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,     

多极子声波测井

简介了哈里伯顿公司的低频偶极声波测井仪（LFD）,阿特拉斯公司的多极阵列声波测井仪（MAC）以及斯仑贝谢公司的偶极横波测井仪（DSI）的仪器特点,数据处理,工作方式及测井效果,比较了三种仪器的相同点和不足处,对仪器的推广应用提出了自己的建议。     

叠片型多极子阵列声波测井仪接收换能器灵敏度分析

基于有限元方法数值分析多极子阵列声波测井仪常用叠片型接收换能器的工作模态和接收特性,研究各种结构参数调整对换能器接收灵敏度的影响.增加换能器压电片厚度可以提高换能器的接收灵敏度;增加换能器长度和宽度只对单极接收部分的接收灵敏度有所提升而对偶极接收部分几乎没有影响.接收灵敏度对压电片厚度的改变最敏感,对换能器长度的改变次之,对换能器宽度的改变最不敏感.压电片厚度、换能器长度和宽度的增加都会导致谐振峰前移,使得接收响应更不平坦.在接收面积相同的情况下,矩形换能器灵敏度整体接收灵敏度要优于圆形结构.     

MPAL多极子阵列声波测井仪

MPAL多极子阵列声波测井实现了在软硬2种地层中直接提取纵波、横波和斯通利波的测量结果.对MPAL多极子阵列声波测井的测量原理、仪器构成、特点、技术指标、应用情况等方面进行了阐述,根据其测井资料可提取准确的纵波、横波、斯通利波信息;利用波形、斯通利波变密度图、斯通利波幅度衰减判断裂缝发育段,可以得到地层的快慢横波,用来判断地层的各向异性,从而判断最大水平主应力方位、裂缝发育程度及裂缝延伸方向等.     

国产随钻单极声波测井仪的设计及应用

研制了一种随钻单极声波测井仪器,介绍了仪器的结构特点和技术指标,并详细阐述了仪器的3个关键部件的设计过程,涉及发射与接收换能器的结构设计与封装方式设计,隔声体的固有阻带和刻槽后的阻带设计。实验室水槽测试验证了仪器的可靠性。使用该仪器在新疆某井硬地层与软底层进行了实钻测量,结果显示,仪器在硬地层可测量到纵波、横波及斯通利波信号,波形信噪比良好,时差具有很好的相关性;在软地层可测量纵波及斯通利波信号,不能测量地层横波信号;随钻测量纵波时差结果与电缆声波测量结果有很好的一致性。     

现代声波测井技术应用

针对现代声波测井技术的发展和应用进行了深入分析,分别对带井眼补偿的声速测井、声波全波列测井、超声成像测井和多极子阵列声波测井等新一代的测井方法的原理、特点及应用现状进行了阐述,以及在地层评价中的作用进行实例分析和应用效果评价.对上述问题的深入分析和准确把握对新一代测井技术的推广应用具有积极指导意义.     

多极子阵列声波测井技术在煤层气储层评价中的应用

介绍多极子阵列声波测井仪器(MPAL)的声系结构和测量数据。MPAL仪器提供了丰富的煤层气地层声学参数。通过处理MPAL在煤层气储层的声波测量数据得到了滑行纵波、偶极横波和斯通利波的速度,衰减以及横波速度各向异性,地层渗透率等信息。在分析上述信息与煤层气储层特性关系的基础上,研究了煤层气储层的多极子阵列声波测井评价的步骤和方法。MPAL测得的纵、横波速度及衰减能够用于煤层识别和煤层厚度计算;从斯通利波数据中提取的渗透率信息可以评价煤层气储层的渗透性能;结合地层密度数据可得到地层弹性信息,能够为钻井、水力压裂等工程提供重要的参考数据。     

MAC多极阵列声波测井仪

阿特拉斯测井公司的ＭＡＣ多极阵列声波测井仪是由单极陈列和偶极阵列组成，使声波测井资料拓宽了应用领域，尤其在裂缝评价，地震勘探和井眼稳定性问题得到很好应用，文章对其测量原理，仪器特点和典型应用做了介绍。     

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。     

多极子阵列声波测井在致密砂岩气层识别的应用

本文从多极子阵列声波测井资料和常规测井资料中提取对气层响应敏感的特征参数,建立具有针对性的气层识别方法,提高解释符合率。     

交叉多极阵列声波测井在套管井中的应用

为寻求裸眼井地层纵波测井资料缺失时的补救办法,对在大港油田滩海区块5口井中的声波测井资料进行了分析,试探从过套管交叉多极阵列声波(XMAC)测井资料中提取地层纵波信号的可行性.XMAC在套管井中采用单极全波测量模式.从下套管前后测得的全波波形的差异可区别套管波和地层纵波,采用慢度-时间相关STC(Slowness-Time Coherence)法可提取地层纵波.对比了在不同水泥胶结质量、套管状况和井眼条件下的套管井与裸眼井声波测井资料,归纳出了过套管声波测井的使用条件和局限性.当套管及地层都与水泥环胶结良好时,方可从过套管XMAC全波资料中提取出地层纵波信号.     

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.     

模块外径对套管刻度井声波测井的影响

从几何声学理论和波动声学理论的不同角度分析了套管刻度井的模块外径对源距为1．5m的声波测井的影响，根据实际工程的需要提出了应用于不同刻度井目的的3个模块径向厚度临界值。对于以刻度声幅测井仪器为目的的刻度井，其模块半径不得小于50cm。对于以刻度变密度声波测井仪器为目的的刻度井，若不介意反射纵波对地层滑行横波的影响，其模块半径不得小于100cm；若要避免反射纵波对地层滑行横波的影响但不介意反射纵波对斯通利波的影响，则其模块半径不得小于150cm。     

压力载荷对声波测井圆管换能器影响有限元分析

基于有限元方法数值分析压力载荷对声波测井圆管换能器的影响,研究不同压力条件下换能器频率响应、发射特性的变化。随着对换能器上下两底面施加压力的增加,换能器各振动模态谐振频率降低,当压力增大到一定数值某些振动模态消失,产生新的振动模态。随着压力的增加,在空气中换能器谐振频率逐渐降低,在21.82kHz谐振点处的电导值上升,在16.01kHz谐振点的电导值先升高后降低并逐渐消失,在14.64kHz谐振点处的电导值降低并逐渐消失;在流体中换能器谐振频率降低,对应的电导值均降低。随着压力的增加,换能器在流体中的发射电压响应值在高频段会上升,在低频段会先略有上升后下降。数值模拟结果可以对正确制作、装配圆管换能器起到良好的指导作用。     

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.     

可用于声波测井的相控圆弧阵声波辐射器

为了使声波测井具有周向探测能力,提出了可应用于声波测井的、具有周向辐射特性的相控圆弧阵声波辐射器方案.这种声波测井圆弧阵声波辐射器由多个压电振子沿着圆周排列.研究表明,通过控制各个振子的激励时问可以实现向某个方位方向的声波辐射.在声波测井频率范围内,随着工作阵元个数的增加,圆弧阵辐射声波的周向指向性增强.在井下采用相控圆弧阵作为声波辐射器可以真正实现方位声波测井,这种声波辐射器在各向异性地层评价、定向钻井等石油工程中有良好的应用前景.     

油气井封固性测井述评

油气井封固性测井能发现并判定井下管柱和水泥环的问题,使得人们能及时采取措施,维持油气井产量,延长油气井生命周期,防止油气井事故和环境污染。陈述了油气井封固性的概念;提出了油气井封固性测井的定义;对当前油气井封固性测井的技术状况进行述评。重点介绍了国内外在套损检测和固井质量评价方面有代表性的测井仪器及资料处理解释成果;介绍了一些具有创新性的思维和样机。指出深层、深海、低渗透和非常规油气资源勘探开发对封固性测井技术所提出的要求。     

浅议测井学科的发展

从科学，技术与学科的定义出发提出了自己对测井学的认识，并由此推测测井学科的发展前景。认为核测井和化学测井将会有较大发展，材料等基础工业的发展，在地面能实现的技术将会逐步移到地下实现。因此测井学科的发展有着光辉灿烂的明天。     

声波测井压电振子温度性能一致性实验研究

新一代声波测井技术采用了相控圆弧阵作为声波辐射器,构成圆弧阵的压电振子的耐高温性能一致性是一项重要的技术指标。以相控圆弧阵所使用的阵元为例实验研究了压电振子的耐高温性能以及阻抗特性一致性随温度的变化。测试结果表明,压电振子的谐振频率和静态电容随着温度的升高而增大,而最大电导和脉冲响应幅度随着温度的升高而降低;压电振子的阻抗特性一致性随着温度的升高相对下降,150℃下相对变化量可控制在4%以内。将压电振子从高温环境冷却至常温27℃后,压电振子的阻抗特性具有可恢复性。经测试的压电振子的耐温指标能够达到150℃左右,且高温下阻抗特性一致性较好,能够满足井下高温环境的应用要求。     

交叉偶极子声波成像测井技术及应用

交叉偶极子声波测井可以实现常规声波测井无法实现的对软地层的横波测井。利用交叉偶极子声波测井资料,可分析由裂缝和不均衡地应力等引起的地层各向异性,通过分离出的快、慢横波的时差和波至时间,计算出地层各向异性系数,评价地层各向异性;还可以利用斯通利波估计裂缝的张开度和评价地层的渗透性。本文介绍了哈理伯顿生产的交叉偶极子声波测井仪WSTT的基本结构和测量原理,主要用途和测井操作时的注意事项,以及在地层评价中的应用。