赵　雷

(中石化西南石油工程有限公司测井分公司　四川　成都　610100)



偶极声波测井仪器及其在缅甸D区块的测井应用

赵雷

(中石化西南石油工程有限公司测井分公司四川成都610100)

摘要：缅甸地区随着勘探开发测井作业深入，偶极声波测井成为了测井作业重点项目。论述了慢速地层测量横波的由来，以及偶极声波测井仪(WaveSonic)的特点、仪器工作模式、测井数据采集方法。分析了缅甸D勘探区块YAxx井偶极声波成功的测井应用，阐述了在缅甸D勘探区块偶极的发射频率应该比西南地区测井工作频率低，选用1.2kHz的工作频率适宜。偶极声波测井比常规纵波测井能获取更多地质资料，该方法为缅甸D区块，尤其是新区块在评价地层渗透性、分析地层各向异性、钻井工程应用等方面发挥着极其重要的作用。

关键词：声波测井；横波；工作频率；渗透性；各向异性

0引言

缅甸D区块面积12 384 km2,为MAHUDAUNG 构造，位于缅甸伊洛瓦底盆地西缘D区块中部,地质上称为第三系沉降盆地、中央沉降带或伊洛瓦底第三系盆地。

该区块已经成功完钻多口井，完钻测井作业主要测量工程资料、电阻率资料和地层孔隙度资料，常规的曲线资料已经能判断地层岩性、地层矿化度以及地层孔隙度等，对地质油气储藏含量已经能进行判断，但对各项异性分析、渗透性、以及钻井工程应用等还缺乏资料，常规的测井方法不能满足新区勘探的需要。对于声速测井来说，仅纵波时差远不能满足勘探需要，应用偶极声波测井，不但能测量纵波时差，而且能测量偶极横波，能获得更多地层资料，为工程应用以及探明油气藏储量取得更多重要信息，在新区块的勘探作业中值得应用及推广。

1偶极横波的描述

1.1慢速地层不能接收横波信号

声源发射全波信号，其中包括纵波、横波、斯通利波。声波通过快速地层，接收晶体可以得到横波信息；慢速地层不具备直接接收横波的条件，不能直接从全波信号中得到有用的横波信号。从理论上分析，只有当横波时差小于 189μs/ft(1 ft=304.8 mm)时才能直接测量到横波[1]，硬地层横波能直接接收，而软地层能接收到纵波和斯通利波，但不能接收到横波。快慢地层横波接收情况如图1所示。

图1　快慢地层横波接收情况

1.2慢速地层如何实现横波信号的接收

HALLIBURTON公司生产的偶极声波测井仪(WaveSonic)的偶极声波发射器能产生两个正交方向的井眼挠曲波，当偶极子声源振动时，很像一个活塞，能使井壁一侧的压力增加，而另一侧压力减小，使井壁产生挠动，形成轻微的挠曲，这种由井眼挠曲运动产生的挠曲波具有频散特性，在适当的低频范围内该挠曲波的传播速度趋近于横波，其传播方向与井轴平行，挠曲波在低频以横波传播速度传播到接收晶体，从而实现了无论是快速地层或者慢速地层都能接收到横波信号[1、2]。

1.3偶极声波仪器介绍

偶极声波测井仪器主要由发射器部分、接受器部分、隔声体部分和仪器程序控制等4部分组成，采用三发射和八接收阵列[2-3]。三发射包括1个单极发射器和2个偶极发射器(X和Y两个方向)。8个接收阵列中的每个接收阵列均有4个正交排列的接收器，依次为A、B、C、D。其中A—C接收器沿偶极发射器的X方向排列，B—D沿偶极发射器的Y方向排列。

1.4数据采集模式

该仪器的数据采集模式主要由偶极发射源的频率、发射器的能量及遥测模式3个因素控制。井眼周围的岩石的物理特性决定了选择最优化的偶极发射源的工作频率，比如致密的岩性与较高频率的声信号产生较强的剪切波，因此就相应地选择1.8～2.5 kHz的偶极发射频率。目前最常用的偶极工作频率有2.2、1.5、1.2 kHz等3种。发射器的能量有高、中、低之分，其选择的标准是使波的输出信号最强、噪音最小，遥测模式决定了数据的传输方式。确保采集到最优质的横波资料，操作者在选择测量模式时，必须选择适合于目的层最佳的频率。

2仪器频率选择及探讨

井眼周围岩石的物理特性决定了选择最优化的偶极发射源的工作频率，致密的地层与较高频率的声信号产生较强的横波，孔隙度发育的地层与较低频率的声信号才能产生较好效果的横波信号，而缅甸D区块从常规资料获悉，地层较西南地区地层孔隙度发育，介于此在缅甸D区块则应该选择较西南测井频率更低的偶极工作频率,西南地区测井通常选用1.5 kHz作为偶极的中心发射频率[4]，在缅甸D区块的交叉偶极声波的测井中应该选用1.2 kHz作为偶极的中心发射频率，这样测得的偶极资料效果会更好，该参数在缅甸D区块的YAxx井测试，取得良好的效果。

3缅甸区块测井应用实例

YAxx井是布置在缅甸D区块的一口定向勘探井，井深3 850 m，泥浆比重1.84 g/cm3,粘度为115 s，裸眼井段3 151～3 850 m,缅甸D区块地层以沙泥岩为主，为软地层，仪器加载扶正器下井后，通过启动Excell2000测井采集系统调SRV2286服务表，并选择1.2 kHz偶极发射频率，进入TOO工具命令集，下载该MIT到仪器，在开始启动测井采集命令后即可获得波列示意图，如图2所示。

图2　偶极波列信号

仪器接收该横波资料图如图3所示。

图3　YAxx井 偶极声波测井资料

由实例得出：

1)曲线深度顶部到3 225 m沙岩段，当纵波时差小于90 μs/ft时能直接从单极全波波列中测量到横波曲线，在第四道彩色图中直观到横波彩图。

2)在3 250～3 275 m这段泥岩段，当纵波时差大于90 μs/ft时,不能从单极全波列里提取出横波，在第三道彩色图中看不到横波彩图；通过偶极声波的8组接收晶体响应偶极子发射晶体产生的挠曲波，得到如第五道所示连续的横波资料，从而实现了在软地层获取横波资料。

4结论

1) 从偶极声波提取出纵波、横波、斯通利波的时差及能量，利用纵横波速度比与纵波时差交会图对含气性进行识别，同时利用斯通利波衰减识别本井的主要渗透层段，以及地层的各向异性、泥浆密度安全窗。

2)多种偶极声波的测量工作频率使它适应的地层条件更广泛，在缅甸D区块的勘探井中，偶极声波测得了多方面的地层评价资料，诸如孔隙度评价、岩性判断、油气层识别、渗透性、各项异性分析等，在新区块石油勘探测井中值得推广应用。

参 考 文 献

[1] HALLIBURTON公司.偶极横波(WaveSonic)仪器原理[Z].2006.

[2] 张巍，杨帆.偶极声波仪器浅析[J].国外测井技术.2012,190(4):66-68.

[3] 李玉玲.哈里伯顿新一代交叉偶极声波测井仪及其应用[J].测井技术,2004,28(4):348-351.

[4] 刘自卿，王廷茂，张瑞强，等.正交偶极子声波测井仪原理简介及应用[J].国外测井技术,2010,188(4):56-59.

[5] 中石化西南石油工程有限公司测井分公司.YAxx井测井总结报告[Z].2011.

Dipole Acoustic Logging Tool and Its Application in D Blocks in Myanmar

ZHAO Lei

(Well Logging Company,Southwest Petroleum Engineering Co.Ltd.，SINOPEC,Chengdu，Sichuan 610100，China)

Abstract：With the intensive exploration and development in Myanmar,dipole acoustic logging has been the major project of logging operation.This article discusses the origin of transverse wave measurement in slow formation,the instrument characteristics of dipole sonic tool (WaveSonic),the working patterns of the instrument and the data collecting methods of logging.It also narrates the successful logging application of dipole sonic measurement used in YAxx well in D block in Myanmar，elaborates that the emission frequency of dipole in D exploration area in Myanmar should be lower than the working frequency of logging in the area of Southwest,China.Therefore,working frequency of 1.2kHz is appropriate.There would be more geological data obtained through dipole acoustic logging than conventional wave logging for D block in Myanmar,especially those new blocks,which has very important effect on evaluating the formation permeability,analyzing anisotropy,drilling engineering applications and so on.

Key words：sonic logging;transverse wave;working frequency;permeability;anisotropy

第一作者简介：赵雷，男，1981年生，工程师，2005年毕业于成都理工大学计算机科学与技术专业，现在中石化西南石油工程有限公司测井分公司从事现场测井数据采集工作及管理工作。E-mail：41356662@qq.com

中图法分类号：P631.8+1

文献标识码：A

文章编号：2096-0077(2016)03-0062-03

(收稿日期：2015-11-15编辑：姜婷)

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