現代聲波測井技術應用研究

方 磊

（中石化華北石油工程有限公司測井分公司，河南新鄉 453000）

現代聲波測井技術應用研究

方 磊

（中石化華北石油工程有限公司測井分公司，河南新鄉 453000）

隨著我國石油探明儲量的不斷減少，提高測井技術已成為石油探勘工作的研究重點，聲波測井是一種利用聲速傳播、聲音振動特點等內容實現油井探測的技術，目前已在石油探測工作中得到廣泛應用。

現代聲波測井技術；油田；帶井眼補償

1 現代聲波測井技術概述

從聲學角度分析，聲波測井技術實際上是一種沖液井孔波導問題，具體來說就是利用聲波獲得井孔內各種波動參數信息用以判斷井下情況的方法[1]。比如地層巖石的密度、地層張力、單軸抗壓強度、空隙壓力、地層主應力、坍塌壓力、破裂壓力等，為井孔產能以及儲層的評估評估提供數據依據。而且隨著社會的發展、科技的進步，聲波測井技術也不斷的發展，其發展主要有4個特點：一是多源探測模式朝組合化模式發展，聲波測井由傳統單一的單極子聲源測井轉換為多極子聲源聲波測井，不僅綜合了傳統聲波測井方式的優點，還結合測井需求進行改善；二是探測器數目朝陣列化發展，有效提升了探測信息的分辨率；三是輻射方位朝可控化方向發展，使聲波的發射與各方向的輻射均得到有效的控制，四是信號采集朝數字化方向發展，提高了信號采集的效率。目前我國采用的聲波測井技術類型有3種，分別是帶井眼補償聲波測井技術、單極聲波測井技術與多極聲波測井技術，其中單極聲波測井技術是指采用對稱生源（單極子聲源）于單極子接收技術展開井下測試的聲波測井方式；多極聲波測井技術包含四極子聲源和偶極子生源的用于與井下測試的非對稱生源聲波測井方法。

2 帶井眼補償聲波測井技術

2.1 帶井眼補償聲波測井技術原理

因為單發雙收的井眼補償系統容易受到井眼的影響而產生嚴重誤差，因此在聲波測井中通常使用雙收雙發井眼補償聲系，雙收雙發補償聲系的作用原理圖如圖1所示。

圖1 雙收雙發補償聲系示意圖

其中T1、T2表示接收器，R1、R2表示沿井壁傳播聲波的時差，T1ACR1和T1ACR2則表示上發射聲系聲波沿著井壁傳播的路徑，同理T2DER1與T2DER2表示下發射聲系的傳播路徑。

2.2 帶井眼補償聲波測井技術的應用

帶井眼補償聲波測井技術是目前使用最為廣泛的現代聲波測井技術，利用聲波速度進行油井的探測。這種測井方法主要應用在以下方面：第一，可對井下儲層進行劃分并排除致密地層；第二，通過分析測試數據可以了解被測井巖石效果以及空隙曲線等情況，進而判斷巖性；第三，根據測試數據并結合經驗公式可計算地層孔隙度，識別裂縫，進而對所檢測地層的地質斷層、地形壓力進行判斷。應用帶井眼補償聲波測井技術進行井下探勘測量，首先對井下發出發射器，使其巖井壁傳播，然后再根據滑行縱波傳到預計位置時近端與遠端接收器的時間差來判斷井下情況。而對井下深度等其他方面的測試，主要采用帶井眼補償性測試儀器，其補償聲系是雙發雙收類型的，使用這類儀器進行測試可以消除油井直徑變化以及井下復雜環境對測試數據的影響。帶井眼補償聲波測的補償聲速形式分有雙發雙收與單發雙收兩種形式，但是經過大量的案例檢測表明單發雙收形式極易受到儀器自身自主變動以及井下環境變化的影響而導致檢測數據準確度不高。若兩個單發雙收的間距與源距均為平等的，則所檢測發射器位置會顛倒從而導致聲速曲線獲得的數據異常甚至相反，需要取平均值才能獲得正常值，但是這樣不僅比較麻煩而且容易使工作人員對井下相關參數數據產生錯誤的判斷，影響后續工作的順利開展。雙發雙收聲速測試儀器是在上下兩端均設置發射器，這樣可以使測試源距保持相同，消除井眼直徑變化產生的影響，并記錄井下環境變化產生的深度誤差，為后續工作提供有利的依據。

2.3 對帶井眼補償聲波測井的改進

因為在實際測井工作中，井徑不規則變化更大，在聲波測井時校正井眼難度很大，導致帶井眼補償聲波測井受到一定的局限性，因此在實際測井中還需要結合實際情況進行相應的調整改進以最大限度實現補償功能。例如在砂泥巖地層中因為泥巖變作用的影響，時差減小一般發生于砂巖井段，而時差增大井段通常發生在泥巖井段，在井徑擴大段的聲波時差就會呈現“小—大—大—小”的變化規律，為了消除井徑擴徑造成的聲波時差影響，可采取漫反射生路法進行帶井眼聲波補償測井，逐點查詢不同位置聲波接收器傳播理論路徑，然后再根據實際路徑校正聲波時差曲線。此外還需考慮巖層特性對井徑聲速測井產生的影響等其他相關的因素，從而確保聲波時差校準的準確性。

3 結束語

總之，現代聲波測井技術是一種先進有效的井下測試方法，為油氣田的探勘開發以及石油工程項目施工提供了有力的支持。而且隨著時代的進步，聲波測井技術也在不斷的改進、優化，使各種復雜地層條件的井下測試均得到滿足，為我國油氣田勘探事業做出了巨大貢獻。

[1] 李彬.油氣田聲波測井技術的應用及發展[J].環球市場信息導報，2013，（12）：118.

Application of Modern Sonic Logging Technology

Fang Lei

With the continuous reduction of proven oil reserves in China，the improvement of logging technology has become the focus of petroleum exploration work.Sonic logging is a technology that utilizes the characteristics of sound velocity propagation and sound vibration to realize oil well detection.In the oil exploration work has been widely used.

modern sonic logging technology；oilf i eld；with borehole compensation

P631.81

：B

：1003–6490（2017）04–0054–01

2017–04–02

方磊（1986—），男，河南新鄉人，助理工程師，主要從事石油測井工作。