基于二维有限差分法的井径变化对补偿声波测井响应的影响.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 32卷 第 1期 2008年 2月 JOURNAIOFDAQINGPETROLEUM INSTITUTE Vo1．32 No．1 Feb． 2008 基于二维有 限差分法的井径变化 对补偿声波测井响应的影响 丛健生 ，乔文孝 (1．中国石油大学 (北京)资源与信息学院，北京 102249； 2。大庆石油学院 地球科学学院，黑龙江 大庆 163318) 摘 要 ：采用二维有限差分方法，模拟计算不 同岩性和井径变化对补偿声波测井 响应的影 响，并采用二元线性 回归 方法给 出了测井响应校正曲线．结果表明：地层岩性对补偿 声波测井有一定影响．当井径变化时 ，补偿声波测 井的补偿能 力是不同的；当扩径井段半径不变 时，随着扩径井段轴 向长度增加 ，补偿能力开始逐渐变差 ；当补偿声波时差达到最大值 时，补偿能力最差 ，然后补偿能力逐渐变好 ；当扩径或缩径井段轴 向长度不变时，随着井半径增加或减小 ，补偿能力逐渐 变差．实例证实 ，二元线性回归方法优于传统的算术平均法． 关 键 词 ：有限差分 ；补偿声波测井 }井径变化 ；二元线性 回归；补偿能力 中国分类号 ：P313．3 文献标识码：A 文章编号：1000—1891(2008)01—0001—04 早期 的声波测井主要是用来估计地层的纵波声速．测量仪器从早期 的单发双收声系，发展到后来 的 双发双收声系．双发双收声系主要用来消除探头倾斜 、井眼冲蚀 、地层界面和拾取个别旅行时不精确等因 素的影响，在一定程度上可 以补偿井壁直径变化造成的测量误差 ]．在井孔声场研究方面，自Biot首次 提宙利用波动理论研究井孔声场以来 ，有关全波和分波场 的报道很多 ]．Baker_5曾考察侵入带、泥饼和 套管等条件下对声波全波列(纵波 、横波反射模式及斯通滤波等)的影响，认为声波测井仪探测深度较浅． Tezuka等 提出一种快速模拟方法 ，即在不规则井眼内得到低频斯通滤波，该方法给出影响人工合成记 录的井眼不规则因素 ，即井径变化和地层性质变化．李永红等[7利用互换原理 ，通过 自行开发编制软件 ，对 单发双收煤 田测井仪实现双发双收补偿声波测井．李洪奇等 ]采用射线追踪方法，模拟计算双发双收声系 在不同扩径层段声速测井响应特征规律．一些学者虽在井眼变化时补偿声波测井的响应特征方面做 了研 究，但没有给出比较明确的补偿方法．为此 ，笔者根据波动理论 ，考虑地层岩性对测井响应影响，采用二维 速度一应力有限差分方法 ]，模拟计算井径变化 ，研究不同岩性对补偿声波 眼 测井响应 的影响 ，并给出一种新的补偿方法． 1 基本原理 对于双发双收声波速度测井仪 ]，在声波接收探头R 和 R 上下方各放 地层 置声波发射探头，T 和 T 声系为 T1．OR0．5R 1．0T2，1．0m 为源距 ，0．5 m 为间距 ，见图1．图 1中，T 和 T 交替发射声波脉冲信号 ，然后将两组接收 探头的时差数据加 以平均．如果井 眼泥浆 的声速是 u，地层 的声速 是 u，当 T 发射时，R 接收到 ABCE路径的首波 ，R 接收到 ABDF路径 的首波，记 R 录的一组时差为 At一CD／v+(DF／u一CE／u)．同理 ，当 T2发射时，R 接 收到ABCE 路径的首波 ，R 接收到 AB D F路径 的首波，记录的一组时 图1 双发双收声系示意 收稿 日期 ：2007—03—16；审稿人：宋延杰 ；编辑 ：陆雅玲 基金项目：国家 自然科学基金项 目；黑龙江省 自然科学基金项 目(A2004—03)