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第 38 卷 第 1 期 关威等： 基于动电效应的震电测井方法研究进展 147
上述模拟算法仅限于计算时域全波波形，无法 和斯通利波波群；而在电场波形中，依然可见明显的
分析井孔动电全波中各分波的频散和衰减等特性。 伴随钻铤波电场波群，但其相对于地层波场的幅度
井孔动电全波由电磁波、纵波、横波、伪瑞利波和斯 已明显减小。
通利波等分波构成，各分波又包含快纵波、慢纵波、
0.2
横波和电磁波势函数的贡献，研究每一个分波的频 ᨛᨿฉ p
2.7
散和衰减等特性，对于揭示波场与地层参数的关系 E z 0.1
具有重要意义。胡恒山 [9] 采用割线积分法计算了震
电测井的电磁首波，证明了它是以地层电磁波速度 p/kPa 0.0 0.0 E z /(mVSm -1 )
沿井壁传播并返回井内的电磁波。他通过割线积分
-0.1
计算发现，慢纵波势和横波势对声波测井的纵波首 -2.7
波均有贡献 [10] ，前者是引起伴随纵波电场的主要原 -0.2
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
因，后者引起伴随纵波的磁场。他还计算分析了电
ᫎ/ms
磁首波的特性，通过对比地层电磁波支点割线积分，
图 5 随钻震电测井的井孔声压 p(黑色实线) 和轴
确认它是以地层电磁波速度沿井轴传播的信号 [11] 。
向电场 E z (红色点划线) 全波波形
随后，王治等 [65−66] 计算了井孔震电波场模式波的
Fig. 5 Full waveforms of the acoustic pressure p
频散曲线以及全部实质性支点割线积分对应的纵 (Black solid line) and electric field (Red dashed
波、横波和电磁首波的声场和电场的激发强度，合成 dot line) E z of the seismoelectric logging while
了全部各个分波声场和电场的时域波形，并发现井 drilling
孔斯通利波伴随电场与斯通利波比值 (电声比) 的
4 总结和展望
相位对渗透率敏感。以此为依据，Guan等 [67−68] 提
出了基于震电测井的渗透率和弯曲度反演公式。 近二十年的动电耦合波研究，包括以储层测井、
为了消除随钻声波测井时大幅度钻铤波对地 地面震电勘探和地震电磁场等不同背景在内，大多
层波的干扰，美国麻省理工学院的 Zhan 等 [69] 提出 以实现实验观测 (建立测量系统，并获得有效信号)
可采用随钻震电测井的方式。他们的设想是在孔 和模拟计算 (获得波形，并分析波场特性及其参数
隙岩石中激发的地层波存在伴随电磁场，而由于金 相关性) 为主要目标。随着研究的逐渐深入和成果
属钻杆非孔隙介质，沿钻杆传播的钻铤波不诱导电 的不断积累，需要从实际岩石条件出发，更有针对性
磁场，因此利用随钻震电测井的电场，可完全消除 地研究动电耦合波理论以及动电耦合波在不同领
钻铤波的干扰，提取地层纵横波速度。然而，Guan 域的应用问题。以油气储层测井为例，实际储层通
等 [12] 以及 Zheng 等 [13] 通过随钻震电测井模拟发 常为含有油、水、气的非饱和岩石，鉴于动电信号对
现，电场全波中仍然存在明显的钻铤波波群，这是 含水饱和度非常敏感 [4] ，有必要进一步研究非饱和
钻铤波在沿钻杆传播的过程中，部分能量泄漏到地 岩石动电耦合波理论和波场特性。
层中造成的。杨玉峰 [14] 定量考察了钻铤外表面接 渗透率等储层参数的准确估计一直是油气勘
收器的钻铤波能量与泄漏的钻铤波能量，指出后者 探和开发领域的重要工作。以往的研究已表明动
与前者在同一量级，不能忽略。不过，采用随钻震电 电信号对渗透率等孔隙介质参数非常敏感，利用井
测井，确实可以有效降低钻铤波的干扰，因为电场 孔动电信号和声波信号的幅度或相位比值(电声比)
全波中的钻铤波相对幅度，相比于随钻声波测井时 有可能反演渗透率。此外，电声比可以在一定程度
显著减小 (见图 4)。随后，丁浩然等 [70] 提出采用双 上消除传统 Biot 理论对实际岩石弹性波衰减预估
源随钻震电测井的方式，可以更有效地降低钻铤波 不足的影响。联合动电测井与传统声波测井或电法
的影响。 测井反演渗透率和电导率等参数或许是可行的，但
图5是同样砂岩地层中，6 kHz单极源激发的随 相关的反演方法还有待深入研究。在实际井中进
钻震电测井全波波形。可以看到：在声波波形中，最 行动电测井并获取现场资料，这对进一步研究非常
早到达的钻铤波幅度明显大于后面的地层纵横波 重要。
