劉新鋒

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)手段的不斷發(fā)展和進(jìn)步，聲波測(cè)井技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。聲波測(cè)井技術(shù)是指，技術(shù)人員依據(jù)聲波在巖層中的傳播特點(diǎn)，來(lái)探測(cè)井下的地質(zhì)狀況。為了更好的發(fā)揮聲波測(cè)井的作用，筆者對(duì)聲波測(cè)井技術(shù)在測(cè)井中的工作原理與方法進(jìn)行了闡述，并分析了該技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用情況，探討了聲波測(cè)井技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】聲波測(cè)井 測(cè)井 應(yīng)用

20世紀(jì)60年代，聲波測(cè)井方法已開始被應(yīng)用于測(cè)井工作中。目前，該技術(shù)已發(fā)展成最流行的物理測(cè)井方法之一。由于在不同的介質(zhì)中，聲波會(huì)展現(xiàn)出不同的傳播特性，同時(shí)，聲波還不受泥漿侵入的影響。因此，技術(shù)人員可利用聲波技術(shù)，來(lái)探測(cè)井下的地質(zhì)情況。

1 聲波測(cè)井技術(shù)工作方法

由于聲波是聲音借于機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)形式，因此，聲波的傳播情況與介質(zhì)的彈性有密切關(guān)系。因聲波具有作用快、能量小等特點(diǎn)，所以技術(shù)人員在運(yùn)用聲波測(cè)井時(shí)，可將巖石作為彈性主體，并依據(jù)其傳播特點(diǎn)來(lái)研究井下的地質(zhì)情況。目前，聲波測(cè)井技術(shù)主要包括聲幅測(cè)井技術(shù)與聲速測(cè)井技術(shù)。同時(shí)，聲波測(cè)井技術(shù)采用的設(shè)備稱作聲波測(cè)井儀，通過該儀器發(fā)出的聲波，工作人員可估算井下巖層的空隙度，從而探測(cè)井下巖層的性質(zhì)。

聲波測(cè)井體系由地面控制器、記錄處理設(shè)施及井下?lián)Q能器三部分組成。其中，記錄處理設(shè)施用于記錄接收換能器時(shí)產(chǎn)生的時(shí)間差，而非聲波信號(hào)抵達(dá)該技術(shù)系統(tǒng)時(shí)的初始時(shí)間，這種測(cè)量方法有助于減小測(cè)量誤差，從而提高結(jié)果的精密度。此外，聲波測(cè)井技術(shù)還引入了信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，從而將聲波測(cè)井過程轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸模型，以便更加精確的探測(cè)出井下以及井眼周圍的地質(zhì)情況。

2 聲波測(cè)井技術(shù)在測(cè)井中的應(yīng)用

近年來(lái)，聲波測(cè)井技術(shù)經(jīng)歷了快速的發(fā)展：聲幅測(cè)井、聲速測(cè)井—長(zhǎng)距聲波測(cè)井—超聲波測(cè)井、多極子列陣聲波。因此，聲波測(cè)井技術(shù)已不再單純依靠聲學(xué)技術(shù)，而是在其基礎(chǔ)上還融入了聲學(xué)理論、電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息處理模型等現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)。目前，聲波測(cè)井技術(shù)在測(cè)井工作中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 劃分底層

聲波測(cè)井在測(cè)井中劃分底層，主要是以聲波在不同巖石中的傳播特點(diǎn)、速度與時(shí)差值各異為理論依據(jù)，例如：在泥巖石的剖面中，由于泥巖中含有豐富的石膏、鈣等元素，且其滲透性較強(qiáng)。因此，泥巖石的時(shí)差值大于砂巖石的時(shí)差值。而在碳酸鹽巖石的剖面中，可根據(jù)巖石周波的跳躍規(guī)律，及碳酸鹽巖石的裂縫性與孔隙性，將其劃分為白云巖與石灰?guī)r，與泥巖石的現(xiàn)象相似，含石灰成分較多的石灰?guī)r的時(shí)差值大于白云巖。因此，利用聲波獨(dú)有的時(shí)差值，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)出所測(cè)井下巖層的致密程度，并通過分析時(shí)差曲線，對(duì)地層做出合理的劃分與對(duì)比。

2.2 識(shí)別裂縫、判斷氣層

筆者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在巖層性質(zhì)較為固定的條件下，氣層段呈現(xiàn)較高的時(shí)差值。此外，該層段還較易出現(xiàn)周波跳動(dòng)活躍的現(xiàn)象。因此，通過氣層段的該種特點(diǎn)，工作人員可判斷其為氣層，而非油層，聲波探測(cè)結(jié)果如圖1所示。但是，若井下地質(zhì)層中不含有氣層，且具有明顯的周波跳動(dòng)現(xiàn)象與時(shí)差增幅較大的現(xiàn)象時(shí)，工作人員則可認(rèn)定該處存在異常發(fā)育的巖石裂縫。

2.3 計(jì)算巖層孔隙程度

由于巖層中存在的孔隙會(huì)對(duì)該巖層的密度，產(chǎn)生直接的影響，且?guī)r層的密度值與聲波在巖層中的傳播規(guī)律密不可分。因此，工作人員在利用聲波測(cè)井探測(cè)井下巖層性質(zhì)時(shí)，可在借助聲波傳播規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用懷利平均時(shí)間公式，計(jì)算出巖層的孔隙度，其計(jì)算公式如下：

3 聲波測(cè)井技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)聲波測(cè)井技術(shù)的精確度與功能也日益完善，隨之，技術(shù)人員也開發(fā)出了多極聲波測(cè)井技術(shù)與偶極聲波測(cè)井技術(shù)。而目前的測(cè)井技術(shù)也充分應(yīng)用了多種綜合技術(shù)，如三維立體成像技術(shù)等。本文主要以電聲測(cè)井技術(shù)與隨鉆測(cè)井技

4 結(jié)論

綜上所述，為了更好的進(jìn)行油田勘探、測(cè)井等，我國(guó)聲波測(cè)井法還需進(jìn)一步深入的發(fā)展，并且還本著提高經(jīng)濟(jì)效益、降低測(cè)井成本的原則。根據(jù)井下實(shí)際地質(zhì)情況，我國(guó)需在測(cè)井方法、測(cè)井理論等各方面有所創(chuàng)新，如充分發(fā)展電聲測(cè)井技術(shù)與隨鉆測(cè)井技術(shù)，從而縮短我國(guó)與國(guó)外測(cè)井技術(shù)的差距，進(jìn)而使我國(guó)測(cè)井技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

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