XMAC交叉多極子陣列聲波測井資料評價基礎(chǔ)

1、 前前 言言 XMACXMAC為交叉式多極陣列聲波測井儀，它是阿特為交叉式多極陣列聲波測井儀，它是阿特拉斯公司繼拉斯公司繼多極陣列聲波測井儀多極陣列聲波測井儀(MAC(MAC）之后的又一）之后的又一代產(chǎn)品，兼容了代產(chǎn)品，兼容了MACMAC的所有功能，它是把單極、偶極、的所有功能，它是把單極、偶極、交叉偶極技術(shù)結(jié)合在一起的新一代測井技術(shù)。交叉偶極技術(shù)結(jié)合在一起的新一代測井技術(shù)。 三、處理流程三、處理流程 四、主要應(yīng)用四、主要應(yīng)用 4 4個發(fā)射器，兩個單極發(fā)射 器T1和T2,兩個偶極發(fā)射器 T3和T4。T3和T4是正交的8個接收器組，接收間距 為6英寸。每組有四個正交 的接收器。T1與T3間距離為

2、9英寸，T3 與T4間距離為1英尺，T4與 T2間距離為9英寸,R1 與T2 間距離為102英寸。R1R8三、處理流程三、處理流程 四、主要應(yīng)用四、主要應(yīng)用 Slide Slide 6 699-7-30 File Name6 6單極儀器（常規(guī)）發(fā)射源接收器PPPPPWavePWaveSWaveSWaveQCV1V2斯奈爾定律泥漿泥漿地層地層sin Q1/sin Q Q2=V1/V2sin Q QC=V1/V2Q2Q11) V2V1,產(chǎn)生縱波和橫波 V2=(Vp,Vs)2) V2V1,(V2=Vs)不能產(chǎn)生 橫波9快速地層中的單極波形數(shù)據(jù)10慢速地層中的單極波形數(shù)據(jù)Slide Slide 161

3、699-7-30 File NameSWavePPPPSWave偶極（橫波）儀接收器發(fā)射源撓曲波偶極子Y接收器X接收器X發(fā)射源Y發(fā)射源XYXY接收器發(fā)射器發(fā)射器接收器XXXYYYXXXYYY14 12個線性偶極波形 Tx 線性,Rx3,Rx4,Rx5,Rx6,Rx7,Rx8. Ty 線性,Ry1,Ry2,Ry3,Ry4,Ry5,Ry6.12個交叉偶極波形 Tx 交叉,Ry3,Ry4,Ry5,Ry6,Ry7,Ry8. Ty 交叉,Rx1,Rx2,Rx3,Rx4,Rx5,Rx6.24個偶極波形R1R8T4發(fā)射,R1,R2,R3,R4,R5,R6接收T3發(fā)射,R3,R4,R5,R6,R7,R8接收

4、XMACXMAC把單極技術(shù)、偶極技術(shù)和交叉偶極技術(shù)結(jié)合在一把單極技術(shù)、偶極技術(shù)和交叉偶極技術(shù)結(jié)合在一起。有三種工作模式：起。有三種工作模式：1 1、單極工作模式（常規(guī)時差測井）、單極工作模式（常規(guī)時差測井）2 2、單、偶極全波工作模式、單、偶極全波工作模式3 3、正交偶極工作模式（偶極橫波）。、正交偶極工作模式（偶極橫波）。其中正交偶極方式是其中正交偶極方式是XMACXMAC的一大特色也是其命名的淵源。的一大特色也是其命名的淵源。 三、處理流程三、處理流程 四、主要應(yīng)用四、主要應(yīng)用 各向異性分析縱、橫、斯通利波的提取機(jī)械參數(shù)求取能量計算波分離WAVE(波形數(shù)據(jù)）滲透率計算反射系數(shù)計算反射界面確

5、定率減計算出砂分析XMAC數(shù)據(jù)處理流程三、處理流程三、處理流程 四、主要應(yīng)用四、主要應(yīng)用 主要應(yīng)用2012350100150200250300350400450橫波時差橫波時差 (us/ft)Vp/Vs水點水點含油氣砂巖含油氣砂巖低值砂巖點低值砂巖點氣核磁滲透率斯通利波滲透率中子孔隙度密度孔隙度氣存在情況的斯通利波和核磁滲透率剖面計算方法計算方法建立地質(zhì)模型：建立地質(zhì)模型： 假設(shè)地層由骨架、膠結(jié)物、流體組成。則地層假設(shè)地層由骨架、膠結(jié)物、流體組成。則地層壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)( (C Cb b) )等于三項壓縮系數(shù)之和，即：等于三項壓縮系數(shù)之和，即： C Cb b=V1C1+V2C2+V3C3=V1

6、C1+V2C2+V3C3流體性質(zhì)識別方法：流體性質(zhì)識別方法： 當(dāng)儲層為多相流體時，必須先根據(jù)錄井、試油當(dāng)儲層為多相流體時，必須先根據(jù)錄井、試油等資料先確定地區(qū)性油、氣、水的壓縮系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。等資料先確定地區(qū)性油、氣、水的壓縮系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。骨架骨架 膠結(jié)物膠結(jié)物 V2V2流體流體 V3V3V1V1（C1C1）（C2C2）（C3C3）骨架壓縮系數(shù)骨架壓縮系數(shù)骨架體積骨架體積膠結(jié)物體積膠結(jié)物體積膠結(jié)物壓縮系數(shù)膠結(jié)物壓縮系數(shù)流體體積流體體積流體壓縮系數(shù)流體壓縮系數(shù)應(yīng)用實例應(yīng)用實例 1xx1xx1井油氣識別成果圖井油氣識別成果圖 水水油氣油氣不確定性不確定性試油結(jié)果試油結(jié)果（酸化后）（酸化后）：油：油：28.9

7、方方氣：氣：130490方方水：水：46.2方方 上盤上馬組上盤上馬組 下盤上馬組下盤上馬組 圖圖3-2-1 板深板深703井上盤上馬組與下盤上馬流體識別對比圖井上盤上馬組與下盤上馬流體識別對比圖應(yīng)用實例應(yīng)用實例 2 xxxx 2 2 井井 油油 氣氣 識識 別別 成成 果果 圖圖xx3井斯通利波變密度圖xx4井斯通利波變密度圖2 2、識別裂縫、孔洞、識別裂縫、孔洞FMI應(yīng)用實例應(yīng)用實例1xx3井聲波幅度衰減與井聲波幅度衰減與FMIFMI對比圖對比圖50/10650/10645/9045/9035/6335/63自然伽馬0150縱波幅度橫波幅度斯通利波幅度滲透率 75-15 30-20-15-

8、3010001縱波幅度不縱波幅度不衰減，橫波、衰減，橫波、斯通利波幅斯通利波幅度衰減，說度衰減，說明圖示井段明圖示井段地層存在低地層存在低角度裂縫，角度裂縫，并且有較強(qiáng)并且有較強(qiáng)滲透性。滲透性。應(yīng)用實例應(yīng)用實例2xx3xx3井聲波幅度衰減與井聲波幅度衰減與FMIFMI對比圖對比圖FMI78/9878/9860/11460/11466/12466/12463/14063/14059/17459/1740150自然伽馬縱波幅度橫波幅度斯通利波幅度滲透率 75-15 30-20-15-3010001縱波、斯通縱波、斯通利波幅度衰利波幅度衰減，橫波幅減，橫波幅度不衰減，度不衰減，說明圖示井說明圖示井段

9、地層存在段地層存在高角度裂縫，高角度裂縫，并且有較強(qiáng)并且有較強(qiáng)的滲透性。的滲透性。應(yīng)用實例應(yīng)用實例3xx5xx5井井XMACXMAC解釋成果與解釋成果與FMIFMI對比圖對比圖縱波幅度自然伽馬150斯通利波差0井徑大小深側(cè)向電阻率淺側(cè)向阻率橫波幅度斯通利波幅度縱波時差橫波時差全波變密度圖22000002200000190401904025050縱、橫、斯縱、橫、斯通利波幅度通利波幅度衰減均不明衰減均不明顯，說明圖顯，說明圖示井段地層示井段地層為孔隙型或為孔隙型或孔洞型儲層孔洞型儲層xx3xx3井綜合曲線、井綜合曲線、FMIFMI圖象與全波波形對比圖圖象與全波波形對比圖適用條件適用條件當(dāng)掃描成象

10、測當(dāng)掃描成象測井顯示地層為井顯示地層為致密層或孔洞致密層或孔洞型、孔隙型儲型、孔隙型儲層或地層高角層或地層高角度裂縫發(fā)育時，度裂縫發(fā)育時，可觀測到反射可觀測到反射P P波。波。xx5xx5井綜合曲線、井綜合曲線、FMIFMI圖象與全波波形對比圖圖象與全波波形對比圖應(yīng)用實例應(yīng)用實例1致密層、孔洞型、致密層、孔洞型、孔隙型儲層出現(xiàn)孔隙型儲層出現(xiàn)反射反射P P波波反射反射P P波波試油結(jié)果試油結(jié)果（酸化后）（酸化后）： 油：油：41.2方方 氣：氣：192958方方 水：水：77.0方方xx5xx5井綜合解釋成果圖井綜合解釋成果圖應(yīng)用實例應(yīng)用實例 2反射反射P P波波反射反射P P波波試油結(jié)果試油結(jié)

11、果（酸化后）（酸化后）： 油：油：28.9方方 氣：氣：130490方方 水：水：46.2方方 快慢橫波示意圖快慢橫波示意圖3 地層各向異性分析地層各向異性分析SlowY SourceX SourceSlowY ReceiverXReceiverFastq q Fast地層存在裂縫地層存在裂縫地應(yīng)力不均衡地應(yīng)力不均衡高角度地層高角度地層造成地層各向異性的原因造成地層各向異性的原因理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)各向異性模型各向異性模型均勻模型均勻模型模型實驗獲得的全波波形圖模型實驗獲得的全波波形圖xx5xx5井地層橫波各向異性處理成果圖井地層橫波各向異性處理成果圖應(yīng)用實例應(yīng)用實例利用快橫利用快橫波方位確波方位

12、確定地層最定地層最大主應(yīng)力大主應(yīng)力方向為北方向為北北北-東向。東向。0150自然伽馬方位各向異性慢橫波波形各向異性各向異性平均各向異性平均各向異性快波時差慢波時差0360快波波形井眼狀況井眼狀況快橫波快橫波慢橫波慢橫波縱波縱波快橫波快橫波慢橫波慢橫波縱波縱波深側(cè)向2200000淺側(cè)向微側(cè)向22000002000002板深板深8井單極全波波形井單極全波波形板深板深8井單極全波波形井單極全波波形xx5xx5井地層橫波各向異性處理成果圖井地層橫波各向異性處理成果圖應(yīng)用實例應(yīng)用實例利用誘導(dǎo)縫利用誘導(dǎo)縫走向及井眼走向及井眼崩落方向確崩落方向確定地層最大定地層最大主應(yīng)力方向主應(yīng)力方向為北北為北北- -東向

13、，東向，與利用快橫與利用快橫波方位確定波方位確定的地層主應(yīng)的地層主應(yīng)力方向一致。力方向一致。誘導(dǎo)縫走向誘導(dǎo)縫走向FMI誘導(dǎo)縫誘導(dǎo)縫0150自然伽馬方位各向異性慢橫波波形各向異性各向異性平均各向異性平均各向異性快波時差慢波時差0360快波波形井眼狀況井眼狀況深側(cè)向2200000淺側(cè)向微側(cè)向22000002000002井眼崩落井眼崩落b）在4300-4301.5米處沒有各向異性，成像圖上指示發(fā)育較多的溶洞，無疑這類地層要產(chǎn)生各向異性，但這些界面方向多變，造成各向異性的不穩(wěn)定，多數(shù)情況下互相抵消故在XMAC處理中沒有各向異性表現(xiàn)。板深7d）在4355-4357米處，橫波發(fā)生了分裂。成像圖上出現(xiàn)了誘導(dǎo)

14、壓裂縫或應(yīng)力釋放縫（或井壁應(yīng)力崩落）特征，無天然裂縫的痕跡，且快橫波的方向與最大水平主應(yīng)力方向一致。橫波分裂的原因肯定是構(gòu)造應(yīng)力的非平衡性所致，說明井壁周圍是致密的。板深8井e） 在成像圖上表現(xiàn)為天然裂縫的特征，沒有應(yīng)力因素，橫波發(fā)生了分裂，說明是單組系高角度裂縫所致，且快橫波方向與天然裂縫的走向一致xx3井5700 5725 5750 .各向異性. 聲成像 裂縫走向NNE/SSW30o 用交叉偶極測井分析裂縫快波方位傾角分析快波方位指示裂縫走向各向異性大小反映裂縫發(fā)育程度(us/ft) F2FAST DT20003000(us/ft) F2Fast Wavetrace 12003700(us

15、) F2Slow Wavetrace 12003700(us) F2ANIS-AVEGR0 200(gAPI)AVERAGE ANISOTROPY015(%)FAST VsSLOW Vs2000 3000(m/s)Fast Wave AVE_ANIS 1200 (us) 3700Slow WaveFast AZ 0 180(deg)DEPTH (ft)X600X800泥巖泥巖砂巖 應(yīng)力引起的各向異性（在砂泥巖地層交叉偶極數(shù)據(jù)計算的結(jié)果）沒有應(yīng)力引起各向異性最大主應(yīng)力方位反映應(yīng)力大小0 0350035000 035003500 xx3井各向異性分析圖 從圖中可以看出在41654175米處各向異性

16、值較大，方位各向異性圖顏色較黑，快慢橫波波列耦合的不好，快慢波的慢度有差異，結(jié)合成象解釋為一類儲層。 以上我們簡單介紹了一下地層各向以上我們簡單介紹了一下地層各向異性的作用。那么引起各向異性的原因異性的作用。那么引起各向異性的原因有那些呢？下面從以下五個方面介紹以有那些呢？下面從以下五個方面介紹以 一下引起各向異性的原因一下引起各向異性的原因 ： a)在成像圖上沒有出現(xiàn)任何誘導(dǎo)裂縫、天 然裂縫、井壁應(yīng)力崩落的特征，而快慢橫 波發(fā)生了分裂，其原因是構(gòu)造應(yīng)力的非平 衡性所致，同時也預(yù)示著在井壁附近很可 能存在其走向平行于最大水平構(gòu)造應(yīng)力的 高角度裂縫。這對壓裂酸化和水平井設(shè)計 有重要的意義，對產(chǎn)能

17、的潛在貢獻(xiàn)較大。 c）橫波發(fā)生分裂，而成像圖上幾乎不 見任何裂縫和地應(yīng)力特征，這有可能 是泥巖自身的各向異性或地層呈規(guī)則的 層狀分布所致。這兩類地層在成像上很 容易識別，或通過常規(guī)測井資料亦能區(qū)分。 利用縱波、橫波時差、密度及泥質(zhì)資料計算彈性模量和流體壓縮系數(shù)，提供完全含水時的縱橫波速度比、巖石楊氏模量、 切變模量、泊松比等參數(shù)。 xx6井斯通利波變密度圖1869-1874.21879-1884.21884.2-1891xx6井滲透率指示圖 結(jié) 論 在1869-1874 .2 米、1879-1884.2米、1884.2-1891米處，常規(guī)解釋為主裂縫帶但在滲透率指示圖上，對應(yīng)的滲透率較低，從斯通利波變密度及能量曲線上看都沒有衰減。說明是閉合縫或填充縫，不可能有產(chǎn)能。試油結(jié)果只見到油花，日產(chǎn)水0.198方。斯通利波變密度圖官76-30-2滲透率指示圖官76-30-2無油花日產(chǎn)9 .8方水，累計0.966方水。油花日：5 .2方水累：1.09方水結(jié)束語 目前為止共測了八口井，其解釋成果與斯倫貝謝的DSI有很好的一致性。但現(xiàn)在還局限在定性階段，今后我們打算從以下幾個方面深化 XMAC的研究工作： 1）聲波全波波