地层应力状态下多孔岩石孔隙度校正

多孔岩石孔隙体积是随应力条件而变化的，由于实验室测定岩芯孔隙度时所用的压力条件与储层实际应力不心相同，故实际应用时需进行地层孔隙度校正。本文提出不同应力状态下孔隙度转换公式和方法。     

慢速地层井孔瞬态声场的数值研究

文献给出了我们用实轴积分法计算的快速地层井孔中点声源产生的瞬态声场在不同时刻的空间分布,包括井内液体中的声波和井外地层中的弹性波.本文则用同样方法计算慢速地层的情况,并将两者结果作了比较.由于我们采用了宽频带、窄脉冲的理想声源,所得声场中各个波都很窄,互不干涉,因而能全面而清晰地反映整个声场的结构和发展过程.文内还介绍了计算中的几个具体问题.     

各向异性介质地层中多极源声波测井的现状与发展

多级源声波测井最初是针对直接横波速度测井这一目的而被提出并发展起来的。然而在实际情况中,多极源声波测井的意义除主要集中在横波测量（特别是在软地层时）以上外,更为重要的意义是对井孔周围地层的各向异性作出可能的分析和判断。因此,各向异性介质地层中多极源声波侧井的研究已越来越被人们关注和重视,近年来已取得了很大的进展。本文在消化、吸收大量文献的基础上,对各向异性多极源声波侧井的发展进行了回顾和分析,对具     

用声波时差测井估计异常地层压力

本文论述用声波时差测井估计异常地层压力的大小,阐述了三个观点:1.估算异常地层压力的一般公式;2.孔隙度随地层埋藏深度的增加按指数规律减小,但是,在异常地层压力井段,孔隙度变化偏离这一规律;3.用声波时差测井孔隙度确定异常地层压力井段的等效深度点,从而用它来估计异常的地层压力。 异常地层压力主要用来发现高压油气层,预测岩石破裂压力强度,合理地、经济地选用钻井泥浆比重,提高钻速,保证安全,特别是用于指导海洋钻井、深井和超深井钻井以及确定完井方法等,均具有十分重要的意义。 文中还列举了应用声波时差测井估计异常地层压力的一个实例。     

慢速地层井孔瞬态声场的数值研究

文献给出了我们用实轴积分法计算的快速地层井孔中点声源产生的瞬态声场在不同时刻的空间分布,包括井内液体中的声波和井外地层中的弹性波.本文则用同样方法计算慢速地层的情况,并将两者结果作了比较.由于我们采用了宽频带、窄脉冲的理想声源,所得声场中各个波都很窄,互不干涉,因而能全面而清晰地反映整个声场的结构和发展过程.文内还介绍了计算中的几个具体问题.     

用声波时差测井估计异常地层压力

本文论述用声波时差测井估计异常地层压力的大小,阐述了三个观点:1.估算异常地层压力的一般公式;2.孔隙度随地层埋藏深度的增加按指数规律减小,但是,在异常地层压力井段,孔隙度变化偏离这一规律;3.用声波时差测井孔隙度确定异常地层压力井段的等效深度点,从而用它来估计异常的地层压力。 异常地层压力主要用来发现高压油气层,预测岩石破裂压力强度,合理地、经济地选用钻井泥浆比重,提高钻速,保证安全,特别是用于指导海洋钻井、深井和超深井钻井以及确定完井方法等,均具有十分重要的意义。 文中还列举了应用声波时差测井估计异常地层压力的一个实例。     

倾斜地层中的井孔声场研究

研究声波在倾斜充液井孔中的传播对于声波测井数据处理和解释具有重要意义.应用三维交错网格有限差分方法模拟了处于倾斜各向同性分层地层中的井孔声场.首先,针对均匀地层中单极子声源在裸眼井中激发的声场,将有限差分的结果和实轴积分法的结果进行对比验证.然后,采用单极子和偶极子两种声源,针对地层分界面和井轴间的不同倾角,计算了相应的声场分布和井轴上的接收波形.数值计算的结果表明,当声源处于倾斜分界面以下,即处于快速（下方）地层,接收器处于倾斜分界面以上（慢速）地层时,随着地层倾斜角度的加大,测得的慢度值从接近上方慢速地层值逐渐减小直至接近下方快速地层的值.任何源距情况下测得的首波慢度均小于上方地层实际的纵波慢度.并且,慢度与源距的关系曲线随源距的加大逐渐平缓.用偶极子声源激发得到的横波慢度与纵波结果相同,并表现得比纵波对倾角的改变更敏感.上述结论在本文中用声场快照和利用合成接收波列的慢度计算得以清楚显示,并且用射线声学理论验证.     

含孔隙、裂隙致密介质中多极子声波的传播特征

非常规油气藏（如致密性地层及蕴藏油气的页岩地层）的重要特征是低孔、低渗,但裂隙或裂缝比较发育.为满足非常规勘探的需求,本文将孔、裂隙介质弹性波传播理论应用于多极子声波测井的井孔声场模拟,重点研究了致密介质中裂隙发育时多极子声波的传播机理以及衰减特征.井孔声场的数值计算结果表明裂隙的存在明显改变了弹性波和井孔模式波的频散、衰减和激发强度,尤其是井壁临界折射纵波的激发谱的峰值随着频率的增加逐渐降低,这与应用经典的Biot理论下的计算结果相反,且裂隙的存在也使得饱含水和饱含气时临界折射纵波激发强度的差异变大.井孔模式波的衰减与地层横波衰减和井壁流体交换有关,井壁开孔边界下致密地层裂隙发育还使得井孔斯通利波和艾里相附近的弯曲波对孔隙流体的敏感性增强,在井壁闭孔边界条件下引起井孔模式波衰减的主要因素是裂隙引起的地层横波衰减造成的,且在截止频率附近弯曲波的衰减与地层的横波衰减一致.数值计算结果为解释非常规油气地层的声学响应特征提供了参考.     

碳酸盐岩地层完整性分析及其影响因素定量评价:来自地层正演模拟的启示

自然界中大部分沉积地层均存在不同程度的沉积间断,但目前缺乏用于定量识别和刻画不同级别(时间跨度)沉积间断面及间断时间和定量评价地层完整性的有效方法.文章提出一种基于沉积过程的地层正演数值模拟方法,可用于定量评价沉积盆地碳酸盐岩地层完整性及其影响因素.通过在地层正演数值模拟结果中同时提取沉积盆地中不同位置(不同沉积环境)...     

孔、裂隙并存地层中的声波测井理论及多极子声场特征

在油、气储层的勘探和开发中观察到的一个现象是储层岩石中普遍存在孔隙和裂隙.随着近年来孔、裂隙介质弹性波动理论的进展,我们可以将此理论应用于测井技术,以此来指导从声波测井中测量孔、裂隙地层的声学参数.本文计算了孔、裂隙地层里充流体井眼中的多极子声场,分析了声场随裂隙介质的两个主要参数(即裂隙密度和裂隙纵横比)的变化特征.井孔声场的数值计算表明裂隙密度可以大幅度地降低井中声波纵、横波的波速和振幅.随着裂隙密度的增加,在测井频段内也可以看到纵、横波速的频散现象(这种频散在孔隙地层中一般是观察不到的).本文还研究了多极子模式波 (即单极的Stoneley波、伪瑞利波以及偶极的弯曲波)随裂隙参数的变化特征.结果表明,这些模式波的振幅激发和速度频散都受裂隙密度的影响.裂隙密度越高影响越大.此外,裂隙还对模式波的传播造成较大的衰减.相对裂隙密度而言,裂隙纵横比是一个频率控制参数,它控制裂隙对声场影响的频率区间.本文的分析结果对裂缝、孔隙型地层的声波测井具有指导意义.     

不同偏振方向的偶极子声源在HTI地层井孔中激发声场的实验研究

本文首先制作了TI地层模型井,对模型井的速度、密度等物理参数进行了测量,通过快速模拟退火算法得到了该介质的五个TI刚性系数,然后采用缩尺的偶极子探头在HTI地层井孔内进行超声测量实验模拟了实际的偶极子声波测井,并结合数值模拟的结果,研究了不同偏振方向的声源在HTI地层井孔中进行偶极子声波测井的响应特征.模拟结果表明,弯曲波的幅度和速度随声源的偏振方向不同而不同.正交分量的波形幅度在声源偏振方向平行或垂直于快横波面方位时最小,在与快横波面方位呈一定夹角时较大;同向分量波形幅度随声源的偏振方向的变化规律同正交分量相反.弯曲波速度在声源的偏振方向与快横波面方位的夹角小于30°或者大于60°时,分别接近于快弯曲波和慢弯曲波的速度,对于夹角的变化不敏感;当夹角在30°和60°之间时,弯曲波的速度对该夹角变化非常敏感,由接近快弯曲波速度快速变化到接近慢弯曲波速度.     

相控线阵声波辐射器在声波测井中应用的可行性分析

通过有限元数值模拟例子,分析了相控线阵的辐射性对声波测井中各种波动模式波的幅度和到达时间等波形特征的影响,以及相控线阵作为声波测井辐射器的可行性.结果表明,只要在相控线阵的各阵元之间施加合适延迟时间的激励信号,就可以调整辐射器的辐射声束的方向,以有利于激发滑行纵波和滑行横波;只要采用相对较低的频率或使用加权相控线阵,就可以增大相控线阵的辐射主瓣角宽,以利于在任意地层有效激励滑行纵波.相控线阵的使用可明显地改善声波测井的测量质量.本文工作为相控线阵声波辐射器在石油勘探中的应用提供了理论依据.     

软地层横波速度的偶极随钻测井反演

在电缆测井中,可以利用偶极声场中的弯曲波反演软地层的横波速度.然而,在随钻声波测井（LWD）中,钢制钻铤的存在使得井孔结构变得复杂,同时改变了井孔声场,弯曲波也变得难以测定.此外,弯曲波与钻铤波耦合在一起,使得地层横波速度的反演变得困难.本文计算分析了随钻声场的频散曲线和激发曲线,注意到了偶极舒尔特波在较宽频带内速度频散很弱,特别是在本文研究的软地层情况下,偶极舒尔特波速度在3至25 kHz的频率范围内几乎为一个常值,并且该值与地层横波速度存在一一对应关系.舒尔特波速度远小于其他模式波速度,与其他模式波在时域上易分离.相对于其他地层参数,舒尔特波对地层横波速度十分敏感.因此,它可以用来反演软地层的横波速度.

     

相控线阵声波辐射器在声波测井中应用的可行性分析

通过有限元数值模拟例子，分析了相控线阵的辐射性对声波测井中各种波动模式波的幅度和到达时间等波形特征的影响，以及相控线阵作为声波测井辐射器的可行性.结果表明，只要在相控线阵的各阵元之间施加合适延迟时间的激励信号，就可以调整辐射器的辐射声束的方向，以有利于激发滑行纵波和滑行横波；只要采用相对较低的频率或使用加权相控线阵，就可以增大相控线阵的辐射主瓣角宽，以利于在任意地层有效激励滑行纵波.相控线阵的使用可明显地改善声波测井的测量质量.本文工作为相控线阵声波辐射器在石油勘探中的应用提供了理论依据.     

异常地层压力声波衰减分析及地层压力地震数据外推反演

澳大利亚西北大陆架卡拉汶盆地含有丰富的油气资源, 但其地质条件复杂, 普遍存在异常地层高压分布,特别是该区区域盖层-中深层巨厚的Muderong页岩层内存在局部异常高压带,给石油钻井带来巨大困难.本文根据卡拉汶盆地北部地区10余口井的实测地层压力资料、声波测井数据和联井地震剖面, 研究该页岩层内异常压力千赫兹尺度声波响应的衰减特征,及其与地层有效压力之间的关联计算模型.通过联井地震数据的井-震相关性分析进行井-震过渡,研究井旁地震数据在异常高压带的衰减特征,及其与地层有效压力之间的关联计算模型,从而实现井震资料联合进行地层压力地震外推反演.研究表明,Muderong页岩层地层有效压力与井中声波速度/阻抗品质因子和井旁地震阻抗品质因子具有良好的正向相关性,根据二者交汇数据拟合经验公式反算得到的各井有效压力结果基本反映出实测有效压力曲线的变化特征.卡拉汶盆地北部地区地震数据具有良好的井-震相关性,地震资料品质相对可靠,确保了声-压相关分析的井-震过渡.最后,通过地震阻抗品质因子与地层有效压力之间的关联计算模型,进行该区异常地层压力地震外推反演,预测结果与钻井证实的异常压力分布特征基本符合.本研究为卡拉汶盆地中深部区域盖层局部异常高压带的地层压力外推反演提供了一种有效途径.     

垂直重力梯度反演Moho面的频谱域公式及其应用

通过求解引力相等原则下的Fredholm积分方程,可以得到不规则单一密度界面(Moho面)的起伏.本文充分参考了前人的理论研究,推导出扰动垂直重力梯度确定Moho面深度的频谱域表达式,该式具有二次项迭代精度.运用此公式进行了全球Moho面的恢复计算,并将该结果与CRUST1.0模型和GEMMA Moho模型进行了对比和验证.     

套管井声波全波列中地层波的幅度特性

套管井声全渡中的地层波可以检测固井第二界面的水泥胶结质量状况.地层波不仅受地层衰减、套管波干扰等因素影响,更主要受第二界面两侧的声阻抗差值的影响.为此,基于固体介质的声势函数和界面的边界条件,推导了固-固界面纵横波的反射系数和透射系数,以及第一临界角入射情况下反射系数和透射系数的近似公式,并且分析了透射系数与声阻抗之间的关系.数值计算结果发现,地层波幅度随第二界面两侧声阻抗差增大而减小,且这种关系是非线性的.基于临界入射的透射系数,对经过衰减校正和干扰校正的地层波进行声阻抗校正,消除地层声阻抗对地层波幅度影响.使用地层波幅度评价第二界面的水泥胶结状况,并在实际资料处理中见到了好的效果.     

声波电视在刚果(金)铜钴矿勘察中的应用

声波电视是利用声波走时和振幅参数进行钻孔壁成像的一种地球物理测井系统。由于采用数字技术和配置功能完善的软件,系统具有图像分辨率高、测井速度快、可在混浊的井液中工作、数据处理和分析过程相对简单的特性,是研究岩层结构面的有效手段。在刚果（金）某铜钴矿岩体稳定性评价中,采用声波测井方法,获取岩体的优势结构面,为确定采坑边坡角、岩体抗剪强度指标提供了可靠数据。本文介绍RG声波电视测井的原理及方法,以DK02孔为例,对所揭露岩层结构面、裂隙发育信息进行分析。工程实践说明,声波井下电视在进行深部岩体的原位勘察方面具有明显优势。