350(8hours) 20,000
交叉多极阵列声波测井仪 XMACⅡ
2(单极),2(偶极)
3.5(单极),0(偶极) 8(单极),8(偶极)
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
四 . 阵列声波信息提取
阵 列 声 波 测 井 资 料 的 处 理 流 程 图
数据输入 波列回放 质量检查 频谱分析 滤波处理 相关分析
时差拾取
到时计算
幅度分析
衰减分析
岩石力学参数计算
渗透率计算
水压裂缝高度预测
出砂分析
井眼稳定性分析
相关分析程序的图形用户界面
相关分析处理结果
原始波形图和计算的纵波到时 相关系数和提取的纵波时差
出砂
※ 传统方法的不足
定性、纯经验性
1-20(单极) 0.5-5(偶极) 0.5(单极),0.5(偶极) 8.5(单极),10.25(偶极) 15.5(单极), 13.75(偶极) 3.5 (Semblance 处理) 1.0 (首至检测)
4.5-17.5
3.88
350
20,000 780
37ft.5.64in.
各向异性地层中的交叉偶极声波测井
一、ATLAS声波测井仪的发展
• 1603短源距双发双收测井 • 1604长源距双发双收测井 • 1670数字阵列声波测井（DAC） • 1668多极阵列声波测井（MAC） • 1678交叉多极阵列声波测井(XMAC) • 1678交叉多极阵列声波测井(XMAC Ⅱ)
二、阵列声波测井 仪器简介
数字阵列声波测井(DAC)技术特性
阵列声波测井
Digital Array Acoustilog(DAC) Multipole Array Acoustilog(MAC) Cross Multipole Array Acoustilog(XMAC)
中国海洋石油测井公司
主要内容
一、声波仪器的发展 二、阵列声波测井简介 三、阵列声波测井资料质量控制 四、阵列声波信息提取 五、声波测井资料的应用
5.1
计 • 泊松比（υ）
算 岩
• 杨氏模量(E)
石 • 剪切模量(μ)
力
学 • 拉梅系数(λ)
特 性
• 有效应力系数（α）
参 • 岩石内摩擦角()和固有剪切强度（S0）
数
丽水36－1－2井
地层声波时差和岩石力学特性参数
5.2 识别地层流体特性
含水砂岩
泥岩线
气水分界
原理：地层中含气饱和度的增加造成 Vp的下降，同时引起Vs的少量增加。 前提：横波时差大于130微秒/英尺。
气 水
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
BZ25－1－9井1543-1574米井段
横波时差与纵横比值交会图
VP/VS
含水砂岩 气水分界
1543-1549米 1564-1574米
DTS (us/ft)
孔隙度和岩石类型的纵波与纵横比交会图
利用流体压缩系数可判别流体性质
BZ25-1-9井
力学参数在气层中的响应特征
BZ25－1－9井
声波幅度在气、水层段的响应特征