1、交叉式多极阵列声波测井及应用,XMAC,前 言XMAC为交叉式多极阵列声波测井仪，它是阿特拉斯公司继多极阵列声波测井仪(MAC）之后的又一代产品，兼容了MAC的所有功能，它是把单极、偶极、交叉偶极技术结合在一起的新一代测井技术。,4,XMAC Cross Multipole Array Acoustilog,4个发射器，两个单极发射器T1和T2,两个偶极发射器T3和T4。T3和T4是正交的 8个接收器组，接收间距为6英寸。每组有四个正交的接收器。 T1与T3间距离为9英寸，T3与T4间距离为1英尺，T4与T2间距离为9英寸,R1 与T2间距离为102英寸。,R1,R8,8 接收阵列,隔离体,发
2、射器部分,单极 2(T2),单极1(T1),偶极 Y (T4),偶极 X (T3),1678交叉多极阵列测井仪技术规格 直径：98.6mm 长度：10.7m 耐温：204C 耐压：1400kg/cm3 重量：327kg 垂直分辨率：0.39m 最大测速：6.4m/min,Slide,Slide,6,6,99-7-30,File Name,6,6,单极仪器（常规）,QC,V1,V2,斯奈尔定律,泥浆,地层,sin Q1/sin Q2=V1/V2sin QC=V1/V2,Q2,Q1,1) V2V1,产生纵波和横波V2=(Vp,Vs) 2) V2V1,(V2=Vs)不能产生横波,9,快速地层中的单极
3、波形数据,10,慢速地层中的单极波形数据,时间 ( ms),纵波,斯通利波,1000,5000,Slide,Slide,16,16,99-7-30,File Name,偶极（横波）仪,接收器,发射源,Y接收器,X接收器,X发射源,Y发射源,X,Y,X,Y,接收器,发射器,发射器,接收器,X,X,X,Y,Y,Y,X,X,X,Y,Y,Y,14,12个线性偶极波形Tx 线性,Rx3,Rx4,Rx5,Rx6,Rx7,Rx8.Ty 线性,Ry1,Ry2,Ry3,Ry4,Ry5,Ry6.12个交叉偶极波形Tx 交叉,Ry3,Ry4,Ry5,Ry6,Ry7,Ry8.Ty 交叉,Rx1,Rx2,Rx3,Rx4
4、,Rx5,Rx6.,24个偶极波形,R1,R8,8 接收阵列,隔离体,发射器部分,单极 2(T2),单极1(T1),偶极 Y (T4),偶极 X (T3),T4发射,R1,R2,R3,R4,R5,R6接收 T3发射,R3,R4,R5,R6,R7,R8接收,XMAC把单极技术、偶极技术和交叉偶极技术结合在一起。有三种工作模式： 1、单极工作模式（常规时差测井） 2、单、偶极全波工作模式 3、正交偶极工作模式（偶极横波）。 其中正交偶极方式是XMAC的一大特色也是其命名的渊源。,各向异性分析,纵、横、斯通利波的提取,机械参数求取,能量计算,波分离,WAVE(波形数据）,渗透率计算,反射系数计算 反
5、射界面确定,率减计算,出砂分析,XMAC数据处理流程,主要应用探测油气层识别裂缝、溶洞判断地层各向异性确定地层最大主应力方向岩石的机械特性分析定性估算地层渗透率,20,1、探测油气层：,气,核磁渗透率,斯通利波渗透率,中子孔隙度,密度孔隙度,气 存 在 情 况 的 斯 通 利 波 和 核 磁 渗 透 率 剖 面,计算方法,建立地质模型： 假设地层由骨架、胶结物、流体组成。则地层 压缩系数(Cb)等于三项压缩系数之和，即：Cb=V1C1+V2C2+V3C3 流体性质识别方法：当储层为多相流体时，必须先根据录井、试油等资料先确定地区性油、气、水的压缩系数标准。,应用实例 1,xx1井油气识别成果图
6、,试油结果 （酸化后）： 油：28.9方 气：130490方 水：46.2方,上盘上马组 下盘上马组,应用实例 2,xx2井油气识别成果图,xx3井斯通利波变密度图,xx4井斯通利波变密度图,2、识别裂缝、孔洞,FMI,应用实例1,xx3井声波幅度衰减与FMI对比图,50/106,45/90,35/63,纵波幅度不衰减，横波、斯通利波幅度衰减，说明图示井段地层存在低角度裂缝， 并且有较强渗透性。,应用实例2,xx3井声波幅度衰减与FMI对比图,FMI,78/98,60/114,66/124,63/140,59/174,纵波、斯通 利波幅度衰 减，横波幅 度不衰减， 说明图示井 段地层存在 高角
7、度裂缝， 并且有较强 的渗透性。,应用实例3,xx5井XMAC解释成果与FMI对比图,纵、横、斯 通利波幅度 衰减均不明 显，说明图 示井段地层 为孔隙型或 孔洞型储层,xx3井综合曲线、FMI图象与全波波形对比图,适用条件,当扫描成象测 井显示地层为 致密层或孔洞 型、孔隙型储 层或地层高角 度裂缝发育时， 可观测到反射 P波。,xx5井综合曲线、FMI图象与全波波形对比图,应用实例1,致密层、孔洞型、孔隙型储层出现 反射P波,反射P波,试油结果（酸化后）：油：41.2方气：192958方水：77.0方,xx5井综合解释成果图,应用实例 2,反射P波,反射P波,试油结果（酸化后）：油：28.
8、9方气：130490方水：46.2方,快慢横波示意图,3 地层各向异性分析,地层存在裂缝,地应力不均衡,高角度地层,造成地层各向异性的原因,理论基础,模型实验获得的全波波形图,xx5井地层横波各向异性处理成果图,应用实例,利用快横 波方位确 定地层最 大主应力 方向为北 北-东向。,xx5井地层横波各向异性处理成果图,应用实例,利用诱导缝 走向及井眼 崩落方向确 定地层最大 主应力方向 为北北-东向， 与利用快横 波方位确定 的地层主应 力方向一致。,谢谢！,b）在4300-4301.5米处没有各向异性，成像图上指示发育较多的 溶洞，无疑这类地层要产生各向异性，但这些界面方向多变， 造成各向异
9、性的不稳定，多数情况下互相抵消故在XMAC处理 中没有各向异性表现。,板 深 7,d）在4355-4357米处，横波发生了分裂。成像图上出现了诱导 压裂缝或应力释放缝（或井壁应力崩落）特征，无天然裂缝的 痕迹，且快横波的方向与最大水平主应力方向一致。横波分裂 的原因肯定是构造应力的非平衡性所致，说明井壁周围是致密 的。,板 深 8 井,e） 在成像图上表现为天然裂缝的特征，没有应力因素，横波发生了分裂，说明是单组系高角度裂缝所致，且快横波方向与天然裂缝的走向一致,xx3井,用交叉偶极测井分析裂缝,快波方位,倾角分析,快波方位指 示裂缝走向,各向异性大 小反映裂缝 发育程度,应力引起的各向异性,
10、（在砂泥岩地层交叉偶极数据计算的结果）,没有应力 引起各向 异性,最大主 应力方 位,反映应 力大小,xx3井各向异性分析图,从图中可 以看出在4165 4175米处 各向异性值较 大，方位各向 异性图颜色较 黑，快慢横波 波列耦合的不 好，快慢波的 慢度有差异， 结合成象解释 为一类储层。,以上我们简单介绍了一下地层各向 异性的作用。那么引起各向异性的原因 有那些呢？下面从以下五个方面介绍以一下引起各向异性的原因 ：,a)在成像图上没有出现任何诱导裂缝、天然裂缝、井壁应力崩落的特征，而快慢横波发生了分裂，其原因是构造应力的非平衡性所致，同时也预示着在井壁附近很可能存在其走向平行于最大水平构造
11、应力的高角度裂缝。这对压裂酸化和水平井设计有重要的意义，对产能的潜在贡献较大。,c）横波发生分裂，而成像图上几乎不见任何裂缝和地应力特征，这有可能是泥岩自身的各向异性或地层呈规则的层状分布所致。这两类地层在成像上很容易识别，或通过常规测井资料亦能区 分。,5、分析岩石的机械特性：利用纵波、横波时差、密度及泥质资料计算弹性模量和流体压缩系数，提供完全含水时的纵横波速度比、岩石杨氏模量、 切变模量、泊松比等参数。,xx6井斯通利波变密度图,1869-1874.2 1879-1884.2 1884.2-1891,xx6井渗透率指示图,结 论在1869-1874 .2 米、1879-1884.2米、
12、1884.2-1891米处，常规解释为主裂缝带但 在渗透率指示图上，对应的渗透率较低， 从斯通利波变密度及能量曲线上看都没有 衰减。说明是闭合缝或填充缝，不可能有 产能。试油结果只见到油花，日产水0.198 方。,斯 通 利 波 变 密 度 图,官76-30-2,渗 透 率 指 示 图,官76-30-2,无油花 日产9 .8 方水，累计0.966 方水。,油花 日：5 .2方水 累：1.09方水,结束语,目前为止共测了八口井，其解释成果与斯伦贝谢的DSI 有很好的一致性。但现在还局限在定性阶段，今后我们打算 从以下几个方面深化 XMAC的研究工作：1）声波全波波形与地层物性的关系a渗透率与波形的关系b含气饱和度与波形的关系2)斯通利波幅度衰减与含气饱和度的关系a油气两相和气水两相的斯通利波衰减系数与含气饱 和度的关系b油气两相和气水两相的斯通利波衰减与流体压缩 系数的关系3、建立纵横波比与含气饱和度的关系,由于时间仓促加之水平有限，错误和疏漏之处在所难免，敬请各位专家批评指正。,板深8井综合曲线、FMI图象与全波波形对比图,适用条件,当扫描成象测井 显示地层低角度 裂缝发育时，不 能观测到反射P波。,
