应用声波测井仪对苏里格地区岩石可钻性分级

嚣 射 ●
１ 声波时差与岩石力学性质 间的关系
１１ ． 声波测 井原 理
图 １补偿声波测井仪示意图
将 一 受控 声波 振 源 放 入 井 中 ，声源 发 出 的声 波 引起 周 围质 点 的 振动 ，在 地 层 中产 生体 波 即纵 波和 横 波 ，在 井 壁 一 钻 井 液 界 面 上产 生诱 导 的界 面 波 即伪 瑞 利波 和 斯通 莱 波 。这 些波 作 为地 层 信 息 的载 体 ，被井 下 接 受器 接 受 ， 送 至地 面 记 录 下
［ 要］ 本文分析研 究 了测井资料与岩石硬度 、强度 及其可钻性 的关系；现场实时钻 井钻速与声波 时差的关 系，分析 结果 摘 表 明声波时差 Байду номын сангаас的岩石可钻性级值 明显 高于声波时差小的岩石 的可钻 性级值 ，机械 钻速也随声波时差的 变化 而变化。文章 对鄂 尔多斯 盆地 苏里格地 区现场 测井资料 进行 了 计分析 ，对计算岩石可钻 性的数 学模 型进行 了修正 ，并与岩芯 实测岩石 统
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３ 一 ■ 技术交流 ２
．
２ 化 设备 石 与 工 ０ 油
１ 年第１ 卷 ０ ３
应用声波测井仪对苏里格地区岩石可钻性分级
刘新 田 ，李泰武 ，钟吉彬 ，汤宏平
（． １ 中国石油大学 （ 华东）地球 资源与信息学院 ， 山东 东营２ ７ ６ ） ５０ １ （． ２长庆油 田勘探开发研究院低渗透油气田勘探开发 国家工程实验室 ， 陕西 安７ ０ １ ） １ ０ ８ （． ３中国石油测井长庆 事业部 ， 陕西 西安 ７ ０ ２ ） １０ １
传 统 的 岩 石 可 钻 性 分 级 是 用 岩 芯 做 力 学 性 质 、 实钻 速 度 、微 钻 速度 或 碎 岩 比功 等 四种 试 验 来进 行 。用 岩 芯 做试 验 是直 接 的方 法 ，可 靠 性 比 较 高 ，但 是 ，取 岩 芯 不仅 费 用 高 ，而 且 不可 能连 续取芯 ，实现 起来 难度 较大 。
来 ，就 是 声波 测 井 。接 受 器 、 声源 统 称 为 声 系 ， 根 据 声 系 排列 尺 寸 的不 同 ，声 波 测井 仪 可 分 为 补 偿 测井 仪 （ ＨＣ）、长源 距 声波测 井仪 （ Ｓ ）和 Ｂ ＬＳ 阵列 声 波测 井 仪 。声 波 在 井 内地 层 中传 播 由于地 层 岩 石 成 分 、结 构 、 孔 隙 中流 体 成 分 的变 化 ，其 波速 、 幅度 甚 至 频 率 都会 发 生变 化 。只 记录 声波 速度 变 化 的称 为 声速测 井 （ ＡＣ），记录 声 幅变 化 的称 为 声幅 测 井 。声 波速 度 测 井 中短源 声系 仅 记 录纵 波 （ 即首 波 ）传 播 时差 ，长 源距 声系 可 记 录 纵 波 、横 波 、伪瑞 利 波 、斯 通 莱 波 等 各种 波 列 的 传 播 时差 ，所 以又 称 全 波 声 波 测 井 ，而 阵列 声 波 仪 由于 声 系 复杂 既 可记 录 纵 波 声速 ，又 可 记 录全 波 列声速 ，还 可记 录声 幅 。
些 学 者 在 研 究 岩 石 力 学 时 ，发 现 声 波 测 井 （ 波 时 差 ）、密 度 测 井 与 岩 石 的 岩性 、弹 性 模 纵
一
接 牧 羹
量 有 着 密 切 关 系 ，利 用 测 井 资料 研 究岩 石 力 学 给 岩 石 可 钻 性 分级 。另 外 电阻 率测 井 、 中子 测 井 、 自然 咖 玛 、 自然 电位 测 井 也 与岩 石 可 钻 性 有 着 间 接 的关系 。
一 ３一 ３
井 仪 ，声 系 如 图 １ 示 ， 由 两 个 压 电 陶 瓷 发 射 器 所 （ 声源 ）Ｔ 、Ｔ 和 两 个 压 电陶 瓷 接 收 器 Ｒ１ １ ２ 、Ｒ２ 组成 。Ｔ１ 到Ｒ１ 的间距 称 为源 距 。Ｔｌ ２ 、Ｔ 轮流 发 射 声波 ；Ｔ１ 射后 ，Ｒ１ ２ 发 和Ｒ 分别 接 收 并经 首波 到 时 检 测 ，得 到纵 波 到 时ｔ１ ｔ１ ｌ 和 ２ 。在 图１ ，发 自Ｔ１ 中 的声 波 ，到达 Ｒ１ Ｒ 的传 播 路 径 分别 为 ＡＢ 和 和 ２ ＣＥ ＡＢ Ｆ Ｄ ，旅行 时间 （ 时 ）分 别为 ： 到
岩 石 可钻 性 表 达 的是 岩 石 硬度 及岩 石 抗 压 强 度 ，在 钻 井 过 程 中的体 现 就 是 岩 石 破 碎 的难 易 程 度 ，岩 石 可 钻 性 是钻 井 工 程 进 行 钻 头选 型 的重 要 依据 。
岩 石 硬 度 是 岩 石 表 面 对 工 具 压 入 的 反 抗 特 性 。衡 量单位 是Ｐ 或ＭＰ 。 ａ ａ 岩 石 抗 压 强 度 是 岩 石整 块 抗 破 碎 的阻 力 ， 根 据 理 论 分 析 ，岩 石 抗 压 入 硬度 为 单 向抗 压 强度 的 （＋ １ ２ｎ）倍 。试 验 表 明 ，压 入 硬 度 与 单 向抗压 强 度之 比在５ ０ 间。 ～２ 之
１ ． 偿声 波测井 仪器 的基 本 原理 ２补 目前 测 井 主 要 应 用 的 双 发 双 收 补 偿 声 波 测
作者简 介：刘新田 （ ７＿），男， １ ０＿ ９ 陕西西安人，在读研究生，测
井工程师， 从事现场测井和测井资料解释工作。
第５ 期
刘新 田等
应用声波测井仪对苏里格地 区岩石可钻性分级
可 钻 性 进 行 了对 比 分析 ，结 果误 差 在 ６ 左 右 。 ％
［ 关键 词】声波测井；可钻性分级；钻速 ；数 学模型
声 波 测 井 是 目前 最 常用 的岩 性 、 孑 隙度 测 井 Ｌ 方 法 之 一 ，应 用 在 不 同 钻压 下建 立 声 波 时 差与 钻 速模 型 ，对钻井 工程 与钻 头选取 提供 支持 。