偶極橫波遠探測測井技術進展及其應用

高向軍

摘 要：近幾年來，聲波遠探測測井技術作為一門重要的物理的探測石油地球的技術得到了快速的發展。該文闡述了聲波波遠探測測井技術的進展，著重說明了偶極橫波遠探測測井技術的發展。這項技術能夠對井周圍的環境及構造做出有效探測，找出隱藏其中的儲層構造，為探測頁巖氣的儲集層構造提供有力的技術支持。

關鍵詞：偶極橫波 遠探測測井技術 進展及應用

中圖分類號：TE2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0043-02

油氣勘探開發在不斷的深入，測井技術也在不斷地發展，聲波遠探測測井技術作為一種新的測井技術和方法也隨之產生。該技術的應用前景十分廣闊，它能夠顯現出與井相交的地質層構造；對井周圍傾斜地層的裂縫、尖滅和斷層等進行探測；在水平井中可以對油儲邊界進行追蹤；在套管井中可以對井外地質構造進行探測；在測井的過程中還可以為下一步鉆井的走向和位置提供信息。

經過多年的研究，我們對單井反射聲波測井技術在理論、數據處理和成像方法等方面都取得了一定的成果，但依然也存在著不足之處。

1 聲波遠探測測井技術的進展

1.1 單井反射聲波遠探測技術的進展

單井反射聲波測井技術是把井內聲源傳到井外地層輻射聲場，并對井周圍的地質構造反射回的聲場能量進行探測。我國的大多數油氣田都屬于低滲透率、低孔隙度的儲層。該技術填補了常規聲波測井技術在探測深度和分辨率方面的不足，是一項前景十分廣闊的測井技術。

1.2 偶極橫波遠探測測井技術的成像原理

為了對反射體對于輻射聲場的反射進行討論，本文以垂直于反射體平面的波入射面為參考面。在偶極指向處于入射面時，定義入射面內震動的橫波和縱波為SV波和P波；在偶極指向與反射體走向平行時，定義沿此方向震動的橫波為SH波。SH波和SV波位移的表達式，為：

現在用兩組系統來接收這些入射波，包括正交的偶極發射系統及接收系統。一組系統為χ指向，另一組系統為У指向。實際上，接收到的信號就是把射入的位移矢量反射到χ、У方向，從而得到兩個分量：

換句話說就是偶極的探測方法只可以判斷反射體的走向，而不能判斷其傾向。但是，在很多的探測過程中，地質體的走向也是很重要的。

2 實例分析

用聲波進行測井時，有一部分的能量輻射到地層中時會被井周圍的裂隙或地質界面反射，于是井中的探測儀器就會記下反射聲波的信號。雖然這種信號比沿井傳播的要弱很多，但是經過專門的技術處理后還是可以被提取從而獲得井周圍反射體的位形。

2.1 過井裂縫的探測

一系列連續性較好的與井孔斜交的反射體，它們的傾角約為50 °，徑向成像深度約為20 m。通過對裂縫傾角和橫波遠測成像結果的反射體的傾角進行計算，得到的結果表明偶極橫波遠探測成像的反射體就是井壁裂縫的延伸，這就解釋了過井的裂縫橫向延伸的問題。

2.2 井周圍裂縫帶的探測

根據某井的四分量交叉偶極數據與單分量的縱波數據得到的井周圍裂縫帶的成像結果對比分析。其中對四分量交叉偶極數據分別在東西、南北兩個方位實施了遠探測成像處理。

東西方位的成像結果能夠清晰地說明多分量偶極橫波的成像結果是包含方位信息的，這對接下來的定向壓裂以及射孔有著重要的意義和作用。

2.3 探測頁巖地層中的排烴裂縫

聲波遠探測技術可以用來對井外頁巖地層的構造進行探測。結果說明，應沿著與裂縫平面垂直的方向對頁巖儲層進行開采，與排烴裂縫連通從而獲得最大開采率，而確定排烴裂縫的走向則有利于后續開采。

2.4 根據橫波遠探測的反射成像技術來辨別隱藏的儲層

圖四是西部某井在東西、南北兩個方位的橫波遠探測成像結果圖，在最初的常規測井沒有發現油氣儲層，但是從遠探測的成像效果圖中卻可以清楚地看到井周圍20m內有很多的反射體，這些反射體在兩個方位的形態構造都不相同。

3 結語

偶極橫波遠探測測井技術經過多年有了很大的發展，目前已應用許多探測領域，但是仍然存在著不足，我們需要的就是要對現有的技術進行改進和完善，進一步提高測量結果的有效性，使之成為勘探礦產資源、地下油氣的一種可靠的技術。

參考文獻

[1] Bradley T，Patterson D，Tang X M.Applying a Through-casing Acoustic Imaging Technique to Identify Gas Mi-gration Paths in a Salt Body[J].EAGE，2011，29（7）：75-74.

[2] Al Rougha H A B，Sultan A，Haldorsen J，et a1.In?tegration of Microelectrical and Sonic Reflection Ima?ging Around the Borehole-offshore UAE [C].Inter?national Petroleum Technology Conference，Doha，Qa?tar，2005，Nov：21-23.

[3] 唐曉明，魏周拓.利用井中偶極聲源遠場輻射特性的遠探測測井[J].地球物理學報，2012，55（8）：2978-2807.endprint

摘 要：近幾年來，聲波遠探測測井技術作為一門重要的物理的探測石油地球的技術得到了快速的發展。該文闡述了聲波波遠探測測井技術的進展，著重說明了偶極橫波遠探測測井技術的發展。這項技術能夠對井周圍的環境及構造做出有效探測，找出隱藏其中的儲層構造，為探測頁巖氣的儲集層構造提供有力的技術支持。

關鍵詞：偶極橫波 遠探測測井技術 進展及應用

中圖分類號：TE2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0043-02

油氣勘探開發在不斷的深入，測井技術也在不斷地發展，聲波遠探測測井技術作為一種新的測井技術和方法也隨之產生。該技術的應用前景十分廣闊，它能夠顯現出與井相交的地質層構造；對井周圍傾斜地層的裂縫、尖滅和斷層等進行探測；在水平井中可以對油儲邊界進行追蹤；在套管井中可以對井外地質構造進行探測；在測井的過程中還可以為下一步鉆井的走向和位置提供信息。

經過多年的研究，我們對單井反射聲波測井技術在理論、數據處理和成像方法等方面都取得了一定的成果，但依然也存在著不足之處。

1 聲波遠探測測井技術的進展

1.1 單井反射聲波遠探測技術的進展

單井反射聲波測井技術是把井內聲源傳到井外地層輻射聲場，并對井周圍的地質構造反射回的聲場能量進行探測。我國的大多數油氣田都屬于低滲透率、低孔隙度的儲層。該技術填補了常規聲波測井技術在探測深度和分辨率方面的不足，是一項前景十分廣闊的測井技術。

1.2 偶極橫波遠探測測井技術的成像原理

為了對反射體對于輻射聲場的反射進行討論，本文以垂直于反射體平面的波入射面為參考面。在偶極指向處于入射面時，定義入射面內震動的橫波和縱波為SV波和P波；在偶極指向與反射體走向平行時，定義沿此方向震動的橫波為SH波。SH波和SV波位移的表達式，為：

現在用兩組系統來接收這些入射波，包括正交的偶極發射系統及接收系統。一組系統為χ指向，另一組系統為У指向。實際上，接收到的信號就是把射入的位移矢量反射到χ、У方向，從而得到兩個分量：

換句話說就是偶極的探測方法只可以判斷反射體的走向，而不能判斷其傾向。但是，在很多的探測過程中，地質體的走向也是很重要的。

2 實例分析

用聲波進行測井時，有一部分的能量輻射到地層中時會被井周圍的裂隙或地質界面反射，于是井中的探測儀器就會記下反射聲波的信號。雖然這種信號比沿井傳播的要弱很多，但是經過專門的技術處理后還是可以被提取從而獲得井周圍反射體的位形。

2.1 過井裂縫的探測

一系列連續性較好的與井孔斜交的反射體，它們的傾角約為50 °，徑向成像深度約為20 m。通過對裂縫傾角和橫波遠測成像結果的反射體的傾角進行計算，得到的結果表明偶極橫波遠探測成像的反射體就是井壁裂縫的延伸，這就解釋了過井的裂縫橫向延伸的問題。

2.2 井周圍裂縫帶的探測

根據某井的四分量交叉偶極數據與單分量的縱波數據得到的井周圍裂縫帶的成像結果對比分析。其中對四分量交叉偶極數據分別在東西、南北兩個方位實施了遠探測成像處理。

東西方位的成像結果能夠清晰地說明多分量偶極橫波的成像結果是包含方位信息的，這對接下來的定向壓裂以及射孔有著重要的意義和作用。

2.3 探測頁巖地層中的排烴裂縫

聲波遠探測技術可以用來對井外頁巖地層的構造進行探測。結果說明，應沿著與裂縫平面垂直的方向對頁巖儲層進行開采，與排烴裂縫連通從而獲得最大開采率，而確定排烴裂縫的走向則有利于后續開采。

2.4 根據橫波遠探測的反射成像技術來辨別隱藏的儲層

圖四是西部某井在東西、南北兩個方位的橫波遠探測成像結果圖，在最初的常規測井沒有發現油氣儲層，但是從遠探測的成像效果圖中卻可以清楚地看到井周圍20m內有很多的反射體，這些反射體在兩個方位的形態構造都不相同。

3 結語

偶極橫波遠探測測井技術經過多年有了很大的發展，目前已應用許多探測領域，但是仍然存在著不足，我們需要的就是要對現有的技術進行改進和完善，進一步提高測量結果的有效性，使之成為勘探礦產資源、地下油氣的一種可靠的技術。

參考文獻

[1] Bradley T，Patterson D，Tang X M.Applying a Through-casing Acoustic Imaging Technique to Identify Gas Mi-gration Paths in a Salt Body[J].EAGE，2011，29（7）：75-74.

[2] Al Rougha H A B，Sultan A，Haldorsen J，et a1.In?tegration of Microelectrical and Sonic Reflection Ima?ging Around the Borehole-offshore UAE [C].Inter?national Petroleum Technology Conference，Doha，Qa?tar，2005，Nov：21-23.

[3] 唐曉明，魏周拓.利用井中偶極聲源遠場輻射特性的遠探測測井[J].地球物理學報，2012，55（8）：2978-2807.endprint

摘 要：近幾年來，聲波遠探測測井技術作為一門重要的物理的探測石油地球的技術得到了快速的發展。該文闡述了聲波波遠探測測井技術的進展，著重說明了偶極橫波遠探測測井技術的發展。這項技術能夠對井周圍的環境及構造做出有效探測，找出隱藏其中的儲層構造，為探測頁巖氣的儲集層構造提供有力的技術支持。

關鍵詞：偶極橫波 遠探測測井技術 進展及應用

中圖分類號：TE2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0043-02

油氣勘探開發在不斷的深入，測井技術也在不斷地發展，聲波遠探測測井技術作為一種新的測井技術和方法也隨之產生。該技術的應用前景十分廣闊，它能夠顯現出與井相交的地質層構造；對井周圍傾斜地層的裂縫、尖滅和斷層等進行探測；在水平井中可以對油儲邊界進行追蹤；在套管井中可以對井外地質構造進行探測；在測井的過程中還可以為下一步鉆井的走向和位置提供信息。

經過多年的研究，我們對單井反射聲波測井技術在理論、數據處理和成像方法等方面都取得了一定的成果，但依然也存在著不足之處。

1 聲波遠探測測井技術的進展

1.1 單井反射聲波遠探測技術的進展

單井反射聲波測井技術是把井內聲源傳到井外地層輻射聲場，并對井周圍的地質構造反射回的聲場能量進行探測。我國的大多數油氣田都屬于低滲透率、低孔隙度的儲層。該技術填補了常規聲波測井技術在探測深度和分辨率方面的不足，是一項前景十分廣闊的測井技術。

1.2 偶極橫波遠探測測井技術的成像原理

為了對反射體對于輻射聲場的反射進行討論，本文以垂直于反射體平面的波入射面為參考面。在偶極指向處于入射面時，定義入射面內震動的橫波和縱波為SV波和P波；在偶極指向與反射體走向平行時，定義沿此方向震動的橫波為SH波。SH波和SV波位移的表達式，為：

現在用兩組系統來接收這些入射波，包括正交的偶極發射系統及接收系統。一組系統為χ指向，另一組系統為У指向。實際上，接收到的信號就是把射入的位移矢量反射到χ、У方向，從而得到兩個分量：

換句話說就是偶極的探測方法只可以判斷反射體的走向，而不能判斷其傾向。但是，在很多的探測過程中，地質體的走向也是很重要的。

2 實例分析

用聲波進行測井時，有一部分的能量輻射到地層中時會被井周圍的裂隙或地質界面反射，于是井中的探測儀器就會記下反射聲波的信號。雖然這種信號比沿井傳播的要弱很多，但是經過專門的技術處理后還是可以被提取從而獲得井周圍反射體的位形。

2.1 過井裂縫的探測

一系列連續性較好的與井孔斜交的反射體，它們的傾角約為50 °，徑向成像深度約為20 m。通過對裂縫傾角和橫波遠測成像結果的反射體的傾角進行計算，得到的結果表明偶極橫波遠探測成像的反射體就是井壁裂縫的延伸，這就解釋了過井的裂縫橫向延伸的問題。

2.2 井周圍裂縫帶的探測

根據某井的四分量交叉偶極數據與單分量的縱波數據得到的井周圍裂縫帶的成像結果對比分析。其中對四分量交叉偶極數據分別在東西、南北兩個方位實施了遠探測成像處理。

東西方位的成像結果能夠清晰地說明多分量偶極橫波的成像結果是包含方位信息的，這對接下來的定向壓裂以及射孔有著重要的意義和作用。

2.3 探測頁巖地層中的排烴裂縫

聲波遠探測技術可以用來對井外頁巖地層的構造進行探測。結果說明，應沿著與裂縫平面垂直的方向對頁巖儲層進行開采，與排烴裂縫連通從而獲得最大開采率，而確定排烴裂縫的走向則有利于后續開采。

2.4 根據橫波遠探測的反射成像技術來辨別隱藏的儲層

圖四是西部某井在東西、南北兩個方位的橫波遠探測成像結果圖，在最初的常規測井沒有發現油氣儲層，但是從遠探測的成像效果圖中卻可以清楚地看到井周圍20m內有很多的反射體，這些反射體在兩個方位的形態構造都不相同。

3 結語

偶極橫波遠探測測井技術經過多年有了很大的發展，目前已應用許多探測領域，但是仍然存在著不足，我們需要的就是要對現有的技術進行改進和完善，進一步提高測量結果的有效性，使之成為勘探礦產資源、地下油氣的一種可靠的技術。

參考文獻

[1] Bradley T，Patterson D，Tang X M.Applying a Through-casing Acoustic Imaging Technique to Identify Gas Mi-gration Paths in a Salt Body[J].EAGE，2011，29（7）：75-74.

[2] Al Rougha H A B，Sultan A，Haldorsen J，et a1.In?tegration of Microelectrical and Sonic Reflection Ima?ging Around the Borehole-offshore UAE [C].Inter?national Petroleum Technology Conference，Doha，Qa?tar，2005，Nov：21-23.

[3] 唐曉明，魏周拓.利用井中偶極聲源遠場輻射特性的遠探測測井[J].地球物理學報，2012，55（8）：2978-2807.endprint