耿一然 何家乐 张博威

【摘要】石油勘探开发过程中，应用各种测井技术来获得测井曲线为油气藏的开发提供了基础的数据。但随着勘探目标的不断深入和储集层的改造难度不断变大，如何提高采收效率已成为石油人的关注对象。从石油工程开发至今，测井方法在不断改进和完善。本文将具体介绍声波测井在石油工程中的原理和应用。

【关键词】石油勘探开发;声波测井;原理;应用

一、基本原理

声波测井方法主要包括声速测井、声幅测井、声成像测井、声波全波列。与电法测井和放射性测井方法相并列，声波测井也是最重要的测井方法之一，在地层评价，石油工程，采油工程等领域发挥着越来越重要的作用。

声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判断井壁地层地質特性及井眼状况的一类测井方法。将一个受控声波振源放入井中，声源发出的声波引起周围质点的振动，在地层中产生体波即纵波和横波，在井壁一钻井液界面上产生诱导的界面波即伪瑞利波和斯通莱波。这些波作为地层信息的载体，被井下接收器接收，送至地面的记录下来，就是声波测井。以下将介绍声波测井在石油工程中具体的应用。

二、石油工程中的应用

（一）评价岩石的力学参数

评价岩石力学参数通常用声速测井。声速测井从早期的短源距发展到现在的长源距声波全波列测井。在此测井技术中，利用接收器接收到的各种信号进行数字化，描绘成图。这种方式除了能提供传统的纵波测量，地层孔隙度之外，还可以提供用于评价岩石力学参数的数据，例如：

1.精确的地层纵横波，斯通利波传播速度

2.利用岩石力学模型结合地层密度资料计算出泊松比，杨氏模量，切变模量，体积弹性模量，体积压缩系数等岩石力学参数。

3.计算所钻地层或目的地层的最大最小水平主应力，岩石破裂压力，坍塌压力，地层孔隙压力。

声波速度测井可以获得比较精确的地层孔隙压力剖面，是确定地层孔隙压力较为理想的资料。

（二）声幅变密度测井评价固井质量

固井是完井作业的一个重要环节，固井质量的好坏将直接影响到井的使用效率和寿命以及影响整个注、采期间能否顺刹进行生产，因此固井质量检查一直受到重视。

目前很多油田固井质量检查的主要方法是声波幅度测井。或称为水泥胶结测井（CBL），由于声波纵波在井液传播的速度低于在套管中的传播速度，满足产生滑行波的条件，因此，发射探头以一定角度入射到套管上的声波，将折射进入套管，并沿着套管传播，形成滑行波，被接受探头R接收。套管和水泥环胶结好，声耦合率高，进入水泥环的声波能量大，因此接收器R接收到信号就低;随着套管和水泥环胶结变差，声耦合率逐渐降低，进入水泥环的能量减小，R接收到的信号逐渐变强。它是套管波第一正峰的幅度来检查固井质量的一种测井方法。水泥胶结测井对固井质量的解释是采用相对幅度法。把无水泥处自由套管最大声幅作100%，解释层段的声幅与它的比值为相对幅度。根据相对幅度的大小，将固井质量分为三个等级：

1.胶结良好：相对幅度小于20%

2.胶结中等：相对幅度介于20%和40%

3.胶结差：相对幅度大于40%

（三）井壁地层及套管技术状况评价

目前用于井壁介质状况的评价测井主要方法有井下声波电视测井BHTV，超声波成像测井UBI和USI，井周声波成像测井CBIL。这些方法既可应用于裸眼井中研究井壁表面特征，也可应用于套管井观察套管内壁。

BHTV的垂向分辨率变化范围大致为0.5-3in，可以在井下不透明的钻井液中检查套管射孔后孔洞的分布及套管上是否有裂缝，断痕，也可在裸眼井中观察井壁上的裂缝分布及岩性界面。与BHTV不同，UBI和USI具有更高的测量精度和更好的图像质量，UBI的垂向分辨率的变化范围0.2-0.4in，主要应用于裸眼井中，根据UBI提供的高分辨率井壁图像和井径数据可以分析井眼的几何形状，探测裂缝和评价井眼垮塌，推算地应力方向，确定地层厚度和倾角，进行地层形态和沉积构造研究。CBIL测量原理与UBI等超声成像仪相似，在不同的井径或钻井液状态下采用不同的发射器工作，以适应复杂的测井环境。CBIL主要用于确定地层的构造特征，沉积环境，描述原生孔隙度和次生孔隙度，以及确定井眼的几何形态和井壁崩落情况。

三、结语

本文以声波测井为例，列举了其在石油工程中的具体应用，说明了声波测井的优点。可在实际测井过程中，不一定都选用声波测井方法，因为各测井方法有各自的特点。要通过对石油测井技术的应用研究，结合油气田勘探开发现场的实际情况，选择出最佳的石油测井技术获得精确的测井资料，为合理开发油气田提供依据。

参考文献：

[1]杨振宇.测井技术在石油勘探中的应用[J].硅谷，2013（11）：107

[2]刘长新，郭清滨，赵元良.测井新技术对井眼稳定性的评价研究[J].测井技术，2006，30（2）.

[3]周石.随钻测井技术在我国石油勘探开发中的应用[J].科技与企业，2014（17）：181.

作者简介：

耿一然（1999-），女，满族，河北秦皇岛人，本科，西南石油大学石油与天然气工程学院;

何家乐（1998-），男，汉族，四川攀枝花人，本科，西南石油大学石油与天然气工程学院;

张博威（1999-），男，汉族，河北廊坊人，本科，西南石油大学石油与天然气工程学院。