[發(fā)明專利]一種利用聲波測(cè)井資料定量評(píng)價(jià)隨鉆儀器偏心程度的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210420978.4
• 申請(qǐng)日: 2012-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103225501A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王華;陶果
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): E21B47/024
• 分類號(hào): E21B47/024;E21B47/095;E21B47/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地球物理探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體的講，本發(fā)明涉及利用隨鉆聲波測(cè)井資料對(duì)儀器偏心程度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

背景技術(shù)

隨鉆聲波測(cè)井作為當(dāng)今勘探地球物理領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)之一，可在鉆井同時(shí)采集地層彈性參數(shù)，是某些特殊環(huán)境的唯一選擇。鉆進(jìn)時(shí)，鉆桿在井中的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，使儀器幾乎不可能嚴(yán)格居中。海洋鉆探和頁(yè)巖氣層鉆進(jìn)中，大量使用水平井和大斜度井，儀器受重力的影響必然偏離井軸。儀器的偏心會(huì)影響聲波資料采集，如斯通利波，儀器偏心與滲透性地層產(chǎn)生的影響幾乎一樣。此外，儀器的偏心量和偏心方位對(duì)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井也十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種利用聲波資料評(píng)價(jià)隨鉆儀器偏心程度的方法。

隨鉆聲波測(cè)井按照聲源模式的不同可分為單極子、偶極子和四極子和六極子，圖1給出了聲源配置以及儀器在地層中的情況。圖1左圖為頂視圖，圖中1，2，3和4四個(gè)位置表示發(fā)射器和接收器位置，其中偶極子聲源僅在1和3位置放置。偏心量大小為儀器中心相對(duì)井軸中心的位移，其中儀器相對(duì)井軸中心移動(dòng)9mm和18mm分別表示適度偏心和嚴(yán)重偏心，儀器的偏心角度用聲源發(fā)射方向(從3指向1的方向)與偏心位移方向的夾角來(lái)表示；右圖為側(cè)視圖，聲源位于下方，接收器位于上方。下面以偶極子模式為例來(lái)闡述如何利用聲波測(cè)井資料評(píng)價(jià)隨鉆儀器的偏心程度。

a)偶極儀器沿著聲源指向性方向偏心

數(shù)值實(shí)驗(yàn)時(shí)，在鉆鋌外1和3位置(圖1(a))上放置聲源，在1、2、3和4四個(gè)位置放置陣列接收器。先將儀器沿著偶極聲源指向性方向移動(dòng)，使1位置離井壁更近，將儀器向井壁靠近1/3和2/3外液體環(huán)面以分別表示儀器適度偏心及極端偏心兩種情況。圖2(a)～(d)給出了儀器不同偏心程度時(shí)陣列接收器的波形。從圖可以看出，接收器1的波形幅度隨著偏心程度的加劇而增大，且相位發(fā)生變化很大，難以發(fā)現(xiàn)相位變化規(guī)律(圖2(a))。位置3上的波形幅度在儀器適度偏心時(shí)確實(shí)比儀器居中的幅度大，但其形態(tài)和相位幾乎沒(méi)有變化，且隨儀器的進(jìn)一步并不影響接收波形(圖2(c))。對(duì)比儀器不同程度時(shí)接收器1與3(反相位)上的陣列波形，可以發(fā)現(xiàn)隨著1靠近井壁，接收波形中的鉆鋌波部分能保持較好的偶極特征，而地層波部分則由于1與井壁的耦合越來(lái)越強(qiáng)，1的地層波幅度越來(lái)越大，由原先小于3上的地層波幅度到后來(lái)大大高于3上地層波的幅度，接收波形中出現(xiàn)了其他模式波(如大幅度的St.波)(圖2(d)和(e))。觀察程度偏心不同時(shí)接收器2和4的波形與儀器居中時(shí)接收器3的波形比較情況(圖2(b))，可發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象，接收器2和4上的波形完全一致，幅度隨偏心程度加劇而增大，且其幅度略低于1和3的波形幅度，接收波形中不存在鉆鋌波。因此可以得到一個(gè)評(píng)價(jià)儀器偏心角度的線索：如果接收器2和4上的波形一致，且幅度與接收器1和3上的波形幅度相當(dāng)，儀器的偏心方向就在1或3方位。同時(shí)如果在1上出現(xiàn)St.波模式，則偏心方向是1方位。

b)當(dāng)儀器偏心方位與聲源指向性方向成30°角時(shí)(與接收器1的逆時(shí)針?lè)较虻膴A角，下面均以此作為參照標(biāo)準(zhǔn))，隨著偏心程度的加大，從接收器1和3的陣列波形對(duì)比可以看出，儀器撓曲波的偶極特征保持很好，而地層波的偶極特征逐漸變?nèi)?圖3(a)和(b))。其中接收器1上的波形隨著偏心程度的加劇，相位和幅度都發(fā)生了很大的變化，偏心程度越嚴(yán)重幅度越高且相位向后延遲(圖3(e))。接收器3上的波形形態(tài)與0°時(shí)的形態(tài)一樣，只是其相位隨偏心程度的加劇而向后移動(dòng)，且相位變化程度比0°時(shí)明顯；接收器2和4上的波形幅度隨著儀器偏心程度的加劇由零逐漸增大到與接收器1和3幅度相當(dāng)，且二者逐漸出現(xiàn)差異(圖3(c)和(d))，一致性遭到了破壞，具體表現(xiàn)為：接收器2上的波形越來(lái)越強(qiáng)(圖3(g))，接收器4上的波形在適度偏心時(shí)其波形幅度確實(shí)比居中時(shí)增大了很多，但是隨著偏心程度的加劇聲波幅度僅微弱增加，變化主要體現(xiàn)在相位上(圖3(h))。接收器2上的波形幅度要大于接收器4上的波形幅度，這也可作為判定儀器向上半平面移動(dòng)而不是向下半平面移動(dòng)的特征，接收器3的波形幅度比1的幅度大，也可做為儀器向左半平面移動(dòng)的判別信息。結(jié)合這兩個(gè)特征可將儀器的偏心范圍縮小在左上平面(90°范圍)。

c)偶極儀器偏心方向與聲源指向方向成60°夾角