超声波成象测井超声波成象测井井周声波成像测井井周声波成像测井Ultra Sonic Imager、Ultra Borehole ImagerCBIL- 西方阿特拉斯 CAST-哈里伯顿BHTV-华北测井公司1 本章内容??u§1 §1 测井原理和仪器结构测井原理和仪器结构u§2 §2 应用应用结束2 §1 测井原理及仪器结构通过测量井壁岩石通过测量井壁岩石(套管）对超声套管）对超声波的反射情况（回波的幅度和传播时波的反射情况（回波的幅度和传播时间）来获得井壁或套管壁的图象其间）来获得井壁或套管壁的图象其物理基础是：不同声阻抗的物质、表物理基础是：不同声阻抗的物质、表面的粗糙程度不同，对声波的反射能面的粗糙程度不同，对声波的反射能力不同3 一、井下超声电视的发展6969年由Ｍ年由Ｍobilobil研究室的研究室的ZemanekZemanek研制出研制出BHTVBHTV（（Borehole Televiewer),Borehole Televiewer),但但性能不好，没广泛应用性能不好，没广泛应用8080年代－改进后被西方广泛应用年代－改进后被西方广泛应用8080年代末和年代末和9090年代初－我国研制成功井年代初－我国研制成功井下声波电视。
下声波电视9090年代－世界各大测井公司有了自己的年代－世界各大测井公司有了自己的声波电视声波电视4 二、声波在界面的反射和折射二、声波在界面的反射和折射5 USI超声换能器发出的声波在界超声换能器发出的声波在界面的反射和折射面的反射和折射6 超声换能器超声换能器7 反射系数和透射系数8 脉冲－回波法脉冲－回波法9 三、仪器原理10 11 四、数据采样v为测井速度n为转速fr为声脉冲频率12 以以脉脉冲冲回回波波的的方方式式，，对对整整个井壁进行扫描，个井壁进行扫描，记录记录 回波幅度图象回波幅度图象 回波传播时间图象回波传播时间图象扫描采样扫描采样250250个点个点/ /转转扫描频率扫描频率6 6转转/ /秒秒两两个个250250千千赫赫兹兹的的聚聚焦焦陶陶瓷瓷换能器一个直径为换能器一个直径为1.51.5英寸英寸另一个直径为另一个直径为2.02.0英寸英寸测量方式测量方式声成像声成像声成像声成像数字声波井周成像测井数字声波井周成像测井(CBIL)(CBIL)裸眼井裸眼井套管井套管井13 电成像电成像 回波幅度图象回波幅度图象N E S W NN E S W N14 CBIL技术指标直径直径直径直径3.2653.2653.2653.265英寸英寸英寸英寸(92.2mm)(92.2mm)(92.2mm)(92.2mm)长度：长度：长度：长度：14.9ft(4.55m)14.9ft(4.55m)14.9ft(4.55m)14.9ft(4.55m)重量：重量：重量：重量：270b(122.5Kg)270b(122.5Kg)270b(122.5Kg)270b(122.5Kg)最高温度最高温度最高温度最高温度: : : :400 400 400 400 °°F(204 F(204 F(204 F(204 °°C)C)C)C)最大压力：最大压力：最大压力：最大压力：20000psi(137.9MPa)20000psi(137.9MPa)20000psi(137.9MPa)20000psi(137.9MPa)额定速度：额定速度：额定速度：额定速度：600ft/h(182m/h)600ft/h(182m/h)600ft/h(182m/h)600ft/h(182m/h)扫描速率：扫描速率：扫描速率：扫描速率：6 6 6 6转转转转/ / / /分分分分采样扫描：采样扫描：采样扫描：采样扫描：250250250250个样个样个样个样/ / / /转转转转15 UBI技术指标直径直径直径直径3.6-11.23.6-11.23.6-11.23.6-11.2英寸英寸英寸英寸长度：长度：长度：长度：20.3ft(6.30m)20.3ft(6.30m)20.3ft(6.30m)20.3ft(6.30m)重量：重量：重量：重量：210b210b210b210b最高温度最高温度最高温度最高温度: : : :350 350 350 350 °°F(175 F(175 F(175 F(175 °°C)C)C)C)最大压力：最大压力：最大压力：最大压力：20000psi(137.9MPa)20000psi(137.9MPa)20000psi(137.9MPa)20000psi(137.9MPa)最大泥浆密度：最大泥浆密度：最大泥浆密度：最大泥浆密度：16lbm/gal(16lbm/gal(16lbm/gal(16lbm/gal(水基水基水基水基) 11.6lbm/gal() 11.6lbm/gal() 11.6lbm/gal() 11.6lbm/gal(油基油基油基油基) ) ) ) 井眼范围：井眼范围：井眼范围：井眼范围：5.5-12.5in5.5-12.5in5.5-12.5in5.5-12.5in推荐测速：推荐测速：推荐测速：推荐测速：2100ft/h (1in2100ft/h (1in2100ft/h (1in2100ft/h (1in采样率）采样率）采样率）采样率）800ft/h (0.4in800ft/h (0.4in800ft/h (0.4in800ft/h (0.4in采样率）采样率）采样率）采样率）400ft/h (0.2in400ft/h (0.2in400ft/h (0.2in400ft/h (0.2in采样率）采样率）采样率）采样率）成像分辨率：成像分辨率：成像分辨率：成像分辨率：0.4in 250kHz0.4in 250kHz0.4in 250kHz0.4in 250kHz0.2in 500kHz0.2in 500kHz0.2in 500kHz0.2in 500kHz16 五、图象生成17 象素的着色uu幅度成象（声阻抗）幅度成象（声阻抗）–幅度低（阻抗小）幅度低（阻抗小） 黑（深黑（深 ））–幅度高（阻抗大）幅度高（阻抗大） 白（浅）白（浅）uu传播时间成象（井眼半径成象）传播时间成象（井眼半径成象）–时间长（半径大）时间长（半径大） 黑（深黑（深 ））–时间短（半径小）时间短（半径小） 白（浅）白（浅）18 19 六、其它显示方法uu立体柱状图立体柱状图uu纵截面图纵截面图uu横面图横面图20 六、其它显示方法uu螺旋图螺旋图21 §2§2 声波井周成像测井地质应用声波井周成像测井地质应用22 一、一、 CBIL CBIL的应用的应用u识识别别裂裂缝缝、、不不整整合合面面、、断断层层等等地地质质构构造造。
确确定定裂裂缝缝产产状状及及发发育育方方向向，，确确定定最最大大水水平平主应力方向主应力方向u描描述述沉沉积积特特征征──层层状状层层理理、、交交错错层层理理、、冲冲蚀、结核、沉积韵律蚀、结核、沉积韵律u划分砂泥岩薄互层及有效厚度划分砂泥岩薄互层及有效厚度u确定井眼几何形状确定井眼几何形状u检查套管变形，确定套管变形位置检查套管变形，确定套管变形位置u检查射孔井段，确定射孔孔眼位置检查射孔井段，确定射孔孔眼位置u检查对套管爆炸整形后的套管形状检查对套管爆炸整形后的套管形状u确定套管断裂位置确定套管断裂位置23 二、ＵＳＩ的应用uu水泥胶结质量评价水泥胶结质量评价uu套管检查套管检查–套管腐蚀套管腐蚀–评价损坏情况评价损坏情况–确定和识别射孔位置确定和识别射孔位置24 三、ＵＢＩ的应用uu在油基泥浆中成象在油基泥浆中成象uu探测裂缝、孔洞探测裂缝、孔洞uu井眼稳定性分析井眼稳定性分析–键槽井眼键槽井眼键槽井眼键槽井眼–井眼垮塌井眼垮塌井眼垮塌井眼垮塌–剪切滑动剪切滑动剪切滑动剪切滑动–泥岩蚀变泥岩蚀变泥岩蚀变泥岩蚀变uu确定水平应力确定水平应力uu井眼形状分析井眼形状分析25 裂缝性地层中FMI-ARI-UBI图象的比较26 键槽井眼键槽井眼27 键槽井眼键槽井眼28 井眼垮塌井眼垮塌29 井眼垮塌井眼垮塌30 沿裂缝面的滑动沿裂缝面的滑动31 井眼垮塌井眼垮塌与滑动与滑动32 井眼垮塌与剪切滑动井眼垮塌与剪切滑动33 剪切滑动剪切滑动34 剪切滑动剪切滑动35 检查取心位置36 比较项目 Star-IICBIL分辨率0.2in0.2in采样率纵横向0.1in纵向0.1-0.3in横向200-250点/周覆盖面积70%（8in井眼）100%探测深度2-5厘米井壁物理基础岩石电性岩石波阻抗地层响应岩性、岩石结构、构造裂缝、溶洞井眼描述三井径详细井眼信息影响因素贴井壁、无偏心影响受井眼形状、仪器偏心、井斜影响限制条件在油基泥浆（水小于30%）和小井眼（小于7in)中不能用高密度泥浆、大井眼效果差，可在油基泥浆中使用STAR STAR 与与 CBIL CBIL 比较比较37 三、分区水泥胶结测井三、分区水泥胶结测井(SBT)(SBT)»确确定定套套管管与与水水泥泥、、地地层层与与水水泥泥两两个个界界面面的的水水泥胶结状况。
泥胶结状况»提提供供整整个个套套管管周周围围全全方方位位的的水水泥泥胶胶结结状状况况，，克服了常规水泥胶结测井的多解性克服了常规水泥胶结测井的多解性»判断窜槽的位置判断窜槽的位置»确定水泥返高和混浆带井段确定水泥返高和混浆带井段»能能有有效效地地评评价价大大直直径径套套管管井井( (直直径径406406毫毫米米) )的水泥胶结状况的水泥胶结状况»不受快速地层的影响不受快速地层的影响38 36373839 全方位固井质量评价全方位固井质量评价泉泉241井井试油试油油水同出油水同出底部为水层底部为水层窜槽窜槽磁定位磁定位6 6分区声幅分区声幅衰减曲线衰减曲线平均声幅平均声幅衰减曲线衰减曲线全方位声幅全方位声幅衰减图象衰减图象变密度变密度曲线曲线平均衰减量平均衰减量4-8dB/ft平均幅度平均幅度30、、70-80mV39 分区水泥胶结测井提供全方位井眼水泥胶结评价分区水泥胶结测井提供全方位井眼水泥胶结评价胶结良好胶结良好第一界面第一界面部分胶结部分胶结侯侯101101井井40 。