| 论文导读：长源距声波介绍。火成岩介绍。火成岩，长源距声波在火成岩中的应用。
关键词：长源距声波，火成岩
一、长源距声波介绍
仪器原理
长源距声波仪器的结构见图1。其组合方式为：T1发射R2接收，波形WF1，源距8ft；T1发射R1接收，波形WF2，源距10ft；T2发射R1接收，波形WF3，源距为12ft；T2发射R2接收，波形为WF4，源距为10ft，即2-8-2结构。采样间隔2微妙，记录长度4毫秒。
TT1、TT2、TT3、TT4分别是T1和T2 发射到大R1 和R2的声波旅行时间，这样的声系还可以补偿井径变化的影响，仪器源距有8ft、10ft、12ft。
除四条旅行时间曲线和全波列图外，还可纪律以颜色深浅反映波的幅度大小的变密度图，还可给出横波时差DTS等其他曲线。
图1 仪器结构及全波列波形图
二、火成岩介绍
火成岩（IgneousRock）由岩浆（Magma）直接凝固而成。高温之岩浆在从液态冷却中结品成多种矿物，矿物再紧密结合成火成岩。化学成分各异之岩浆，最後成为矿物成分各异之火成岩，种类繁多，细分之有数百种。如依其含硅量之高低做最简明之分类，火成岩有酸性（Acidic二氧化硅的含量大于65%）、中性（Intermediate二氧化硅的含量为52%～65%）、基性（Basic二氧化硅的含量为45%～52%），及超基性（Ultrabasic二氧化硅的含量小于45%）四大类。同时火成岩之晶体，因结晶时在地下之深度不一亦有粗细之别；将此分别代表深浅之粗细做为矿物成分以外之另一分类依据，火成岩可分成如次之种类：晶体粗大之酸性火成岩为花冈岩（Granite），细小至肉眼不能辨识者为流纹岩（Rhyolite）；晶体粗大之中性火成岩为闪长岩（Diorite）细小者为安山岩（Andesite）；晶体粗大之基性火成岩为辉长（Gabbro），细小者为玄武岩（Basalt）；晶体粗大之凝灰岩（Tuff）超基性火成岩为橄榄岩（Peridotite），此种火成岩无晶体细小者。晶体特大之火成岩统称伟晶岩（Pegmatite），但应指明其为伟晶花冈岩、伟晶闪长岩，或伟晶辉长岩。此外，不论其成分如何，岩浆在地面凝固时通常不暇结晶。此等不结晶火成岩均为火山岩，或成块状无结构之玻璃，酸性及中性者成黑耀石（Obsidian）或浮石（Pumice），基性者成玻璃质玄武岩（BasalticGlass），或在喷发时破碎成火山角砾岩（VolcanicBreccia）或。
三、全波的应用[1]
(一) 弹性模量计算
1．泊松比：定义为横向应变与纵向应变之比：
(1)
2．切变模量：定义为施加的应力与切应变之比：
(2)
3．杨氏模量：定义为施加的轴向应力与法向应变之比：
(3)
4．体积模量：定义为静水压力与体积应变之比：
(4)
5．体积压缩系数（有孔隙情况）：为体积模量的倒数：
(5)
6．岩石骨架压缩系数（无孔隙情况）：定义为骨架体积变化与静水压力之比：
(6)
公式中的a为单位转换系数。如果密度单位为g/cm3，时差单位为μs/ft，弹性模量单位为psi(或b/in2)，则a=1.34×1010；如果密度单位为g/cm3，时差的单位为μs/ft，弹性模量单位为GPa(或109N/m2)，则a=9.29×104。如果密度单位为g/cm3，时差的单位为μs/m，弹性模量单位为GPa(或109N/m2)，则a=106。博士论文，火成岩。
(二) 确定地层孔隙度
用纵、横波时差确定地层孔隙度是最常见的用途。这方面的研究工作非常多，如威利时间平均公式以及各种改进型公式。
(三) 气层识别
由于气比油或水易于压缩，只要岩石孔隙流体中含有少量的气体，岩石的纵波速度就会显著减小。因此，纵波速度对孔隙中是否含气非常敏感。而横波速度主要沿岩石骨架传播，与孔隙流体性质关系不大，所以纵、横波速度因含气存在较大差异。
然而，任何一种测井方法都不可能是万能的，但每一种测井方法都能够提供不同的信息，对储层评价提供更多的资料，而尽量减小多解性。在用全波测井资料识别天然气也不例外。博士论文，火成岩。将天然气在各种测井曲线上的响应特征综合在一起，效果则比较好。博士论文，火成岩。
天然气在多种常规测井曲线上有异常特征。针对密度测井，由于天然气密度明显低于油和水的密度值，表现在密度测井曲线上是ρb下降，而ΦD上升。针对中子测井，天然气使中子测井读数ΦN下降，‘挖掘效应’明显。
综合指数法综合了地层含气对纵横波速度影响的差异（地层含气对纵横波速度影响的差异用泊松比参数来体现），地层含气对密度、中子测井的影响，储层地层岩性特征（GR、SP测井）等信息，形成综合判别指数法。
地层岩性变化，特别是泥质含量的变化，对中子、密度测井响应、以及对纵横波速度也有影响，为了准确识别天然气储层，必须突出地层富集天然气因素的影响同时限制或抵消泥质含量变化等干扰的影响。
天然气富集在多种测井曲线上有异常响应，但它不是影响此曲线变化的唯一因素，例如天然气会引起密度测井值下降，而泥质含量的增加也会引起密度测井值下降；时差的变化可能是天然气引起的，也可能是孔隙度增加引起的，也许是泥质含量增加引起的，也许是这些因素的综合影响。因此，用单一的测井曲线判别天然气，不论哪种方法都存在多解性、不确定性。
天然气定量判别指数PBG能够较好的指示气层，PBG是泊松比（POIS）、自然伽马（GR）、中子孔隙度（PORN）及密度测井（DEN）值的函数。
(四) 定性评价地层渗透性
判断地层渗透性主要依据是斯通利波时差增大，在波形图上表现为传播到达时间滞后；斯通利波幅度衰减增大，特别是高频成分能量衰减更大，低频成分能量相对突出；斯通利波主频明显降低，表现为波形周期相对拉长。
由于斯通利波的传播过程还受井眼几何形状、井内泥浆、地层弹性性质以及井壁泥饼等的影响，斯通利波的速度、衰减、频率等参数与地层渗透率之间的关系是相当复杂的。因此要较准确评价地层渗透性需要参考井径、自然伽马等测井资料。
(五) 裂缝识别
在裂缝处，纵、横波时差常出现跳跃性变化。由时差的跳跃可以较好地确定裂缝的深度位置。一般来说，在低角度裂缝中横波的衰减比纵波大，在30°-70°的裂缝中纵波的衰减相对较大，横波的衰减也较大。70°以上的高倾角裂缝对纵波造成的衰减并不明显。博士论文，火成岩。由于裂缝充填的大都是碎屑、泥质甚至流体，横波的衰减往往特别突出，纵、横波幅度比值可以指示裂缝。
叠加在斯通利波部分上的高频成分相对于低频成分的显著衰减也是裂缝的反映。
(六) 岩石力学特性（地应力）分析
在钻井过程中，确定地层岩石机械特性，可优化钻头、优化泥浆。确保不漏失泥浆、不会造成井眼跨塌或井喷等现象。
在油气田的勘探开发过程中，可根据力学特征确定压裂规模，使压裂缝径向延伸，控制纵向压裂高度，确保不压穿邻层，达到最佳压裂效果，对酸化压裂的压力及压裂层位进行设计。
在采油工程中，确定地层岩石机械特性，可预计油井开采时是否出砂，使油井在安全压差下开采。
四、资料对比
常规测井中，在裂缝井段，声波的首波时差增大，微电阻率测井曲线显示为视电阻率低值，高阻剖面中含泥浆滤液或底层水的水平裂缝，在双感应—聚焦组合测井曲线上，将显示为低电阻率，双侧向测井，在高阻剖面中的裂缝发育层段上，曲线呈现明显的低电阻率异常。博士论文，火成岩。博士论文，火成岩。。
全波测井中，理论和实验研究都表明，在声波测井的全波波形中，纵波时差、横波时差，纵波能量、横波能量及斯通利波的能量能指示开放性、渗透性裂缝。
与成像资料对比，全波列解释在对大的裂缝层段的识别上比较正确，但在有的裂缝层段识别能力不理想。
五、结论
由全波测井资料与常规测井资料对比可知，全波测井资料能获得比常规测井更详细的地层资料。在油气识别上，全波比常规测井更能准确反映油气层；在裂缝识别上，全波比常规测井也能更好的反映裂缝。经与成像资料对比可知，全波在火成岩地层能识别部分较大的裂缝。但长源距声波也存在一些不足，长源距声波只能反映部分裂缝，在对裂缝的识别上不如成像资料反映的准确详细，而且长源距声波在测井过程中如果档位和增益调节不合适会存在限幅的问题，影响全波资料的解释，这些都是需要解决的问题。
参考文献：
[1]王少鹤.微电阻率扫描成像处理成果图.辽河石油勘探测井公司.2006
[2]王少鹤.CBIL井周声波成像处理成果图.辽河石油勘探测井公司.2006
[3]丁次乾.矿场地球物理.石油大学出版社.2002：245～246
|
