交叉多级陈列声波测井资料的地层各向异性分析

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1、交叉多级陈列声波测井资料的地层各向异性分析舒卫国韩成柴细元（大港油田集团测井公司）摘要叙述了交叉多级陈列声波（XMAC）交叉偶级测量方式各向异性分析的理论基础和快速横波方位与上偶方位存在相关性的原因。利用快、慢横波信息计算了储层的各向异性参数和方位误差，通过百分能量差对快横波方位角进行截取并统计，结果表明快横波方位角反映的水平最大主应力方向或高角度裂缝的开口信息与STARⅡ解释结论有较好的一致。主题词交叉多级陈列声波；各向异性；（快、慢横波）；水平最大主应力；（裂缝开口度）ReserviorAnisotropyAnalysisoftheIntersectingMoltipoleArrayA

2、cousticloggingShuWeiguoHanChengChaiXiyuan(DagangLoggingService)ABSTRACTThetheoreticalbasisonanisotropyanalysisofintersectingdipolesurveyisdescribed,andthecauseofthecorrelativitybetweenfastshearazimuthandupperdipoleoneisgiven.Atthesametimeanisotropyparameterofreservoirandazimutherrorarecalculatedth

3、routhfastsheardata.ThestatisticalresultsoffastshearcutoffazimuthbasedonpercentenergydifferentialdisclosethatthehorizontalmaximumprincipalstressdirectionorhighanglefractureopenacquiredfromfastshearazimuthagreewellwiththeinterpretationresultsofStarⅡ.SUBJECTHEADINGintersectingmultipolearrayacoustic;a

4、nlsotropy;(fast,slowshear);horizontalmaximumprincipalstress;(highanglefractureopen).引言交叉多级陈列声波测井仪器把新一代的偶级技术与最新发展的单级技术结合在一起，提供了当今测量地层纵波、横波和斯通利波的最好方法。交叉偶级测量方式可使我们在软地层中像在硬地层中一样测取横波，其主要目的是测量地层的横波各向异性。而在碳酸岩地层中，导致横波各向异性的主要因素包括水平方向地应力不均衡，高角度井口裂缝及椭圆井眼的影响，因此交叉陈列声波测井资料用于地层各向异性分析能指示出最大水平主应力方向或高角度裂缝走向。速度各向异性与

5、横波分裂现象在构造应力或其它地质因素导致的裂缝性地层，其横波速度通常显示出方位各向异性。质点平行于裂缝走向振动、方向沿井轴向上传播的横波速度比质点垂直于裂缝走向振动、方向沿井轴向上传播的横波速度要快。如果横波造成的质点的振动方向与裂缝走向成一个角度θ（0<θ<90º），则人射横波分裂成质点平行和垂直于裂缝走向振动、方向沿井轴向上传播的快速和慢速横波，即横波分裂现象。如图1所示，这种现象在水平方向地应力不平衡的非裂缝性地层中也同样存在。百分各向异性就定义为快慢横波能量或速度之和的比值，它是一种反映地层各向异性的指标，由于一般认为在应力非平衡状态下的裂缝性地层中，与现代最大水平主应力方向平行的

6、裂缝体系是利于保存并往往得到加强的，所以，百分各向异性往往与裂缝密度有关。交叉多级陈列(XMAC)所测的偶级子横波实质上是挠曲波，挠曲波是一种有频散的非对称模式波（即相速度随频率的改变而改变，其相速度的低频率极限值为纯横波的相速度值），由于XMAC交叉偶级方式激发的挠曲波频率很低，井眼周围挠曲波因方位各向异性而造成的分裂现象与横波地震上的横波分裂现象是类似的。横波方位各向异性分析需要借用地震界首先提出的四分量旋转技术来进行，该技术的实现需要安装在同一位置上的两个正交的声波发射器和安装在同一位置上的两个正交的声波接收器。为了方便以下的叙述，将XMAC仪器的上偶级子方向定义为X方向，下偶级子方

7、向定义为Y方向，BCR方式（交叉偶级方式）在上下偶级子发射时，均同时采集X、Y方向的声波波列（共4组），为了把上偶级波列的第n帧与下偶波列的第n+1帧波列数据组合使用。这四组深度对齐了的波列被放于下列旋转变换：式中：旋转后的上偶X分量波列；旋转后的上偶Y分量波列；旋转后的下偶Y分量波列；旋转后的下偶X分量波列；θ旋转角度；Ui旋转前的上偶X分量波列；Uc旋转前的上偶Y分量波列；Lc旋转前的下偶Y分量波列；Li旋转前的下偶