课题基金 / 基金详情

过套管方位远探测声波成像测井理论与方法研究

批准号:
42074137
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
苏远大
学科分类:
矿产地球物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏远大

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
用井中声源探测井外几十米范围隐蔽油气藏的远探测测井技术已成为深层油气勘探开发的“利器”,在套管井中进行井外远探测对于老油田漏失的油气层重新挖潜与改造以及保证高风险超深井的安全测井等意义重大。但与裸眼井情况相比,受钢套管屏蔽和水泥胶结状况等不利因素影响,套管井中的声场辐射/接收更复杂,井外反射波信噪比更低,过套管声波远探测实现高质量成像具有挑战性。本项目基于偶极声源与套管/水泥环/地层耦合机理,提出一种套管井中声源辐射效率和方位接收灵敏度的远探测理论与计算方法。建立柱状分层套管井模型,根据复坡印廷矢量原理,定义辐射能流与导波能流比值为井中偶极声源的辐射效率,由该参数优选套管井中偶极声源的优势频段;基于远场反射波在井中多极分解理论,模拟分析井中方位接收灵敏度;开展不同胶结状况套管井中偶极横波辐射效率和井中反射波幅度信噪比及方位灵敏度的理论和实验研究,指导过套管方位远探测声波测井仪器设计与研发。
英文摘要
The borehole acoustic reflection imaging using acoustic source-receiver system in a borehole to detect hidden oil and gas reservoirs away tens of meters from well has become a "sharp weapon" for deep oil and gas exploration and development. It is of great significance to refresh and transform the old wells and ensure the safety logging in high-risk and ultra-deep wells. However, compared with the situation of open-hole, due to acoustic shielding of steel casing and cement bonding condition, the acoustic radiation/reception field in the cased well is more complex, the signal-to-noise ratio of the reflected wave signal away from borehole is more lower, so it is challenging to achieve high-quality imaging through cased well. Based on the coupling mechanism between the dipole source and casing/cement/formation, this project presents a borehole acoustic reflection imaging theory and modeling method for the acoustic source radiation efficiency and azimuthal reception sensitivity in the casing well. We firstly stablish a radially layered casing well model, and define the ratio of radiant energy flow to guided wave energy flow as the radiation efficiency of the dipole source in the well according to the complex Poynting vector principle. From this parameter, the optimum excitation frequency of the dipole source in the cased-well is optimized. Based on the multipole decomposition theory of reflected wave response in borehole, the azimuthally receiving sensitivity in the borehole can be simulated and analyzed. Carry out detailed theoretical and experimental studies on the radiation efficiency of dipole shear wave in far-field with different cementation conditions, the signal-to-noise ratio and the azimuthal sensitivity of the reflected wave amplitude away from borehole, and guide and optimize the design and development of the sonic logging tool for azimuthal borehole acoustic reflection imaging through casing.
鉴于偶极横波远探测技术的快速发展及其在裸眼和套管井中应用的需求,研究井中远探测波场的方位特征和接收响应具有重要意义。将远探测声场看作是声源在反射体一侧的镜像点的辐射声场并对其做柱面波展开,得到了充液裸眼和套管井中偶极横波方位远探测接收声场的渐近解。据此对声场在井内流体中产生的径向位移和声压进行了模拟分析,深入研究了接收器偏心距、声源频率和地层类型对井中方位接收波场的影响,并对裸眼和套管井中的响应特征进行了对比,预示了快速和慢速地层条件下声场方位响应中的180°极性反转现象。为解决偶极声波远探测方位180°不确定性难题,研究了利用偶极声波测井仪偏心测量来消除反射体的方位多解性的方法。首先将仪器居中情况下充液井中的方位声波远探测声场理论延拓到仪器偏心情况下,给出了偏心方位声波远探测的理论求解方法,据此分析了仪器偏心时井孔的辐射和接收响应。在此基础上,研究了偏心偶极远探测工作模式下四分量旋转的适用性,并总结了多种利用反射波相位差特征消除方位多解性的方法及其规律。设计了新型方位声波远探测测井仪和使仪器定向偏心的特殊扶正器,并在现场实验井中开展了新仪器的偶极横波远探测实验以及现有偶极仪器偏心的横波远探测实验,测量数据的处理结果实现了井外反射体的精准成像,并且与井壁成像测井的结果相吻合,有效消除了方位180°多解性问题。该研究对偶极横波远探测测井时裸眼和套管井中接收声场的方位响应特性有了更为全面的认识,为偶极横波方位远探测的技术发展、仪器研制以及现场解释提供了理论支持。
南海超深水超浅部弱固结含气储层随钻声波测井理论与方法研究
  • 批准号:
    42574180
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    苏远大
  • 依托单位:
钻井附近地层随钻三维声速成像测井理论与方法研究
  • 批准号:
    41474092
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    苏远大
  • 依托单位:
随钻声波测井仪器声系的最优化设计理论和方法研究
  • 批准号:
    41204070
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    苏远大
  • 依托单位:
国内基金
海外基金