陣列聲波處理流程

陣列聲波處理流程第1頁/共100頁陣列聲波基礎(chǔ)理論、應(yīng)用及提波技術(shù)第2頁/共100頁目的:了解陣列聲波基礎(chǔ)理論及提波技術(shù)目標：了解陣列聲波測量原理及儀器和提波方法過程：三個半時左右要領(lǐng)：儀器類型及發(fā)展、單極和偶極波、濾波器、相關(guān)對比方法、井眼補償收獲：對陣列聲波儀器原理及全波列的各種振型有大致的了解、掌握提波方法第3頁/共100頁TR1R2S△t=t2-t1/S單發(fā)雙收第4頁/共100頁T1R1R2T2△t2<△t△t1

>△t雙發(fā)雙收第5頁/共100頁MonopoleTransmitterReceiverArray陣列聲波第6頁/共100頁硬(快速)地層V1<V2qcq2q1軟(慢速)地層θ2<90°V1>V2q1q2Snell定律第7頁/共100頁快速地層中的單極波傳播地層接收器縱波發(fā)射器橫波快速地層:Vs

>Vf第8頁/共100頁MonopoleTransmitterReceiverArray快速地層中的單極波列第9頁/共100頁

縱波橫波斯通利波首波慢速地層:Vs

<Vf慢速地層中的單極波傳播第10頁/共100頁

接收器偏置(m)3.354.421000時間(微秒)5000縱波斯通利波波慢速地層中的單極波列第11頁/共100頁偶極(橫波) 儀器板狀聲源產(chǎn)生的彎曲波在井壁傳播在低頻時(<2kHz)它以地層的橫波速度傳播彎曲震動的聲源波在井中流體中產(chǎn)生的彎曲只能用對彎曲波敏感的接收器接收它有指向性高頻時要做頻散校正單極發(fā)射器T1單極發(fā)射器T2偶極發(fā)射器T4偶極發(fā)射器T38接收器陣列分隔器發(fā)射器部分第12頁/共100頁SWaveReceiverPPSourcePPSWave第13頁/共100頁

陣列聲波儀器簡介Wts遙傳電子線路接收系隔聲體發(fā)射系電子線路T2T3T4T1R8R7R6R5R4R3R2R1第14頁/共100頁幾種儀器的主要區(qū)別16個接收器，一單一偶相間排列缺點：波列線性度較差接收系發(fā)射系MACXMACXMAC‖XMACF1接收系發(fā)射系發(fā)射系發(fā)射系接收系接收系DAL8個接收器，T3與T4之間有1ft的距離T2T3T4T1T2T3T4T1T2T3T1T4接收器與XMAC相同，T3與T4在同一深度區(qū)別在于隔聲體由橡膠換成剛性體，優(yōu)勢是測速提高，可以在斜井中使用兩個發(fā)射器，四個接收器T2T1第15頁/共100頁XMAC資料處理基本流程CAL全波測井數(shù)據(jù)波速分析縱波時差Stonely時差S波時差PORDEN巖石力學(xué)參數(shù)SH波場分離滲透率破裂壓力預(yù)測泥漿參數(shù)DEN各向異性分析第16頁/共100頁處理之前要了解本井所使用的儀器類型和測量配置。從曲線頭上了解T-R距和R-R距以及這個波列的發(fā)射及接收換能器情況第17頁/共100頁再了解一下文件中包括哪些內(nèi)容：測了那些曲線（單極、偶極）、采樣率等第18頁/共100頁處理前的質(zhì)量控制波形振相的線性度波形的相關(guān)性（需與儀器匹配）第19頁/共100頁第20頁/共100頁提波要注意提縱波、橫波、斯通利波的濾波器類型、時窗長度、步長及頻率范圍第21頁/共100頁處理后的質(zhì)量監(jiān)控1.慢度與聯(lián)合相關(guān)的對比2.走時曲線與波形的疊加3.相關(guān)圖上的次級大值的離散度第22頁/共100頁井眼補償具體做法：發(fā)射器陣列提波時間第23頁/共100頁井眼補償接收換能器提的波發(fā)射器提的波兩種方法：算術(shù)平均法、幾何平均法第24頁/共100頁單極提波的建議值（xmac儀器）頻率范圍

(赫茲)濾波器類型時窗窗長

(微秒）時窗步長縱波5000-20000FIR200-400100-200橫波4000-8000FIR200-400100-200斯通利波500-4000FFT1000-1500500-800第25頁/共100頁陣列聲波資料的地質(zhì)應(yīng)用識別巖性計算孔隙度利用斯通利波估算滲透率評價裂縫位置識別含氣儲層評價砂泥巖薄層利用斯通利波計算TI各向異性及水平滲透率評價地層各向異性Wyllie平均時間公式部分巖性及礦物骨架慢度（us/ft)縱橫波速度比砂巖55.51.59石灰?guī)r47.51.85白云巖43.51.75花崗巖512玄武巖53（50-58）1.82硬石膏521.89方解石46.5

第26頁/共100頁巖石力學(xué)特性基本理論簡介第27頁/共100頁應(yīng)力與應(yīng)變

1.應(yīng)力σ2.應(yīng)變ε3.模量第28頁/共100頁楊氏模量(YMOD)體積模量(BMOD)剪切模量(SMOD)泊松比(POIS)第29頁/共100頁動態(tài)模量與靜態(tài)模量第30頁/共100頁井眼附近的應(yīng)力徑向,切向,和剪切應(yīng)力只考慮井周地層時，R=r,這時剪切應(yīng)力σrθ,=0第31頁/共100頁破裂壓力P閉合壓力第32頁/共100頁33通過調(diào)節(jié)泥漿壓力P來控制出砂P也不能太小,防止出砂生產(chǎn)壓差P不能太大,防止井眼破裂理想泥漿比重第33頁/共100頁巖石特性分析mechprop第34頁/共100頁第35頁/共100頁第36頁/共100頁第37頁/共100頁選巖石參數(shù)時，這兒要給砂巖骨架值，如果是cra處理的要在下面一欄里填組成礦物的骨架值第38頁/共100頁泥巖值按本井情況選取，要選兩個值，如果本井沒有較純泥巖，則按鄰井值或地區(qū)值選取第39頁/共100頁第40頁/共100頁fracman利用上步輸出的楊氏模量、剪切模量、體積模量、泊松比等巖石彈性參數(shù)結(jié)合巖性密度曲線計算破裂壓力梯度、閉合壓力梯度，進而預(yù)測地層破裂壓力及裂縫的縱向延伸。第41頁/共100頁42第42頁/共100頁第43頁/共100頁第44頁/共100頁第45頁/共100頁預(yù)測破裂壓力為34Mpa,施工值為34.8Mpa,預(yù)測最小閉合壓力為20Mpa,施工值為27.5Mpa第46頁/共100頁47sandan2006第47頁/共100頁第48頁/共100頁第49頁/共100頁第50頁/共100頁斯通利波估算滲透率第51頁/共100頁斯通利波（單極）由井壁引起的壓力脈沖RECEIVEROFFSET(m)3.354.42斯通利波第52頁/共100頁53滲透性采集噪聲井眼變化 地層變化泥餅波的屬性應(yīng)用過程中的問題要把非滲透性影響去除第53頁/共100頁54解決方法處理 壓制數(shù)據(jù)中的噪聲和散射模擬 模擬數(shù)據(jù)沒有滲透性時的屬性進而與實際數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)滲透性指示 反演 估算滲透率第54頁/共100頁55斯通利波數(shù)據(jù)DEPTH(feet)83592526TIME(ms)第55頁/共100頁56波分離第56頁/共100頁57反射系數(shù)的計算DEPTHDWVTRRWVRTTIMERLAGREFL0REFL第57頁/共100頁波分離成果圖包括直達波的中心頻率、斯通利波慢度、原始反射系數(shù)、處理過的反射系數(shù)、伽馬曲線、下行波相對直達波的時間延遲、以及分離開的直達波、下行波、上行波第58頁/共100頁2、求滲透率先根據(jù)中心頻率曲線結(jié)合時差曲線、伽馬曲線，選一非滲透層。（時差小、頻率高、而且具有一定對稱性的層）第59頁/共100頁第60頁/共100頁第61頁/共100頁第62頁/共100頁第63頁/共100頁第64頁/共100頁計算滲透率時注意第一次計算時滯和頻移時，參考點要選干層點，不能選泥巖點。第二個估算滲透率時，第二個參考點要選滲透層，所對應(yīng)的孔隙流體密度按儲層內(nèi)流體密度填寫公制井徑的單位是米，而不是厘米第65頁/共100頁識別含氣儲層GassmannEquation:WaterGasf:fluid,s:solidmatrix,d:dryP-wavevelocityS-wavevelocity,unaffected第66頁/共100頁峰基比11.4第67頁/共100頁正交偶極子的處理及應(yīng)用理論方法原理處理質(zhì)量控制解釋應(yīng)用第68頁/共100頁

交叉偶極測量原理快橫波=XXcos2q+(XY+YX)sinqcosq+

YYsin2q慢橫波=XXsin2q-(XY+

YX)sinqcosq+YYcos2q測量的四種組分:同向分量:XX,YY交叉分量:XY,YX橫波在各向異性地層中分裂成快、慢橫波第69頁/共100頁處理前的質(zhì)量控制波形偏移的線性度波形和和波譜相關(guān)性X&Y波形的匹配程度波形波譜第70頁/共100頁第71頁/共100頁殘差分析波形與時窗的疊加

&快&慢橫波分裂各向異性方位

vs.儀器方位010API160X280慢橫波S1ISOS1S2ANIS_AVEANIS_ARRAYAZ_FASTAZ_SLOWAZ_TOOL處理時窗

500TIME(ms)3500FASTWAVESLOWWAVE快橫波180ms/ft70010%2525%0

0(deg)180GammaRayFEETS2ISO波形與時窗疊加擬合殘差的比較S1ISO高:各向異性估計的很可靠S2ISO高:交叉分量能量高S1S2高:快、慢橫波方位穩(wěn)定快慢橫波分裂快橫波方位vs.儀器方位第72頁/共100頁各向異性圖包括各向異性的大小和方位第73頁/共100頁裂隙造成的各向異性在快速地層，各向異性的大小和裂縫的發(fā)育程度有明顯的聯(lián)系。第74頁/共100頁應(yīng)力造成的各向異性BoreholeBreakoutandAcousticAnisotropyBoreholeBoreholeBreakoutandBreakoutandAcousticAcousticAnisotropyAnisotropyAnisotropyMapNESWNAnisotropy40(%)GRCALAZBreakoutAcousticImageNESWNsmax第75頁/共100頁快地層可根據(jù)單極子橫波分裂現(xiàn)象來判斷慢地層的快慢橫波的頻散曲線交叉現(xiàn)象來判斷。區(qū)分應(yīng)力和裂縫造成的各向異性單極波列第76頁/共100頁套管井壓裂效果分析

0150

FN30-10

0(%)8PerfsRestric-tion交叉偶極資料可以在套管井內(nèi)分析壓裂縫方位及延伸方向GRCAL

5in150DensAVEAZ

TracerAnalysis23AnisotropyMap

0(deg)360DEPTH(FEET)第77頁/共100頁單極發(fā)射器T1單極發(fā)射器T2偶極發(fā)射器T4偶極發(fā)射器T38接收器陣列分隔器發(fā)射器部分提高慢度計算的分辨率平均慢度第78頁/共100頁采用重疊子陣列方法提高分辨率多源相似疊加法:結(jié)合多子陣列統(tǒng)計子陣列間距Receiver-arraypositionsTransmitterpositions第79頁/共100頁808個接收器陣列的所有配置(1)0.5’,28waveforms(2)1’,54waveforms(3)1.5’,80waveforms(4)2’,100waveformsused.(7)3.5’64waveforms(6)3’,98waveforms(5)2.5,108waveformsTransmitterpositionsReceiver-arraypositionsSubarrayaperture第80頁/共100頁第81頁/共100頁N15250井高分辨率陣列聲波對比圖0.5米第82頁/共100頁H48井高分辨率陣列聲波對比圖0.4-0.6米的薄層第83頁/共100頁B6-10井高分辨率陣列聲波對比圖第84頁/共100頁不同接收器子陣列的慢度比較0.2米左右的分辨率第85頁/共100頁高分辨率陣列聲波在識別薄氣層中的應(yīng)用日產(chǎn)4.86萬方氣42第86頁/共100頁第87頁/共100頁SsTV利用斯通利波計算TI各向異性及水平滲透率第88頁/共100頁接收器序列

(m)3.354.42斯通利波斯通利波位移地層流體運動接收器聲源斯通利波傳播方向斯通利波第89頁/共100頁PermError斯通利波橫波模擬合成各向同性的斯通利波合成波是否大于實際斯通利波DTSH