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套管井正交偶极声测井异常地应力正、反演研究

李刚  
【摘要】:注意到油田受异常地应力作用损坏的油井都是套管井,而已提出的井孔声弹性理论和方法只适用于裸眼井情况,本文对在套管井中应用正交偶极声测井确定异常地应力问题从理论到实现方法进行了系统的正、反演研究。 从声弹性理论出发,利用摄动积分方法,推导了各向同性地层顾及套管和水泥环影响和井孔应力集中的模式波声弹方程。数值模拟结果表明,偏振方向与异常应力诱导的各向异性对称主轴平行和垂直的二弯曲波频散曲线仍然分裂而且随频率的增大发生交叉,这种交叉仍可以作为区分应力诱导的各向异性和本征各向异性的判据。 发现对低速地层(1600m/s),偶极弯曲波的频散曲线会急剧地向高频区移动,截止频率会移到10kHz 以上。这与以往从裸眼井研究中共识的地层变软频散曲线将向低频区移动的论断正好相反,这一现象也在现场资料分析中得到印证,对今后套管井正交偶极声波测井方法和测井解释都有重要的指导意义。文中系统考察了这一机制的影响因素。 利用套管井弯曲波声弹方程对模拟数据和现场数据进行反演处理,验证了方法的可行性。为适应套管井的实际情况和现场快速反演的需要,并依据测量数据中低频信息主要由远场地层性质控制,提出用平面波推导的简化应力差公式进行套管井正交偶极声测井的地应力反演。对大庆油田两口套管井现场资料中数据有效井段,进行了连续的地应力方向确定和数值大小反演。通过与裸眼井处理结果和地质上预测的应力异常层对比,检验了各层次处理方法与软件的有效性。本文还对地层已是本征的非轴对称横向各向同性(TIH)介质的井孔声弹方程进行了理论推导和初步的定量分析,对现场部分观测资料处理结果做出合理解释提供了理论依据。


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