反射波成象测井仪器及测井方法技术

一种反射波成象测井仪器及测井方法，特别是涉及石油钻探过程中的测量地层物理性质的测井技术。为了克服现有测井技术不能满足远探测测井需要的不足，提供一种反射波成象测井仪器及测井方法，该仪器发射阵列（２）安装有工作频率为１０～１５ｋＨｚ的高频发射换能器（２１）和工作频率为５～９ｋＨｚ的低频发射换能器（２２）；接收阵列（４）安装有响应频率为２～２０ｋＨｚ接收换能器（４１）；隔声体（３）为固定长度隔声体（３１）和可变长度隔声体（３２）；测井方法包括反射波信号的处理和测井解释等。应用本发明专利技术可将井壁附近的径向探测距离从１ｍ提高到１０ｍ，不破坏井壁，且反射波信号可控和可重复。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量地层物理性质的测井技术，特别是涉及一种。
技术介绍
为了勘探地下石油和天然气资源层，通常在钻井后进行地球物理测井，以了解井剖面上地层的岩性、地层的分界面，尤其是油气储集层的深度及其孔隙度、渗透率和含油气饱和度。地球物理测井，是向井内设置一个被称为井下工具或探测仪的测量装置，该装置可以在井内上下移动，用位于地面的通过测井电缆连接井下工具的处理装置，处理由井下工具测到的信号。用声波发生器和在井下工具上设置的一个接收器，确定声波在地层中传播速度的测井方法也是众所周知的。目前，各种地球物理测井方法(如微电扫描测井、感应测井、核法测井等)在井下所加的物理场强度有限和方法本身的限制，探测的径向距离有限，一般在1米左右，而石油天然气开采往往需要了解距井壁较远处的情况，例如储集层或邻近地层中是否有裂缝、距井壁较远处储集层中由于注水或注气产生的油-水界面的位置等。而现有的声波测井方法，由于测量记录的是沿井壁传播的滑行波(非均匀波)，其径向探测深度与声波信号的频率有关，仅为厘米级至数十厘米级；地震勘探方法虽然探测深度达到几百米，甚至可以达到几千米，但由于地震勘探方法的分辨率低，并且在井下进行地震勘探会破坏井壁，测量记录信号不可控，测量结果不能重复。因此，现有的地球物理测井技术和地震勘探技术都不能解决较远距离探测问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有测井技术不能满足远探测测井需要的不足，提供一种，能够满足井壁径向探测距离为10m以内的测井要求。为了达到上述目的，本专利技术反射波成象测井仪器，包括发射电子仓、发射阵列、隔声体、接收阵列、接收电子仓，且从上至下依次联接，发射阵列中安装有高频发射换能器和低频发射换能器；接收阵列安装有接收换能器；高频发射换能器的工作频率为10～15kHz，低频发射换能器的工作频率为5～9kHz；接收换能器的响应频率为2～20kHz；隔声体为固定长度隔声体和可变长度隔声体。应用本专利技术反射波成象测井仪器的测井方法，包括波信号数据的读取、波信号的处理、反射波信号解释。(1)反射波测井信号处理步骤如下A.信号分离将波形记录中的纵波、横波和带低频干扰成分的波分离。a.当井外反射界面与井壁平行或夹角为0°～20°时，采用分段压制方法分离纵波，当井外反射界面与井壁夹角为＞20°～＜90°时，采用中值滤波方法分离纵波；b.采用分时间段压制幅度分离横波。B.时差校正时差校正公式ti=t02+(xiV(t0))2]]>式中ti——反射波到达时间xi——源距V(to)——时间to对应的速度 C.信号叠加对信号进行叠加处理，增加反射波信号强度。D.波场分离利用在波形剖面上不同波成分之间速度的差异，采用F-K滤波或τ-p滤波。τ-p变换的离散形式为 (正变换) (反变换)步骤如下a.取一段深度的波形做τ-p正变换，将信号从x-t域变换到τ-p域，b.在τ-p域中对干扰信号区域做压制或时变切除，c.做τ-p反变换，将信号恢复回x-t域；E.时距转换采用平均速度公式进行时距转换，将时间剖面转换成距离剖面，转换公式为H=12V‾(t0)t0]]>式中V为对应的平均速度；F.参数计算根据深度或速度剖面上反射截面的位置和方向信息，计算该截面与井眼之间的距离、延伸角度。(2)在对波信息数据处理后，得到反射波图象，对反射波图象进行定量分析和地质解释，步骤如下A.根据反射波的到达时间和倾斜方位，反演反射波信息所反映的界面或裂缝的距离和角度。B.根据井眼轨迹变化信息，判断界面或裂缝的地质方位。C.用反射波测井成象图与偶级横波测井处理的各向异性图、斯通利波反射系数图、地层倾角图、微电阻率成象图综合分析，详细描述地层面、裂缝、断层的特征。本专利技术的有益效果是，将井壁附近的径向探测距离从1m提高到10m左右，不破坏井壁，且反射波信号可控和可重复。附图说明图1是本专利技术反射波成象测井仪器示意图。图2是本专利技术反射波成象测井仪器发射阵列结构示意图。图3是本专利技术反射波成象测井仪器固定长度隔声体结构示意图。图4是本专利技术反射波成象测井仪器可变长度隔声体结构示意图。图5是本专利技术反射波成象测井仪器接收阵列结构示意图。图6是本专利技术反射波成象测井仪器阻尼材料为橡胶加吸声陶瓷的隔声体。图7是本专利技术反射波成象测井方法反射波信号处理流程图。图中1.发射电子仓，2.发射阵列，3.隔声体，4.接收阵列，5.接收电子仓，21.高频发射换能器，22.低频发射换能器，23.短绝缘隔套，24.长绝缘隔套，25.短绝缘隔套，31.固定长度隔声体，32.可变长度隔声体，33.刻槽，34.阻尼材料，35.外壳，36.外壳，37.螺钉，38.隔声体上部，39.隔声体下部，41.接收换能器，42.绝缘隔套。具体实施例方式参照附图，反射波成象测井仪器主要包括发射电子仓1、发射阵列2、隔声体3、接收阵列4、接收电子仓5，且从上至下依次联接(图1)。发射阵列2安装有高频发射换能器21和低频发射换能器22；接收阵列4安装有接收换能器41。高频发射换能器21的工作频率为10～15kHz，最好为11～12kHz；低频发射换能器22的工作频率为5～9kHz，最好为6～7kHz；接收换能器41的响应频率为2～20kHz。参照图2，发射阵列2中的高频发射换能器21和低频发射换能器22采用厚度(切向)方向极化的压电陶瓷长条拼接成圆管状发射换能器或采用2个径向极化的陶瓷圆管组合而成，应用相控阵技术，控制发射脉冲相位，使发射波在空间的某点以相同的相位叠加，从而得到聚焦效果。高频发射换能器21的数量为4只，沿发射阵列2的轴向均布在发射阵列2的上部，相互之间用短绝缘隔套23隔开；短绝缘隔套23的长度为3～5mm，最好为4mm。低频发射换能器22的数量为2只，沿发射阵列2的轴向均布在发射阵列2的下部，相互之间用短绝缘隔套25隔开；短绝缘隔套25的长度为3～5mm，最好为4mm；高频发射换能器21与低频发射换能器22之间用长绝缘隔套24隔开，长绝缘隔套24的长度为400～500mm，较好的为440～480mm，最好的是460～470mm。在发射时，4只高频发射换能器21可分别采用1个发射、2个发射、3个发射或4个发射，发射的延迟时间可调。参照图5，接收阵列4中的接收换能器41采用4个径向极化的圆环串联而成，或采用2个径向极化的陶瓷圆管组合而成；接收换能器41的数量为4～8只，沿接收阵列4的轴向均布，相互之间用短绝缘隔套42隔开；短绝缘隔套42的长度为200～250mm，最好的是220～230mm。高频发射换能器21、低频发射换能器22和接收换能器41必须安装在橡胶平衡油囊中并加以密封才可以使用，油囊厚度为2～3mm。绝缘隔套23、绝缘隔套24、绝缘隔套25和绝缘隔套42可选用绝缘性能好的材料制成，如聚四氟乙烯。参见图3、图4，由于所需探测径向距离的不同，要求反射波成象测井仪器的源距(发射阵列2与接收阵列4之间的距离)也不同，因此本专利技术的隔声体3有固定长度隔声体31和可变长度隔声体32两种形式。可变长度隔声体32由隔声体上部38和隔声体下部39组合而成，隔声体上部38和隔声体下部39之间可以伸缩，调节可变长度隔声体32的长度，以满足不同源距的需要，可变长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射波成象测井仪器，包括发射电子仓、发射阵列、隔声体、接收阵列、接收电子仓，且从上至下依次联接，其特征在于：所述的发射阵列（２）安装有高频发射换能器（２１）和低频发射换能器（２２）；接收阵列（４）安装有接收换能器（４１）；所述的高频发射换能器（２１）的工作频率为１０～１５ｋＨｚ，低频发射换能器（２２）的工作频率为５～９ｋＨｚ；接收换能器（４１）的响应频率为２～２０ｋＨｚ；所述的隔声体（３）为固定长度隔声体（３１）和可变长度隔声体（３２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹庆文，李长文，楚泽涵，柴细元，强毓明，赵旭东，汪宏波，薛梅，边环玲，
申请(专利权)人：大港油田集团有限责任公司，大港油田集团测井公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]