钻铤偏心对随钻四极子横波测井影响:理论与实例分析
Influence of drill collar eccentricity on quadrupole shear-wave logging while drilling:theory and field case作者机构：中国石油大学(华东)深层油气重点实验室青岛266580 崂山实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029
出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)
年 卷 期：2023年第66卷第1期
页 面：111-121页
核心收录：
学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学]
基 金：中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA14020302) 国家自然科学基金(U21B2064,41821002,42074137,42174145) 山东省自然科学基金(ZR201911120382) 中央高校基本科研业务费专项基金(20CX06077A)联合资助
摘 要：随钻四极子声波测井技术主要用于测量地层的横波速度.但在复杂旋转钻进过程中钻具的偏心会对测量的四极子波形质量及横波速度产生不利影响.本文建立以钻铤和井孔分别为基准的双柱坐标系偏心随钻声波测井模型,利用贝塞尔函数的平移加法定理构建边界条件和井中响应函数,数值模拟了钻铤居中和偏心时四极子声源激发的声场.发现偏心后的随钻四极子声场中除地层四极子波外,还有单极斯通利波和偶极弯曲波的多阶模式波共存且相互耦合,尤其是在软地层钻铤严重偏心时四极子模式波受斯通利波模式和弯曲波模式干扰更为严重,不利于地层横波速度的测量.现场随钻四极子声波测井仪器实验样机在居中和偏心的状态下实测的数据表明:当随钻四极子样机居中测井时,可测量到高质量的四极子波形,处理得到相关性较强的地层横波时差,与单极测量横波时差吻合较好;但钻铤偏心测量时采集的波形成分复杂,偏心引起的低频斯通利波模式对地层四极子模式的耦合干扰非常严重,导致地层横波时差的相关性很差,测量值介于横波与斯通利波时差之间,与实测单极横波时差差异很大甚至无法使用,尤其在疏松软地层中影响更为突出.本文从偏心随钻四极子井孔声场理论出发,结合现场实测数据,重点分析钻铤偏心对四极子横波测井的影响,为指导偏心状态下随钻四极子横波时差处理与校正方法提供理论基础.
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