井中方位声波远探测:理论、实验与现场应用

发布时间:2025-07-08浏览次数:10

声波远探测成像测井技术是近年来不断发展且在缝洞型非均质储层中被广泛应用的井筒探测新技术,其在溶洞、裂缝等地质异常体的探测中获得了较好的应用成效,是非常规隐蔽性油气藏勘探开发的利器。主要有两大类声波远探测成像测井方法:

其一,单极纵波远探测方法,最早由Hornby1989)提出。单极辐射高频纵波的波长较小,有利于较小尺度地质散射体的探测,但声源均匀辐射不具备方位分辨能力。为此,我们提出多方位接收、采集数据,并同时利用方位反射纵波信号的到时和幅值特性唯一定位井外目标体。自主研制的方位纵波远探测仪器样机成功测到了高信噪比的地层反射纵波,且不同方位上反射信号的到时和幅度存在明显差异(实测结果详见图1),为井外地质体的三维定位提供了依据。

1 方位声波远探测仪器及现场测量实例

其二,偶极横波远探测方法,最早由唐晓明(2004)提出,具有裂缝探测方位灵敏度高、井外探测距离远、直达信号干扰少等优势,在业界得到了广泛应用。该技术的进一步发展是要解决偶极声源(及接收器)对称性导致的方位180°不确定性问题,如何唯一地确定方位,是我们要讨论的问题,这对深层油气的开发和施工(如侧钻)至关重要。为消除传统偶极四分量测量模式固有的180°不确定性,我们创新地提出了一种基于井中多方位组合接收消除方位多解性的全方位偶极测量新模式(详见图2),打破了传统的对称接收模式,使得区分方位成为可能。

2 传统和新型四分量偶极测量模式对比

自主研制的新型全方位偶极横波远探测仪器在塔里木油田一口水平开发井中成功应用。结果显示,声波远探测成像清晰指示水平井穿过了约30米厚的断溶体,井外探测范围达到65米,并通过对新模式数据的反射波幅度和相移进行分析,获得了断溶体产状的准确信息(实测结果详见图3),为井中深地声波方位远探测技术的发展和应用提供了依据。

3 新型全方位偶极横波远探测成像实例

上述研究成果分别发表在地球物理领域权威期刊中国科学:地球科学(Science China Earth Sciences)和地球物理学报。第一作者均为中国石油大学(华东)苏远大教授,通讯作者分别为中国石油大学(华东)唐晓明教授和李盛清教授,合作者包括中国石油大学(华东)饶博,孔令文,庄春喜,谭宝海。


论文信息:

苏远大, 饶博, 庄春喜, 李盛清, 谭宝海, 唐晓明. 2025. 井中偶极横波远探测方位180°不确定性问题的求解: 理论、方法和实验. 中国科学: 地球科学, 55(7): 2210–2225, doi: 10.1360/SSTe-2024-0314.

Su Y D, Rao B, Zhuang C X, Li S Q, Tan B H, Tang X M. 2025. Solving the azimuthal 180°-ambiguity problem in borehole dipole shear wave reflection imaging: Theory, method and experiment. Science China Earth Sciences, 68(7): 2138–2153, https://doi.org/10.1007/s11430-024-1587-5.


苏远大, 饶博, 孔令文, 李盛清, 谭宝海, 庄春喜, 唐晓明. 2024. 井中方位纵波远探测: 理论、实验与现场应用. 地球物理学报, 67(2): 630-640, doi: 10.6038/cjg2023R0249.