正交偶极子探头导纳圆测量系统

正交偶极子声波测井资料在钻井工程和地质应用方面见到了明显的效果以后，逐渐变成了一种重要的测井方法。该仪器特殊的发射探头结构导致对探头中振子的一致性要求比较高。但是，现有的导纳圆测量仪器不适合5kHz以下探头的测量。所以，针对正交偶极子声波测井仪器探头的研究、应用和雏修的需要，我们开发了适用于低频数字式导纳圆测量仪器，最低的测量频率可以达到40Hz。为高端的正交偶极子声波测井仪器国产化和探头更换提供了基础。     

正交偶极子声源激发声场测量

正交偶极子声波测井仪器中的发射换能器是最关键的部件，它决定着该仪器的性能和测量结果。为了研究该换能器，了解其有关技术特点，我们对5700的正交偶极子换能器进行了激发声场测量，得到了该换能器在圆柱界面上的声场分布图像。该图像刻画了换能器发射声波到达井壁的过程，并且肯定了发射换能器先发射高频声波、而后出现低频声波的特征，结合现有的测井资料和偶极子声波测井理论计算结果，简单分析了该特征在最新电激发波形上的应用。     

正交偶极子声波测井仪器接收换能器筛选分析

正交偶极子阵列声波测井仪器通常有8组或更多组接收探头，每个接收探头分别由4个结构相同的压电换能器组成，压电换能器阻抗特性参数的一致性将直接影响仪器的性能，对接收换能器进行测试、筛选和配对等是制造和维修仪器声系的一个重要环节。阻抗分析仪常用于测量压电换能器的阻抗特性参数，选择阻抗特性参数相同或者相近的压电换能器组装仪器，可以保证仪器各个接收探头具有较好的一致性，对于提高仪器性能具有重要意义。     

用于随钻声波测井的圆弧片状压电振子

提出了应用于随钻声波测井的圆弧片状压电振子,并以自制的4个压电振子进行了性能评价实验研究。压电振子是由径向极化且内外表面镀有银层的圆弧形压电陶瓷片构成,采用内外包覆环氧树脂进行封装。对压电振子的性能评价测试结果的分析表明,一定频带内压电振子存在多种振动模态,其中以径向振动为主的耦合振动模式能够满足随钻声波测井工作频率和大功率发射的要求。压电振子辐射的声束主要以一定的角宽向某一方位方向传播,具有方位指向特性。组成复合换能器的4个压电振子的性能特性一致性良好,可应用于随钻声波测井实现单极子、偶极子和四极子辐射器。     

基于极快速模拟退火算法的地层横波各向异性反演

介绍了利用正交阵列偶极子声波测井资料反演地层横波各向异性的计算过程,研究了极快速模拟退火算法在阵列偶极子声波波形反演处理中实现全局寻优的方法。利用基于极快速模拟退火算法自主编制的软件对多口井的正交阵列偶极子声波测井资料进行了处理。结果表明,极快速模拟退火算法无论是在计算精度还是在计算速度上都达到了对阵列偶极子声波进行波形反演的要求,可以用于正交阵列偶极子声波测井资料的实际处理。     

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,     

一种提取声波测井频散波相慢度的方法

在声波测井中，单极子声源激发的斯通利波和偶极子声源激发的弯曲波都是频散波。严格来讲，传统的相似法只适于处理非频散波，不适于处理频散波。只有从频散的斯通利波和弯曲波中提取出相慢度，才有可能进一步求准地层渗透率和横波慢度等参数。提出一种简便、快捷的方法从声波测井的频散波中提取相慢度。该方法从离散傅立叶变换的圆周时移性质出发，分别将2道频散波在幅度最大位置劈开做圆周时移，对圆周时移后的波形做快速傅立叶变换进而得到2道连续的相位谱，再由2道波形的相位差和接收探头间距可以计算出相慢度。给出了用该方法处理理论计算的偶极子波和现场声波测井资料的例子。     

声波测井换能器激发响应实验研究

声波测井换能器的激发响应由换能器振动时所表现出来的动态阻抗和激发电路参数决定。而换能器的动态（阻抗）参数随压电晶体及其装配方式（力学边界条件）改变。为了测量换能器动态参数的影响，采用声波测井仪器常用的压电晶体和升压变压器，通过改变激发脉冲宽度和直流电压进行了实验，结果发现：在换能器两端的瞬态响应中，一共有三个二阶网络响应，分别对应于不同的频率。最低的一个影响声波测井波形的基线、与换能器主频接近的一个决定激发效率以及电路与压电晶体之间的匹配关系，是激发电路设计中比较关键的，其参数可以通过导纳圆测量仪器得到。     

正交偶极阵列声波测井技术及应用

正交偶极阵列声波测井通过完善单极、偶极双激发方式，达到了信号强、衰减小的目标，通过偶极发射器的同深度排列提高了测井数据在各向异性分析方面的应用效果。介绍了在软、硬地层中为产生较强剪切波声信号在激发频率方面的差异，根据地层的物理特性选择最佳的偶极发射频率，可以得到最好的挠曲波激励和传播。详细描述了正交偶极阵列声波测井技术的特点；介绍了该技术资料采集的方式及针对不同特性地层的参数选择原则。介绍了正交偶极阵列声波测井技术所取得的处理解释结果及其在地层各向异性分析等地质方面的应用。     

新型高温压电晶体温度实验研究

高温声波换能器是声波测井仪器的核心部件,其温度性能对声波测井仪器有重要影响.文章给出了天津大学新型压电晶体在常压下的温度实验结果.该结果显示：在现有的高温胶条件下,压电晶体的温度性能可以达到150℃.即在150℃时,压电晶体激发和接收波形的最大峰值保持不变.超过150℃时,由于实验所用的胶开始脱节,波形幅度迅速减小.     

Design of a cross-dipole array acoustic logging tool

When entering an anisotropic formation, a shear wave splits into a fast wave and a slow wave. Based on the principle of four-component cross-dipole acoustic wave measurement, the anisotropy of HTI （Horizontal Transverse Isotropy） formation can be determined. The method of calculating the fast and slow wave data when a shear wave propagates along the borehole axis in anisotropic formation was analyzed, and the implementation of a cross-dipole acoustic logging tool was demonstrated. The tool was composed of transmitter electronics, transmitter mandrel, acoustic isolator, receiver mandrel and main control electronics. Sonde, transmitter circuit, signal receiving and processing circuit, data acquisition system, system control circuit and telemetry interface circuit were presented and analyzed. The test model was used in production wells and standard wells in various areas and the four-component cross-dipole waves were acquired and processed. The waves had good signal-to-noise ratio and clear characteristics, and the fast and slow waveforms, processed slowness curves, anisotropy and fast shear wave azimuth well matched with each other.     

交叉偶极声波资料在川中地区地层应力分析中的应用

分析了近几年交叉偶极阵列声波资料在川中地区所钻井的实际应用情况,利用交叉偶极声波测井资料计算出××2井长兴组的地层应力（地层闭合压力和地层破裂压力）和压裂缝高度,其结果可为试油设计与储层改造等提供有力的依据。在川中地区具有较好的应用效果。     

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。     

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。     

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。     

用正交偶极子声波测井资料估算地层应力场

阐述了利用正交偶极声波测井资料估算地层应力场的方法及应用实例.理论上,最大主应力的方向与快横波方位一致,最大主应力的大小与横波的速度有关,地层应力的数值估算方法主要建立在应力-速度关系的基础之上.模型实验及岩心实验数据表明,不同孔隙度的砂岩随着所加应力的不断增大,其横波速度与应力为0时的横波速度的平方差也逐渐增大,与所加的应力基本上呈线性关系.利用岩心实验数据得到速度与应力的关系图版,确定应力与速度的关系系数,估算地层应力的大小.给出了用正交偶极声波测井资料估算地层应力的方法在大港油田的应用实例.     

新方法测井在碳酸盐岩潜山油气藏综合评价中的应用

碳酸盐岩储层具有各向异性和非均质性，仅仅利用常规测井系列难以满足地质任务的需要。针对碳酸盐岩潜山油气藏这种特殊类型油气藏的储层特征，在现有的测井资料基础上总结探讨碳酸盐岩地层中测井系列优选原则，对比分析常规测井资料的不足和局限性，分析测井系列优选的原则及系列优选后对解释工作的帮助及为勘探工作所起的作用，完善原有的解释标准，建立一套基于新方法的定性或定量的解释标准。采用MAXIS-500、C15-5700等测井仪器的成像测井、核磁共振测井及交叉偶极子声波测井等正确的测井系列和项目不仅可以节约生产作业成本，还可以用于测井精细解释。给出了华北油田碳酸盐岩潜山油气藏新方法测井实例。     

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。     

声波测井网络理论Ⅰ:声源信号的产生方法和数值模拟

利用薄球壳压电换能器的等效电路可以解析地确定在薄球壳压电换能器被电激励信号激发过程中， 周围耦合介质对它的作用力和它的瞬态响应，给出了用驱动电压信号激励换能器使其辐射出马鞍组特殊测井需要的声源信号，由于薄球壳换能器在所有的方向上均匀地向外辐射声波信号，因此在声波测井的正演研究和数值模拟中，可以把它等效为一个点源。     

正交偶极声波测井技术在青海油田的应用

文章介绍了哈里伯顿公司正交偶极声波测井仪（WAVESONIC）在断层识别、裂缝有效性分析、构造现今地应力分布等方面的应用实例，说明正交偶极声波测井新技术在青海油田多种复杂储层解释方面具有良好的应用前景。