提高声波测井仪器性能的关键--换能器的频率特征

常规测井系列中，补偿声波和声波变密度测井仪器是比较重要的仪器，其性能的改进对提高测井技术水平具有重要意义。文章从裸眼和套管井内传播的声波具有明显的频率选择性出发，讨论声波测井仪器性能的改进问题，并且结合换能器的导纳圆测量结果，给出了具体的提高声波测井仪器性能的方法。即用导纳圆测量系统测量装在仪器上的换能器的主频和频带宽度，以不同地层的井内能够传播的声波的频率特征为基础选择相应的声波测井换能器或仪器。以保证在裸眼井内测量的波形中首波是以地层的纵波速度传播的，在套管井内，首波是反应固井胶结质量的套管波。     

数字声波测井仪声系

本发明涉及一种油田测井仪器，特别涉及一种数字声波测井仪声系。其技术方案是包括电缆、连接与电缆的外壳体，外壳上装有隔声体，隔声体上部为发射区，下部为接收区，其中，所述的发射区由两个发射换能器组成；所述的接收区包括四个接收换能器。本发明的效果是：通过由发射换能器T1发射，其源距较长，可测定岩层的弹性模量，用于求解岩层强度、检查压裂效果及固井质量等，     

声波测井压电换能器的一致性问题

针对实际生产中存在的声波测井仪器的一致性比较差 ,发射声波能量和接收灵敏度比较低等问题 ,用声波测井波动声学的原理讨论声波测井频率对声波时差和声幅测量结果的影响。对于裸眼井声波测井波形中的首波来讲 ,其速度随频率变化比较小 ,但是 ,幅度受井孔的固有频率影响 ,随频率变化比较大。这样 ,声波测井仪器的压电换能器频率的一致性是影响仪器性能、造成上述问题的主要原因。用导纳圆测量的方法给出了确定声波测井压电换能器频率一致性的具体技术。为了提高仪器的性能指标 ,提出了配对更换压电换能器的仪器检修方法。结合井内固有频率选择相应的声波测井仪器 ,可以达到增加针对性 ,减少盲目性 ,有效地提高测井成功率的目的     

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。     

小井眼声波测井仪声波阵列发射探头的优化设计

对水平井测井中采用的小井眼声波测井仪的声波阵列发射探头的特性进行了分析，对其指向性进行了仿真模拟，并进行了实验验证，理论分析和实验结果表明，文中提出的方法可对声波阵列发射探头进行优化设计，使其在测井中发射的有效声能量最大，可以补偿由于换能器的几何尺寸变小和发射声波频率增高而引起接收的声波信号的减小。     

变窗长阵列声波测井波形处理与换能器的振动模态

声波换能器振动时具有不同的振动模态，分别对应于不同的频率特征，换能器发射或接收声波时，在这些振动模态的频率附近灵敏度最高。裸眼和套管井对声波有过滤作用，不同频率的传播特征不一样，这些影响使得实际测量的阵列声波测井波形的频率呈一定的分布特征。裸眼井测井波形中，纵波、横波和伪瑞利波、Stoneley波的传播速度不同，频率分布也有一定的差别。根据这些特点和声波换能器频率特征测量结果，设计了变窗长处理软件，针对实际测量波形中不同类型的声波特征，使用不同的窗长进行处理，有效地提高了声波时差的处理精度。     

高分辨率声波测井面临的问题及其对策

以减小接收探头间距为手段的高分辨率声波测井仪器已经在很多油田使用,但由此获得的测井曲线常常再现时差曲线“跳跃”及时差值不准的问题,特别是短源距声波测井仪器,该问题尤为突出。本文从井内声波传播的基本规律出发,发现在源距为1m附近,由于圆柱形井内声波波长与井径接近,声波在井内多次反射后,以地层纵波速度传播的声波具有一定的频散特征,从而导致声波的首波相位不固定,并随源距变化。这是目前高分辨率声波测井曲线“跳跃”的根本原因。为此我们设计了能够同时测量长、短源距声波波形并且长源距具有相控功能的阵列声波测井仪器,并开发了利用换能器波形计算声波测井频散曲线的方法。通过该方法可以充分利用波形的相位信息建立模型,得到无频散曲线,进而生成声波时差曲线。     

多极子阵列声波测井仪

多极子阵列声波测井仪（MPAL）是中国石油集团测井有限公司研发的具有完全自主知识产权的新一代多极子阵列声波测井仪器。该仪器的声系由1个单极子发射换能器、1个四极子发射换能器、2个相互正交的偶极子声波换能器及8个多极子接收站组成,     

声波测井中泥饼折射滑行波分析方法初探

 渗透层段因泥浆过滤形成泥饼，造成井径缩径，这对声波时差测井会产生一定影响。本文设计了一种三层介质的声波传播模型，首次提出了泥饼滑行波和泥饼折射滑行波的概念，给出了存在泥饼时的声波时差计算公式。用数值分析法研究了声波滑行波传播时间随泥饼厚度的变化规律，表明发射探头到接收探头的距离控制了接收声波的来源，1m源距的常规声波测井仪器接收的总是泥饼折射滑行波，当泥饼厚度均匀且各向同性时无需进行泥饼校正。而当为提高声波分辨率减小源距时，声波测井仪器所接受到的声波受泥饼厚度的影响。     

随钻声波测井隔声体性能评价实验研究

隔声体是随钻声波测井的关键部件,既要保证有足够强度以满足钻井的需要,又要有效地衰减钻铤直达波的干扰,以便测到准确的地层信号.提出了一种用随钻声波测井单极子换能器测量隔声体声衰减性能的实验方法.采用发射和接收换能器均放在隔声体两端的补偿声衰减测量方案.通过推挽式功率放大器强迫驱动发射换能器产生不同主频的声波信号沿隔声体传...     

声波测井信号传输系统的模拟和计算

文章把声波测井过程看作一个信号传输系统，并建立了它的测井信号的传输网络模型，利用信号和信息传输的观点和概念分析了声波测井的整个过程，清楚地给出了驱动电压信号、声源的电-声转换、传媒介质（井眼流体和井眼周围地层）的声学特性、井眼中的压力响应、接收器的声-电转换和测量到的测井信号之间的关系。和早期的声波测井研究的理论模型相比较，这种声波测井传输网络模型更接近声波测井的实际情况。这种声波测井传输网络模型为论证阵列声源测井仪（由一个阵列声源和一个单接收器组成）和阵列接收器测井仪（由一个单声源和一个阵列接收器组成）之间的互易性和建立新的乘法阵列声波测井仪的物理模型提供了理论基础。     

SBT声波测井换能器分析

SBT声波测井仪器的换能器是声波测井仪器的关键部件，其设计和制作过程均需要针对具体的应用条件和环境，结合偏心声源激发的声波环绕井壁的传播规律，设计相应的频率和激发方式。在制作过程中，需要解决如下关键问题：压电片的外形及其几何尺寸的设计与选择、换能器结构及其相应的机械振动模态分析、压电片电特征的估计和测量、压电片的配对、电极表面的处理、粘接材料的选择、粘接工艺等。     

固井第一界面微环隙对声波传播规律的影响

为消除微环隙对固井质量评价的影响,研究微环隙对声波传播的影响规律是非常必要的。针对微环隙对声波传播的影响,分别进行了实验室试验和理论计算。试验采用简化的平板模型,用中间挖空填水的超薄塑料薄膜来模拟充水微环隙。根据试验模型的特点,由声波在多层介质平面层的透射理论得到微环隙影响声波传播的理论计算公式。试验结果表明,声波首波幅度随微环隙尺寸的增大而减小,当微环隙尺寸增大至0.1 mm时声波透射幅度减小70%左右,这会造成测井时接收到的反射波声幅的增大,可能将固井质量合格的井解释为不合格。理论计算印证了试验结果,同时也说明声波传播对充气微环隙的敏感程度高于充水微环隙。研究得出,微环隙对声波传播的影响是非常显著的,在声波测井中其影响规律可以应用于对固井质量的评价中。      

MAK-Ⅱ和СГДT-HB测井仪在辽河油田的应用

MAK-Ⅱ仪器和СГДТ-НВ仪器是从俄罗斯引进的测井仪器。MAK-Ⅱ仪器又称声波水泥胶结测井仪器,它用于评价套管井水泥胶结质量;СГДТ-НВ仪器又称伽马密度-套管壁厚度测井仪,它是一种用放射性方法检测水泥胶结质量和套管技术状况的仪器。简单介绍了MAK-Ⅱ仪器和СГДТ-НВ仪器的测井原理及解释方法,着重阐述MAK-Ⅱ和СГДТ-НВ测井仪器在辽河油田的应用情况。     

声波发射电路的优化设计

设计一种声波测井仪器的发射电路，不仅能有效地克服目前声波发射电路的某些局限性，还能谁地调节换能器激励脉冲的宽度，使发射电路处于谐振状态，从而有利于提高发射电路的工作效率，具有一定的应用价值。     

随钻声波测井研究进展

论述了随钻声波测井的纵波测量、横波测量及仪器的发展,分析了随钻声波测井面临的难题.随钻纵波测井仪器隔声体是实现随钻纵波测量的关键;利用漏能纵波求取极慢地层的纵波速度的方法也有所发展.埘随钻横波测井进行r总结.快地层随钻横波测井除了可以采用单极子测量,还可以采用四极子模式进行测量;慢地层随钻横波测井可以有偶极子或四极子等方式进行测量,存在争议的是慢地层随钻偶极子的横波测量足否可行.对仪器偏心的研究表明从随钻偶极子中提取地层横波足有可能的.随钻声波测井由于偏心的原因无论采用何种模式进行测量都会产生频散.总结了随钻测井噪声的研究现状,表明噪声均为低频噪声,埘随钻横波测井有一定影响.     

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...     

隔声体性能评价的方法研究

提出了在实验室内评价声波测井仪器的隔声体性能的评价方法。在实验室评价隔声体的性能时，应在隔声体的两端各连接一定长度的补偿管用于模拟隔声体上下两端的部件和消除边缘效应，应采用激震源和接收信号的三轴加速度计均放置在隔声体外侧两端的测量方案，用以消除不同加速度计的物理性能不一致对测量结果的影响，三轴加速度计作为接收探头可以评价隔声体的相互正交的3个振动方向上的隔声量和时延时，给出了实现上述测量方案的实验装置和测量实例。