中国石油：李宁院士-远探测声波测井处理解释方法发展与展望

远探测声波测井技术（亦称反射声波测井技术）能够从井中探测及评价井外数十米范围内的裂缝、洞穴和断层等地质异常反射体，大大拓展了测井技术的应用范围。

在回顾该技术发展历程的同时，重点介绍了远探测声波测井处理解释核心方法、软件和现场应用效果。

结合目前油田实际生产需求和现有技术面临的挑战，指出远探测声波测井处理解释方法有5个最重要的发展方向：继目前利用声波时差和密度通过反射系数褶积进行“测井约束下的地震反演”后，突破实现井下实测反射波和地面地震反射波正反演关系的直接建立，同时开展页岩储层裂缝成像、压裂效果评价、随钻地质导向研究及远探测声波测井仪器革新。

结论与展望

本文综述了远探测声波测井技术的发展历程、方法原理、关键处理解释方法、软件系统以及现场应用成效，并指出了未来的发展方向。在关键处理解释方法方面，重点介绍了裂缝反射波提取、测井观测系统偏移、三维成像以及基于CIFLog测井平台构建的远探测声波测井处理解释系统。在现场应用方面，远探测声波测井技术已在多个油气勘探开发领域展现出重要作用，包括井外缝洞体识别、水平井套变预测、压裂效果评价和有利储层横向追踪等。

井震融合成像及储层反演

Hampson-Russell公司率先研发的Strata软件1991年在中国石油勘探开发研究院安装展示后，迅速在国内油田推广应用，这是因为其核心是创新的“测井约束下的地震反演”方法。该方法通过在直井中采集声波时差和密度测井资料，经计算得到地层反射系数，再通过与地震子波的褶积处理，得到高分辨率井旁地震道。这种解决问题的思路第一次科学地将测井和地震两种不同学科的资料处理进行完美融合，极大推动了地球物理储层反演领域的发展和突破。

远探测声波测井技术的快速发展为井震结合提供了全新的视角和方向，这是因为该技术能够直接测量得到井筒外的反射波信号，这就为与地面地震反射波信号进行融合提供了最直接的手段，有助于形成全新的井震结合正反演算法。基于远探测井震融合成像及储层反演面临的主要技术难点包括远探测和地震数据深度匹配困难、频带差异大以及尺度不一致等，目前已在远探测和叠后地震的储层边界融合成像方面取得初步进展。

页岩储层裂缝成像

页岩储层是中国当前以及未来油气勘探开发的重要领域，与碳酸盐岩和致密砂岩储层相比，页岩岩石物理性质性质较“软”，以大庆古龙页岩油为例，白垩系青山口组一段纵、横波波速度一般为2900m/s和1600m/s，相较于碳酸盐岩储层，纵、横波速度分别下降53%和52%。无论单极纵波远探测还是偶极横波远探测，声波在页岩储层中传播时将会有更多声能量被地层吸收，转换为热能，导致现有远探测技术对非常规页岩储层中的裂缝探测不“远”、成像不“清”，存在典型技术不适用性。因此，在硬件上如何研制高温高压狭小井筒空间内大功率声源探头，以弥补声能量严重耗散；在处理方法上，如何准确计算声波测井频率下页岩储层纵横波品质因子，进而发展远探测反射波真振幅恢复方法是远探测技术未来发展方向之一。

页岩储层本身还表现为强各向异性特征，以四川盆地深层页岩气为例，SH横波与SV横波速度差异高达15%，已发展的远探测各向同性介质偏移方法不再适用，具体表现为叠加去噪失效、裂缝成像不聚焦等特征。有关强各向异性储层条件下的小尺度裂缝远探测响应机理不清，裂缝和储层边界成像方法不明确，亟需开展相关研究工作。

多尺度压裂缝网评价现有远探测技术受强振幅井孔模式波影响，无法有效探测井旁3 m范围内压裂裂缝。斯通利波对充填压裂液的近井压裂缝敏感，当其沿着井孔传播时，在裂缝位置将产生明显反射信号，发展基于斯通利波的近井压裂缝成像及定量评价方法能够有效弥补远探测对压裂缝的探测盲区。另一方面，微地震监测技术的探测范围不受井筒约束，通常能指示井外数百米范围内压裂事件，但该技术受地面检波器布置和地层速度建模等因素影响较大，裂缝识别准确率较低。多尺度压裂评价将是今后压裂效果评价的主要方向，具体思路为联合斯通利波、远探测和微地震等多种方法，研究从近井到远井、从小尺度到大尺度压裂裂缝的三维成像关键技术。随钻地质导向测井

随钻地质导向是一种地质-钻井-测井多学科交叉融合技术，具体指通过随钻测井装备实时采集和处理钻头周围地层的地球物理信息，用于保证井眼穿过储集层并取得最佳位置。随钻自然伽马和随钻电阻率测井方法及装备已发展较为成熟，能够实时提供近钻头岩石物理参数，但这种技术探测范围有限（1m以内），仅当钻头钻出储层后才能发出响应信号，无法提前判断钻头与储层边界位置。随钻电磁波远探测技术实现了对钻头周围数十米范围内地层电阻率信息的测量能力，显著提升了探测范围，保证钻头始终在油气层内钻探。然而，该项技术应用地层条件受限，需在储层与围岩层电阻率存在较大差异的条件下才能发挥作用。

基于远探测声波测井的随钻地质导向技术是测井未来重要发展方向之一，这将在深层超深层和页岩等储层边界两侧存在较大声阻抗差异的地层环境中发挥重要作用。远探测随钻地质导向技术攻关主要包括两个方面：研制随钻远探测声波测井仪，通过苏远大等提出的钻杆刻槽等方式有效压制钻铤波噪声，提升采集波形质量；研发井下实时处理算法和软件模块，确保钻头周围的储层成像结果及时反馈到地面。

远探测声波测井仪器革新纵观测井技术发展历程，软件和硬件的进步体现出螺旋形上升趋势。当前远探测声波测井技术在信号处理和软件研制方面已发展到瓶颈，难以在现有硬件基础上“看得更远”（径向探测范围束缚在百米以内）和“看得更清”（存在反射体方位180°不确定性难题），亟需革新远探测声波测井仪器，从而解决上述两项关键问题。

远探测声波测井仪器主要有以下两个发展方向：通过改进现有仪器结构来解决“看得更远”难题，比如研究高温高压狭小井眼空间大功率声换能器等技术手段。通过改变现有仪器测量原理来解决反射体方位精确测定难题，比如进一步探索晁永胜等和许家旗等提出的双偶极错位发射和偏心声波测井等方法。

展望未来，远探测声波测井技术的发展将集中在以下几个方向：井震融合成像和储层反演、页岩储层裂缝成像、多尺度压裂效果评价、随钻地质导向以及测井仪器革新。总之，远探测声波测井技术作为一项前沿的地球物理技术，在油气勘探与开发领域的应用前景广阔。随着该项技术的不断进步和创新，预计将为油气工业发展带来更多的突破和贡献。

远探测声波测井技术实现了对井外多类型反射体的有效识别，促使测井探测范围由“一孔之见”变为“一孔远见”，大大拓展了测井技术的应用范围，并从支撑油气勘探扩展到支撑油气开发，从评价常规储层缝洞体发育情况扩展到非常规储层。同时，它使测井-地震、测井-钻井、测井-开发等多学科交叉研究变得更为可行。以下结合目前油田实际生产需求和技术面临挑战，指出远探测声波测井处理解释方法的重要发展方向。

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