声波测井新技术

自50年前问世以来,声波测井技术已经取得了长足进展。最新的声波测井技术能够提供迄今为止最高质量的数据,根据声波测量数据能够描述井眼周围和距离井眼数十英尺深地层的力学和流体特性。     

声波测井仪器发展评述

文章对国内外水泥胶结声波测井仪、声波成像测井仪、全波列声波测井仪、偶极子声波测井仪四种声波测井仪器的发展、性能和水平,尤其对声波测井仪的声系进行了详细的阐述了与分析,在对不同声波测井仪进行比较的基础上,对现有国内外声波测井仪的性能和应用效果进行了综合评价,对我国声波蝇的仪器研制提出建议,并展望了未来声波测井仪器的发展方向。     

随钻前视声波测井钻头前方声场特征研究

现有声波测井仪器无法满足前视探测需求,为此开展了基于相控阵技术的随钻前视声波测井技术研究。采用相控线阵声波辐射器和相控圆弧阵声波接收站,分别实现声波能量的定向辐射和扫描接收;利用有限差分算法,分别模拟了随钻条件下钻头前方存在一个地层界面时的单极和相控阵声波测井响应。模拟结果表明,由于井底散射的影响,随钻前视声波测井的波场比常规反射声波测井的声场更为复杂;与单极声波辐射器相比,相控线阵声波辐射器能够定向增强辐射到钻头前方地层中的声波能量,可以显著增强P-P回波的幅度;与单极声波接收器相比,通过统计相控圆弧阵声波接收站扫描接收到的不同方位P-P回波的幅度,可以近似判断钻前地层界面的方位。研究结果验证了利用相控阵声波测井技术探测钻前地质异常体的可行性,为后续工业样机的开发提供了理论依据。      

最新随钻声波测井仪的技术性能与应用实例

详细介绍了贝克休斯公司APX随钻声波测井仪、哈里伯顿公司CLSS随钻声波测井仪、斯伦贝谢公司新一代随钻声波测井仪sonicVISION的工作原理、技术优势及应用实例。重点介绍了APX随钻声波测井仪为声学仪器优化配置而设计的计算机模型(FEA)、与典型LWD仪器等单向有线测井仪不同的全向发射器、以实现径向多极子声源激发的6×4全向接收器阵列、具有多频调节功能的隔声带、有助于提高仪器信噪比的信号源、用于噪声探测的加速度计和用于不同地层不同测量模式的四极子波技术等。较全面地分析了三大公司最新研制的随钻声波测井仪器的技术性能和应用情况,为国内开展同类技术研究及仪器的研制,提供了可借鉴的资料,并建议我国应该研发具有自主知识产权的随钻声波测井仪器。     

APX随钻声波测井仪简介

在钻进时就能及时获得所钻地层的孔隙度、岩性等参数,把握是否有裂缝、含油气、欠压实等信息,将大大提升资料的价值,为科学高效的油气开发创造条件,随钻声波测井技术正在承担这一重要角色.为了推动国内随钻声波测井技术的发展,在大量调研的基础上,从仪器的结构组成、性能指标,包括全向声源、声波隔离器、接收器阵列、电路、隔声处理等方面,全面地介绍了贝克休斯INTEQ公司生产的随钻声波测井仪APX(Acoustic Properties eXplorer)系统,该系统已经投入到现场应用和商业运营.     

合成声波测井及在储层研究中的应用

从地震道提取出来的速度是重要的岩性参数,方法是把从声波测井模拟合成地震道所用的方法顺序颠倒过来,从地震道提取声波测井信息的技术称之为合成声波测井技术.野外地震数据经过宽带子波处理,得到反射系数的合理近似值,然后做密度校正,反演模型,并经适当标定,得到高频速度系数,再进行低频信息补偿,最终得到合成声波测井曲线.合成声波测井是一种先进的地震反演技术,它将界面型反射地震剖面转换成岩层型声波测井剖面,信息表现成声波测井形式就可反映各个岩性单元,能直接与其他地质信息连接对比,由井外推,以岩层为单元进行研究,可对储层的空间位置、厚度和物性做出横向预测,优化储层评价,提高油气田勘探开发效益.     

国外声波测井技术新发展

声波测井新发展包括偶极和多极声波测井、声波成像测井、声波随钻测量(测井)以及井间声波测井。新的偶极和多极电缆声波测井即使在甚低速地层中也能提供横波速度信息;改进的声波成像测井可提供高分辨率的井壁图像,能用于确定地层的倾角、探测裂缝、定量解释薄层、断层定位、孔洞定位、岩芯归位验证及检查套管状况等应用;发展中的声波随钻测量能实时提供地层孔隙度、地层超压显示、与地震相关信息及岩石可钻性方面信息等;井间声波测井将测井与地震有机结合,在油藏描述和监控开采方面应用显示很好前景。根据这些情况,指出了声波测井技术发展趋势,提出了我国声波测井技术发展建议。     

声波测井相控线阵辐射器幅度加权的实验研究

在声波测井工程中使用相控线阵声波辐射器可以使声波向着接收探头一侧辐射,从而提高声波测井的信噪比和探测距离.对相控线阵进行幅度加权可以改变其辐射主瓣的角宽,这种技术在声波测井中有良好的应用前景.推导了幅度加权条件下相控线阵声波辐射器的指向性函数,研究了利用幅度加权方法增加和减小相控线阵辐射主瓣的方法并用实验测量结果进行了校验,二者取得了良好的一致性.研究表明,当相控线阵阵元幅度由阵的中心向两边对称单调增加时,阵的辐射主瓣角会变窄,反之变宽.     

薄层对声波测井影响的理论分析及校正

本文以声波测井原理为依据,从理论上分析了薄层对声波测井的影响,及存在薄层影响时时差曲线所表现出来的各种特征.在此基础上.提出了根据时差曲线科率变化进行薄层校正的方法.该方法的提出,有助于通过测井曲线更清楚地认识地层,提高测井定性、定量解释的符合率。     

方位声波测井仪电子系统设计

针对传统声波测井井下仪器声源没有指向性或无法控制声波信号辐射指向性的不足,研制了方位声波测井仪(AABT,Azimuthlly Acoustic Bond Tool).该仪器能够实现定向测量,评价第Ⅰ界面和第Ⅱ界面的固井质量情况,并具有较好的周向分辨特性,其周向分辨能力可达40°,具有好的一致性和准确性.该仪器与单极子...     

提高声波测井探头发射功率的实验研究

声波测井仪器中的发射换能器发射的声功率越大，声波测井波形的幅度就越大，测井资料的质量就越有保证。从这个意义上说，最有效地激发声功率是提高声波测井仪器性能或测井资料质量的一个重要的技术手段。用在线测量的声波测井仪器的导纳圆参数可以分析发射电路与换能器的匹配情况。文章首先给出了一个动态试验结果．用小的感性负载串联到换能器的回路后，换能器发射声波的能量提高了近一倍。然后用单频的电路阻抗模型简单地分析了提高发射声功率的原因。最后通过一个计算例子指出，在某些频率，由于有相位因素的影响，加在换能器上的电压的模可以比电源电压还大。     

现代声波测井技术发展的若干特点

对现代声波测井技术的发展特点和趋势进行了深入分析,重点就探测器布置的阵列化、波形采集的高速数字化、工作频率和辐射特性的可控化、多种探测模式的集成化和资料应用的多样化与扩展化进行了详细阐述.其中换能器工作频率和辐射指向特性可调控是声波测井技术的最新发展,将极大地提高仪器的环境适应性和综合探测能力.声波测井资料的应用主要体现在各种波型模式声波参数的全面开发利用和全波列信息在地层评价和工程应用的不断深化和拓展方面.随钻声波测井也有较快发展,尤其是四极子声源的使用应引起重视.对上述问题的深入分析和准确把握对新一代国产声波测井仪器的研发和应用具有积极指导意义.     

产生声波测井中几种特殊声源信号的方法

声源辐射的声信号特性对声波测井的效果有着很重要的影响，利用谐振辐射阻抗和辐射质量的概念，以及薄球壳压电换能器的等效电路，给出了换能器的电－声传输函数，换能器可以类比为是一个电一声滤波器，由于换能器辐射的声信号受到电压驱动信号和换能器自身特性的影响，文中提出了一种方法，在换能器物理特性和几何尺寸不能变化的情况下，通过选择合适的驱动电压信号，可以使换能器在测井过程中辐射出满足特殊需要的声波信号。     

超声成象测井仪声波换能器的特性分析

厚度方向极化的圆片状压电换能器已经广泛地被用到声波成象测井仪和ＣＥＴ水泥胶结质量评价仪上。人们仅仅考虑了传播媒质对接收的声波信号的影响，而很少考虑声源对接收的声波信号的影响。文中分析了这种换能器的瞬态响应，建立了它的等效电路，推导的出声波函数，并指出换能器在三种发射模式；过阻尼，临界阻尼和振荡模式。     

薄球壳换能器的电驱动信号与辐射声波之间的理论关系

分析了薄球壳压电换能器的暂态响应，建立了其等效电路，并且求出了电驱动信号与换能器的瞬时运动之间的传输函数，利用留数定理，可以对任何电驱动信号，解析地求出换能器的运动在时域与频域的暂态函数。因为薄球壳换能器向四周均匀地辐射声波，故可等效为一个无方向的点源，所以其时域与频域内的暂态函数是声波测井研究中采用的源函数的较好表示，并为建立新的声波测井机电声网络与系统分析理论奠定了基础。     

正交偶极子横波探头实验

正交偶极子横波发射探头是正交偶极子声波测井的关键部件。其发射的声波能否满足偶极子声波测井的要求是探头制作的关键。由于正交偶极子发射探头所使用的压电片子比较多，在空间有一定的分布，所以，如何检测压电片子，使其最终满足偶极子探头发射的要求是探头研究和生产的关键环节。文章用实验的方法对其进行了研究。通过测量国产探头所激发的圆周方向声场及其在空间的频率分布发现：在现有的激发方式下，可以用该探头得到主频率为500kHz-800kHz的振动成分。该频率成分随方位角改变。     

声波测井仪器发展及刻度井研究

本文对声波测井仪器的发展及固井质量测井的研究进行了概括性的评述,重点对国内外声波测井仪器的功能,水平进行了说明,分析了比较,讨论了国内外目前有关固井质量测井刻度进井的研究及及发展水平。据此阐述声波固井质量测井及评价方面临的问题,并地我国声波测井仪器研制,方法应用提出建议。     

随钻多极子声波测井仪接收换能器的数值模拟

接收换能器是随钻多极声波测井仪的关键器件,其性能直接影响测量信号的质量。利用有限元法分析了边界条件、金属基片厚度以及封装方式对随钻多极子声波测井仪叠片型接收换能器振动模态和接收灵敏度的影响。模拟结果表明,两端钳定边界条件下换能器一阶伸缩振动模态的谐振频率最高,声波测井工作频率范围内接收灵敏度曲线最平缓、起伏最小,接收灵敏度较高,是随钻多极子声波测井仪最适合的一种机械安装方式。中间金属基片厚度对接收换能器灵敏度有一定影响,接收灵敏度随着金属基片厚度的增加而略有升高,且频率为3 kHz附近的灵敏度跳跃点往高频移动、起伏变大。采用充满硅油的长方体壳体对接收换能器封装,接收灵敏度比无壳体有较大差异,灵敏度曲线在多个频率点存在跳变,工作频段内起伏变大。数值模拟结果对随钻多极子声波测井仪接收换能器设计、制作及正确安装起到良好的指导作用。     

基于dsPIC30F6010的声波采集电路设计

对于数字声波测井仪器,采集电路起着非常关键的作用,采集电路的可靠性、稳定性以及采集精度直接决定着仪器的质量。近来,随着计算机技术和数字信号处理技术的快速发展,对于声波数据的后续处理越来越多,相应地就提高了对采集电路的要求。本文采用dsPIC30F6010和AD7656相配合,实现了该采集电路,简化了电路设计。现场试验证实该电路工作稳定可靠,取得了很好的效果。     

琼东南盆地高压地层声波测井响应特征

以南海油田琼东南盆地ST3 6井的测井资料为依据 ,对高压地层的声波时差测井响应特征进行深入研究。通过等效深度法计算出与测井曲线采样深度对应的地层压力梯度曲线。在此基础上 ,对全井段不同岩性的测井曲线和地层压力梯度进行数据分析 ,研究了声波时差与地层压力梯度之间的关系 ,并结合ST3 6井的岩石结构研究结果和声波测井原理对取得的数据分析结论作出解释。通过测井资料综合解释 ,高压地层声波时差与地层压力梯度之间关系的分析 ,阐述了地层压力对储层解释参数的影响。