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交叉偶极子声波测井仪用来测量地层的横波各向异性.在钻井和完井以及地球物理学和岩石物理学方面,地层的各向异性特性能够提供重要的地层信息.本文将对Burgos盆地的几口油井进行描述,运用这种新模式的声波仪器甚至可以观察到在这些地层中小到1%~2%的各向异性.
Cuitlahuac油田位于墨西哥北部的Burgos盆地,这个面积有200km2的油田从1972年起就已经一直从渐新世砂岩层中开采油气了.最近的几年里又重新开发了该地区,而且新钻了很多的油井.这个油田大约包含有20个砂岩组,伴随有主要在北北东-南南西(NNE-SSW)方向的正断层构造,其地层走向是东-西向,5°~10°相对低倾角.在大约800m的测井段,纵波时差范围在60~100μs/ft之间,而横波时差范围在120~240μs/ft之间.
运用这种新模式声波测井仪研究Cuitlahuac油田,该仪器组合了先进的单极子和交叉偶极子发射器技术,还有一个大范围接收器阵列,它有13个轴向接收站,每个接收站有8个方位角传感器.与先前的技术相比,通过先进的井眼模式提取或者抑制,以及在全频率段内提高波数分辨率等方法对接收的104个波列进行处理,可以得到更好的时差和各向异性估计值.
利用这种新仪器测得的高质量波形数据采用最小交叉线能量和最大交叉线能量方法可以更清晰地区分各向异性地层和各向同性地层.各向异性地层的厚度范围为5~80m,其数量变化范围为1%~8%.由于采用了先进的发射器和辅助接收器装置使得对于那些无论是轴向的还是方位向的各向异性小于5%的定量分析变为可能.甚至在如此小的各向异性地层,由于在垂直井中该仪器是连续旋转的,采集到的数据很明显地显示快横波方位角是稳定的.
时差-频率频散分析用来鉴别各向异性的形成机制.一方面,由交叉的偶极子频散曲线确定的水平应力差异是产生方位角各向异性的机制.应力诱生各向异性的特征是由井眼成像测井分析证实,即受张力产生的井壁裂缝是在快横波方向(这也是最大的应力方向).另一方面,由平行的偶极子频散曲线确定的各向异性是由地层的层状特性产生的,同样成像测井也能突出地显示地层的层状特性.