阵列声波的精细解释与工程应用

我们共预测 了五种压差 ， 每步的压力差为 １ ７ ｐ 。该 ．Ｍａ ３ 井 段 最 小 破 裂 压 力 为 ６ ． Ｍｐ ， 均 破 裂 压 力 ３９ ａ 平 ７ ７ ． ｐ （ 际施 工 压力 为 ７ Ｍ ａ 如 图 ６ ， ３８ Ｍ ａ实 ２ ４ ｐ， ）每增 加
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３ 结 论
（） １高分辨率声波处理技术可 以提高阵列声波
的纵 向分 辨率 、 提高 计 算声 波 慢度 的精度 ， 识别 ０ ． ２
米左右 的薄层， 经过与薄层 电阻率及成像资料 的对
图 ５ 压 裂预 测 成 果 图
比， 证实这种方法是可靠 的， 在薄互层砂泥岩的储层 评 价 中有很 广 阔的应用 前景 。
种提高声波慢度分辨率的处理技术 以及该技术
的应 用 。本 文 还 介 绍 了利 用 阵列 声 波 进 行 压 裂 施
工预 测 。
阵 列声 波 测 井 引进 十 几 年来 ， 一些 常规 方 法 如
岩石力学参数计算 、斯通利波识别裂缝有效性等 已经取得 了较好 的使用效果 ，但是 随着各个油 田 勘探开发程度 的提高 ，勘探 开发 的方 向也从寻找 整 装 油 藏 、厚 储 层 开 始 转 向 隐蔽 型 储 层 、薄互 层
王海云 ， ： 等 阵列声 波的精细解释与工程应用
５ ５
增加到第五步时 ， 裂缝上部延伸到４ ９ｍ 下部延伸 ０８ ， 到 ４５ ｍ １２ 。施工单位要掌握好压力的选择 ， 把握好 压裂高度（ 即裂缝延伸长度） 否则把下面的水层压 ， 开引起 串槽 。压开后要依据本段的最小闭合压力为 ６． Ｍ ａ ３ ３ ｐ 的力来 加支撑剂 ， ８ 以免压裂缝闭合 ， 响 影 产能 。
２ １ 年第 １ ０２ 期 总第 １７ ８ 期
国 外 测 井 技 术
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・
开发应 用 ・
阵列声波 的精细解释 与工程应 用
土 海 王海云 张 辉 张辉
收器 间距 的距离 （ 般 是 ０ 英 尺 ） 一 ． ５ 后重 复 进行 信 号
了 ，我们研究 了国内外声学在 阵列声波方面的最 新 研 究成 果 ，结 合 辽 河 测井 的实 际研 究 情 况介 绍
的采集和记录 ， 而可以对这些重复数据按不同跨 从 度进行再组合 、 叠加。这些子 阵列 的跨度从 ３ 英 ． ５
出来 的纵 波慢 度 ， 色实 线就 是 接收 器计 算 出来 的 黑
而粉色的高分辨率阵列声 波数据 由于分辨出薄砂 层 ， 泥岩 夹层 的数 据剔 除 后 ， 把 向右 下 方继 续偏 移 ， 含气 指示更 加 明显 。
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数 据 组合 示 意 图
波 速 度 比大 多 在 １ ． ８以下 ， 是 明 显 的含 气 指 示 。 这
图２ 是计算的高分辨率声波慢度 的实例 ， 图中 第一道是 自然伽马和井径曲线 ， 第二道是微 电阻率 扫描 成像 ， 成像 图中可 以直 观 地 了解 地 层 的地 质 从 特征 ； 第三、 五道 中蓝色实线是这 口井 的薄层 电 四、 阻率 曲线 ， 红色的长虚线是阵列声波常规方法提取
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图 ４高分辨率声波在识别薄气层 中的应用
２ 阵列 声 波在 工程 压 裂 中的应 用
数对 压 裂 施 工设 计 具 有 较 高 的参 考 价值 。有 了这 些参 数 ， 选择 压 裂 井 段 时 ， 可 以较好 地 考 虑 设 在 就 这 几 个 参 数 对 压 裂 施 工 设 计 具 有 较 高 的 参 考 价 值 。有 了这 些参 数 ， 选 择压 裂 井 段 时 ， 可 以较 在 就
社 ．０ ６３ ８ ３ １ ２０ ：８ － ９ ．
［ 唐 晓明、 ２ ］ 郑传汉著， 赵晓敏 译 ， 定量测井声学 ， 北京 ： 油工 石
图 ６ 施 工压 力 曲线
业 出版 社 ． ０ ４ １ １ －５ ． ２ ０ ．２： ７ ０
・
企 业风 采 ・
２ １ 年度 国家科学技术奖励大会 隆重召开 ０ １
度， 利用波形匹配或反演方法估算子阵列跨度上的
慢度 （ 图 ｌ 如 所示） 。
图 ３ 图 ４ 高分 辨率 阵列声 波 在识 别 薄气 层 和 是
中的应 用 ， ４ １６ ． １７ 米之 间 的两个 层试 油 图 中 ９ ２４ ９ ５ —
证 实 为纯 水层 ，７６ １４ ．米 和 １６— ７８ 是 三 １４— ７７６ ７ ０ １６ 米 个 试油 证实 的气 层 ， 日产气 ４９ 方 。 图 ３ 两套 层 ．万 这 的纵 、 波速 度 比与 纵 波 时差 所 做 的交会 图 ， 色 横 粉 的点子 是 高分 辨率 阵列声 波数 据 ， 色 的点子 是 常 蓝 规 阵 列 声波 数 据 ， 图 ３ 中可 以看 到 ， 从 ａ 两者 基 本 重
储 层 。在进 行 这 些 地层 的评 价 时 ，经 常 要 定量 计
１ 高分辨率阵列声波处理技术 的介绍
搜 用
该 技术 基 本 原 理 是 采 用 一 种 具 有 相 同跨 度 的
算薄 、夹层 的声学性质及判 断其岩性 ，而阵列声 波常规处理 的声波分别率一般是 ３ 英尺 ，而比这 ． ５ 个 尺 度小 的薄 层 就 分 辨不 出来 ，以至 于 这 些层 的 地 质 特征 往 往 被 人 们 忽视 。所 以仅 用 常 规 声 波处
理 已 经不 能 适 应 现 在 的油 田勘 探 开 发 的 地 质需 求
子阵列数据叠加 的方法 。在每个子 阵列所跨越的 深度 段 内 ， 都有 多 组子 阵列 数 据 与之重 叠 。在 某 一 个特定的深度上测井仪器 内声源所发出的声波 ， 接 收器 阵 列将 记 录波 形信 号 ， 井仪 器在 经 过一 个 接 测
应 用 ｅ ｐｅｓ 理平 台 中的压力 预测程 序 ， 时 Ｘ ｒｓ处 同
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结合岩石力学参数和密度 、 隙度、 孔 泥质含量 ， 我们 可 以得 到 闭合 压 力 梯 度 和 破 裂 压 力 梯 度 、 合 压 闭 力 、 孔 段 的最 小 闭合 压 力 、 裂 压 力 。这 几 个 参 射 破
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Βιβλιοθήκη Baidu拟厦 差（ ／ｔ ｉ时 ｕ ｆ） ￣
纵波时差 ｆ ／ｔ ｕ ｆ） ｇ
图 ３ 经 试 油 证 实 为 水层 的层 图 ３ 经 试 油 证 实为 水 层 的层 ａ ｂ
个 压 力 差 值 压裂 缝 就 会 相 应 的 扩 展 。当压 力 差
２ １ 年第 １ ０２ 期
（ ） 用压 裂 预 测方 法 ， 以指 导 压裂 施 工 ， ２利 可 为
压裂施工提供需要 的各压力参数 ， 完善压裂施工方
案 ， 而有力 的保证 储层 的合理 高效 开发 。 从
参考 文献 ：
［ ４－ 乔得 新 ， 河测井优秀论文 集， １ －东、 １ｆ ｉ 辽 北京 ： 石油工业 出版
层， 同时又 不使 上 下地 层破 裂 。在 辽 河 油 田实施 的 几 口井 中 ， 裂 高度 以及 破 裂压 力预 测 较 为 准 压 确 ， 日后 压裂施 工方案 的制 定提 供 有 力保 障。 为
关键词： 高分辨率阵列声波 ； 薄层 ； 压裂预测； 破裂压力
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高分辨率声波 ， 绿色实线是发射器计算 出来的高分 辨 率 声 波 ； 六 道 蓝 色 实线 是 质 量监 控 曲线 ， 条 第 这 曲线越接近于 １说 明计算 出来 的高分辨率声波越 ， 可靠 。从这张图上我们可以看出高分辨率声波质 量监控 曲线大多接近 １这说 明计算的质量很好 ， ， 而 且高分辨率声波与薄层电阻率 曲线对应关系很好 ， 成像 图中的地层 变化特征与高分辨率声波吻合得 相当好 ， 明了薄层分析得到这个声波高分辨率是 说 很 可靠 的 ， 这种 方法对 薄层 的评价很 有用处 。
收 器 阵 列将 记 录 波形 信 号 ， 井仪 器在 经过 一 个接 收 器 间距 的距 离后 重 复进 行信 号 的采 集 和记 测
录 ， 而可 以对这 些重 复数据 按 不 同跨 度进 行 再组合 、 从 叠加 。对 于一 个选 定的子 阵列配 置或跨 度 ，
利用波形匹配或反演方法估算子阵列跨度上的慢度。该技 术在薄层尤其是薄层 气层 中取得 了良 好的应用效果。应用ｅ ｐｅ 处理平台中的压力预测程序 ， Ｘ ｒｓ ｓ 同时结合岩石力学参数和密度、 孔隙度、
。
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图 ２高分辨率声波慢度对 比图
好 地 考 虑 设 计 压裂 井 段 上 、 围岩 的破 裂 压 力 ， 下 选 择合 适 的压裂 压 力及 保证 能 较好 地 改造 油层 ， 时 同
・ 规阵列 常 声波
＿高 分辨率 声渡
又不使 上下地 层破裂 。
图 ５ 斤 ， 压裂施工层段 为 ４ ０ ．— １ ４９ 示 谚讲 Ｅ １ ５６ ４ ４ ．ｍ，
中 国石 油 ９ 成 果 荣 获 国家 科 技奖 项
Ｐ Ｎ ２ １ 日， １年度国家科学技术奖励大会在北京隆重召开。在本次大会上 ， Ｂ讯 月 ４ ２ １ ０ 共有 １ 个化学化 ２ 工类项 目摘得国家 自 然科学奖，４ １个项 目获得国家技术发明奖 ， 个化工类项 目获得国家科技进步奖。 ３ ４ 中国石油共有９ 项成果获得 ２ １ 年度国家科技奖。其中，特殊环境下复杂类型油气田规模 高效开发关 ０１ “ 键技术” 环烷基稠油生产高端产品技术研究开发与工业化应用” 和“ 荣获 国家科技进步一等奖。前者 由中国
中油长城 钻探 测 井公 司
摘要 ： 随着油田勘探 、 开发程度 的提高， 勘探开发逐步转向隐蔽性储层或薄层 ， 因此 薄层识别就变
得非常重要 ； 本文介绍了一种提 高声波慢度分辨率的处理技术一高分辨率声阵列处理率技 术和该
技术在识别确定薄层气层的应用， 以及如何利用声波阵列数据进行压裂预测。高分辨率阵列声波 处理 技 术基本 原理 是采 用一 种具 有相 同跨度 的子 阵列数 据 叠加 的方 法 ， 每 个子 阵列所跨 越 的深 在 度段 内， 有 多组 子 阵列数 据 与之 重 叠 。在 某一 个 特 定的 深度 上 测 井仪 器 内声 源发 出的声 波 ， 都 接
泥质含 量 ， 我们 可 以得 到 闭合 压 力梯度 ， 裂 压 力梯度 、 破 闭合 压 力、 孔段 的 最 小闭合 压 力、 裂压 射 破
力。这几个参数对压裂施工设计具有较 高的参考价值 。有 了这些参数 ， 在选择压裂井段时， 就可 以较 好地 考虑 设计 压 裂井段 上 、 围岩的破 裂 压力 ， 下 选择 合适 的压 裂压 力 ， 既保证 能 较好 地 改造 油
合， 没有什么区别 ， 位置偏左上方 ， 而图 ３ 是经试油 ｂ 证 实为 气层 的点 子 ， 以看 到 在两 图刻 度一 致 的前 可
提 下 ， 层 的点 子 明显 向右 下 方 移 动 ， 就 是 纵 波 气 也 时差 变 大 ， 、 波 速 度 比变小 的方 向偏 移 ， 、 纵 横 纵 横
尺 到 ０ 英 尺 。对 于 一 个 选 定 的 子 阵 列 配 置 或 跨 ． ５
作者简介 ： 王海云 （９ １ ） 男，０ ４ 毕业于成都理 工大学勘 查技术与工程专 业 ， １８ － ， ２０ 年 本科 、 工程 师， 现从事 测井资料 解释与研 究
工作。
国 外 测 井 技 术
２１年 ２ ０２ 月