气体钻井近钻头超前探测声源评价与优选

作     者：简旭 李皋 王军 王浩 王松涛 王华平 JIAN Xu;LI Gao;WANG Jun;WANG Hao;WANG Songtao;WANG Huaping

作者机构：中国石油集团川庆钻探工程有限公司川东钻探公司重庆401147 油气藏地质及开发工程全国重点实验室(西南石油大学)四川成都610500 

出 版 物：《石油钻探技术》 (Petroleum Drilling Techniques)

年 卷 期：2025年第53卷第1期

页      面：41-48页

学科分类：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] 

主　　题：气体钻井 井下声源 声波前探 分辨率 探测距离 

摘      要：为了优选适用于气体钻井条件下的近钻头超前探测声源,提出了气体钻井条件下近钻头声波超前测距方法,进行了不同探测距离下的超声波测距、冲击回波共振测距、扫频声波共振测距和冲击震源测距试验,分析了4类声波测距声源的可行性,并从声源特征、探测距离和分辨率3个方面优选了适用于气体钻井的近钻头超前探测声源。试验结果表明:当超声波的频率较低且尾波较短时,可从靠近声波发射源接收到的波形中识别出反射波信号,但探测距离近;冲击回波共振频率受岩性影响较大,导致入射波与反射波之间未形成理想的驻波,其共振测距的误差较大;扫频声波产生的入射波和反射波可形成较为理想的驻波,测距误差较小,但对扫频发生器的低频性能要求高;根据试验结果优选出的冲击震源可用于探测岩性界面,该冲击震源的尾波被显著衰减,有利于识别时域内的地层反射波信号。研究表明,优选出的冲击震源具有冲击能量强、频率低和尾波短的优势,可满足气体钻井条件下超前探测对声源的要求。