[其他]探測估算鉆井裂縫的方法與裝置

無效

• 申請號: 85109033
• 申請日: 1985-12-12
• 公開（公告）號: CN85109033A
• 公開（公告）日: 1986-08-27
• 發明（設計）人: 許凱;艾倫·布里;理查德·普盧姆
• 申請（專利權）人: 施盧默格海外公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖春京

本發明涉及一種方法和裝置，它用來確定深入地層的井壁裂縫的存在，并估算所探測的裂縫。本發明還涉及一種方法和裝置，它用來產生聲波探查鉆井的顯示，從而指示地層特性，例如井壁裂縫。

在從鉆井內對地層進行典型的聲探查中采用一種裝置，它包括一個產生聲脈沖的發射機和多個聲接收機。這些接收機與發射機彼此隔開一定距離;在聲波經地層和鉆井傳播后，產生入射其上的聲波典型波形。到達諸接收機的聲波顯然包括可探測到的波，諸如壓縮波，剪切波，直達波或鉆井流體到達波，以及斯頓萊（Stonely）波。斯頓萊波被認為是續至波，即速度低于或慢度大于直達波或泥漿到達波的那一類波。[參見授予英格拉姆（Ingram）的美國專利4131875]。聲學裝置由一個聲脈沖發射機和多個接收機構成，例如在英格拉姆的專利中接收機是4個，金布爾（Kimball）和馬澤特勒（Mazetta）在題為“鉆井的聲列陣數據的相似性處理”一文中所介紹的接收機為12個，該文發表在《地球物理學》1984年3月第49卷，第3期（Geophysics????V0l.49，NO3，March.1984）。

諸如零級，低頻斯頓萊波這一類續至波是界面波，在通常設置的聲測井裝置的發射機與接收機距離范圍內，這類波的幅度在均勻和無裂縫的地層呈現小衰減或沒有衰減。然而已知這類續至波對不同鉆井直徑，地層滲透率，和存在的裂縫是敏感的。用續至波幅度的變化可揭示這種靈敏度。

例如J·H·羅森鮑姆（J·H·Rosenbaum）寫的題為“人造微地震：在隙孔地層中測井”一文，發表在《地球物理學》第39卷第1期（1984年2月）第14-32頁，該文表述了測量斯頓萊波的衰減來獲得滲透率讀數的理論方法。美國專利4432077和威廉斯（Williams）等人的題為“遠距離放置的聲波測井裝置”的文章（在1984年6月10日至13日舉行的職業測井分析者學會（SPWLA）第25屆測井年會上發表，介紹了一種方法，這是通過測量鉆井波的幅度或能量的衰減，然后利用沿豎向相隔一定間距、置于井內的兩個接收機所探測的這些參數的比值，獲得滲透率讀數。現已有一種公知的聲波探測變密度顯示（變密度測井），還有通過實時疊加來自發射機不同脈沖的8個波形，來獲得提高的信噪比的方法。E·A·凱爾佩里奇（Koerperich）宣讀的一篇論文，發表在1978年8月《石油技術雜志》（Journae????of????petroleum????Technology）的第1199-1207頁，其題目是“用聲界面波及其干涉圖案探測裂縫的方法”。作者在文章中提出用低頻斯頓萊波來識別裂縫。

雖然這些方法描述了從具有特定能量顯示的波形中選出續至波的方法，例如英格拉姆專利所指出的，但是，在用聲學裝置測井的同時，需要有一種方法能以快速、清楚且明顯的方式來探測或指示并估算存在的裂縫。

用本發明的一種方法，能得到井壁裂縫的指示和估算，并能清晰地顯示之。如本文所述的根據本發明的一種方法，可使用一個聲脈沖發射機和聲接收機列陣組成的聲波探查裝置。處理接收機的波形，從而選出波形中對裂縫敏感的續至波，例如斯頓萊波，再測量對裂縫敏感的參數，例如已選出的續至波的能量，然后把來自各個接收機的波形的參數測量顯示在測井記錄的預先分配的橫向位置上。可以用與測量值相應的灰度來記錄參數測量。

采用本發明的顯示器，可以得到參數的豎向冗余測量的橫向間隔顯示。例如，當裂縫現象出現于豎向隔開的各個聲接收機的每一波形中時，參數的橫向顯示增強裂縫的指示。這樣，由于每個聲接收機置于裂縫的對面，取自諸接收機各個波形的參數測量，將呈現衰減了的幅度，通過測量的灰度等級的橫向顯示，可直觀地放大該幅度。目檢這個顯示的測井記錄，就能清楚揭示密度減小的區域，這個區域是橫跨于整個顯示的測井記錄，以便指示可能存在的一處或多處裂縫的某一區域。

由于諸如塌坍引起鉆井擴大影響斯頓萊波的幅度，那么參照指示鉆井直徑的井徑測井記錄，參數測量能保證呈現減小密度的區域大概存在裂縫。而且，井徑儀的信息可用于修正斯頓萊波的幅度。

采用本發明的方法，實時標記裂縫的顯示可用于“快速查看”。例如，參照本發明的一個實施例，基本上在接收機輸出波形的時候，波形由置于地面的處理器處理。用頻率濾波器選擇對裂縫敏感部分。然后，把選出的那部分的能量作為對井壁裂縫敏感的參數加以計算。接著，把各接收機輸出波形的這些參數值分配于顯示的測井記錄上的橫向位置，并用與參數值的幅度相對應的灰度等級記錄在顯示測井記錄上。裂縫將呈現為橫跨于整個測井曲線圖的對比度大小區域。