随钻钻柱振动声波技术对塔北地区风化壳的识别.pdfVIP

· 10 · 录 井 工 程 2Ol4年 9月 · 研究与探讨 · 随钻钻柱振动声波技术对 塔北地区风化壳的识别 李 辉① 谢 平② 杨文飞② 徐大全② 肖雅楼② (① 中国石油塔里木油田公司塔北项 目经理部 ；②上海神开石油科技有限公司) 李辉 。谢平 ，杨文飞，徐大全 ，肖雅楼．随钻钻柱振动声波技术对塔北地 区风化壳的识别．录井工程。2014，25(3)：1O14 摘 要 随钻钻柱振动声波技术(Vibro—acousticWhileDrilling—VWD)自2010年在塔里木盆地塔北地 区应用 以 来 ，已经录取完成 了近30口井的任务 ，对岩性和地层界面 的识别有 了较深 的认识 ，取得 了一定 的研 究成果和重大 突破。特别是振动声波频谱 图的变化规律在多井风化壳界面的识别上有很好 的对应关系。通过对钻柱振动声波 谱 图的分析研究发现 ；VWD谱 图能有效地识别风化壳地层 ，岩性变化主要反映在谱 图的主频 、频率分布 、频矩 曲线 以及谱 图颜色上。 关键词 VWD 随钻钻柱振动声波 风化壳 录井 振动声波频谱 碳酸盐岩 中图分类号 iTE142 文献标识码 ：A DOI：l0．3969／j．issn．1672—9803．2014．03．003 钻柱振动声波录井技术所分析的振动声波取决于地 0 引 言 层 中岩石的性质，例如胶结程度 、颗粒大小、孔隙性 、 本文所研究的风化壳界面主要为塔里木盆地塔 硬度以及岩石各 向异性等特性 。 北地区的志留系柯坪塔格组与奥 陶系桑塔木组不整 (2)钢柱是声波传递的良导体 合接触面以及奥陶系中统一间房组顶部风化壳 。一 与声波在空气、水或其他介质中传播相 比，刚体 间房组顶部风化壳是塔里木地区地质录井现场卡取 具有 良好 的声波传 导特 性。按声 波在 钻柱 中 的关键层位。钻柱振动声波频谱图在该界面上下均 6000m／s左右的传播速度计算 ，钻头和地层持续作 发生明显变化 ，并能通过这种变化特征有效地识别 用产生的声波经过几千米的钻柱传输到顶部仅仅不 出该界面来 ，为风化壳的卡取提供现场的随钻实时 到1S时间，这就意味着在钻柱顶 部采集 到的振 动 参考资料 。 波形可以即时反映出井底地层的变化规律。 该项技术结合现场实际情况 ，经过软件和硬件 (3)传递距离取决于声波的频率和振源能量 上的改进 ，基本完成 了设备的定型，为资料录取的统 声音具有不 同的频率 ，不同频率的声波在钻柱 一 性 、规范性 以及多井的可对 比性奠定了基础 。 中传递距离主要取决于两个 因素 ，频率和声波振源 的能量 。理论证明，声波在刚体 中传输 的距离与声 1 VWD技术原理 波频率成反 比，但与声波振源的能量成正 比；钻头在 随钻钻柱振动声波录井技术主要基于以下 4个 钻压、扭矩的作用下钻进 ，其振源能量趋于无穷大 ， 基本物理原理L1]。 足以传输到钻柱顶部。 (1)依据物质硬度的差异鉴别地层 (4)不同硬度的物体具有不 同的频率特性 当两个不同硬度 的物体相撞时所产生的声音主 实验室实验证明，物体在破碎时产生 的声波频 要取决于物质硬度较软物体的性质 。由于钻头的硬