阵列声波测井资料处理时窗宽的选择问题

阵列声波测井资料处理时窗宽的选择受多种因素的影响,选择固定窗宽处理不是一条最佳的途径.用STC(慢度-时间)方法处理阵列声波测井资料时,时间窗的宽度(简称窗宽)对处理结果有比较大的影响.讨论了窗宽选择的理论依据,结合测井实际,分析了窗宽选择的复杂性;最后结合阵列声波测井资料,讨论了窗宽对时差处理结果的影响,提出了可变窗宽的处理思路,得到了比较好的处理结果.     

慢度-时间相关法与遗传算法结合提取阵列声波时差

基于遗传算法的全局寻优特点和慢度-时间相关法提取时差的原理,提出了慢度-时间相关法与遗传算法结合的阵列声波测井资料处理方法.详细阐述了慢度-时间相关法与遗传算法结合求取声波时差方法的实现过程与关键操作步骤.慢度-时间相关法与遗传算法结合可将慢度-时间相关法中反映波形相似程度的相关函数作为遗传算法的目标函数,应用遗传算法寻找其最大值,得到与最大目标函数值对应的首波到达时间和慢度值.该方法不受首波到达时间步长与慢度步长大小的影响,并且只需要做部分计算就可以获得给定的时差、首波到达时间范围内的全局最优解.用该方法处理了大庆油田地区2口交叉式多极子阵列声波测井资料,并将处理结果与商业化软件eXpress处理结果进行了对比,两者具有较好的一致性,满足现场解释精度要求.     

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。     

相位法及其在阵列声波测井中的应用

由于首波衰减,频散效应的影响,用阈值法处理声波测井波形所得到的时差会有一定的误差。文章给出了处理阵列声波测井波形的相位法,并用该方法处理了实际测井波形,与普通声波、express处理结果分别进行了对比。对比结果表明：相位法处理的声波时差分辨率较高,分层比较明显。     

现代阵列声波测井数据处理和解释方法研究

阵列声波测井仪及多极子声波测井仪是新型的成像测井系统的重要组成部分 ,可获取极为丰富的地层信息。针对油田测井中的薄层划分问题 ,以辽河油田测井公司新引进的 5 70 0组合阵列声波测井仪MAC为研究对象 ,系统地研究了时域内的首波探测、慢度时间相关分析和频域内的直接相位分析等现代声波测井信号分析理论和技术 ,完成了针对不同测井组合的处理子系统 ,在IBM微机上完成了一个包括图形用户界面的独立系统 ,在SUN工作站上完成了基于已有工作平台FORWARD上的各个独立处理子程序模块。同时 ,应用分辨率匹配的思想 ,既保留较低分辨率的标准补偿测井曲线对井眼等环境的良好补偿性 ,又利用高纵向分辨率组合阵列声波测井的信息来提高其纵向分辨率 ,以取得最佳处理结果。共处理辽河油田 1 8口井的测井资料 ,处理后的各曲线分辨率都得到很大提高 ,取得了预期的效果。     

长源距声波测井在固井界面胶结探测中的应用

长源距声波测井在套管井内可以探测固井后套管与水泥环（简称固井I界面），水泥环与地层（简称固井Ⅱ界面）的胶结情况，但是必须对长源距声波测井波形进行处理，分辨出相应的导波，本给出了长源距声波测井波形小波处理结果，结合理论计算结果识别套管井固井I，II界面的胶结情况以及同位素测井验证实例。     

二维窗函数的设计与应用

为了改善滤波效果，传统的二维滤波都是在变换域内加一个过渡带。根据在时间一空间域对冲激响应加时窗的方法，提供了几个二维窗函数，并给出二维窗函数应该满足的条件。实际资料处理结果表明，合理地选择窗函数能很好地改善滤波因子，提高资料的信噪比，同时也较好地保持反射信息的波形特性和振幅特征。     

阵列声波测井传输网络指向性及互易性分析

在声波测井中声束导向的效率除受换能器的几何参数及阵列声波发射单元的激励延迟时间或阵列接收器接收的各道声波信号偏移时间的影响外,还受换能器的形状和尺寸的影响。一般声波测井仪是由一维阵列声源和单接收器或由单声源和一继阵列接收器组成。换能器为薄圆管形压电换能器。采用相应的声波测井传输网络理论和指向性权系数的概念,计算了换能器的形状及大小对声束导向信号所造成的影响,并论证了声波测井仪中阵列声源和阵列接收器的互易性。通过调整声束导向参数和阵列接收器接收到的声波信号的时间偏移量,可使得接收首波幅度（阵列声源）和叠加波首波幅度（阵列接收器）最大。此外,运用数值模拟和实验对文中提出的最佳设计方案进行了验证。     

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。     

高分辨率拉东变换在阵列声波测井波场分离中的应用

为准确获取反映不同地质信息的波场信号,必须对阵列声波测井全波中包含的地层信息进行波场分离。采用高分辨率拉东变换对阵列声波测井全波进行分离处理,消除假频与端点效应的影响,能量进一步集中;采用双共轭梯度算法实现快速计算,在确保信号不失真情况下提高分辨率。理论模拟波场处理结果证实,通过对比分析不同波场分离方法表明,该方法分辨率高,信号不失真,处理速度快,对于阵列声波测井斯通利波波场分离具有明显的优越性。     

长源距声波测井小波处理系统

根据小波分析理论，利用小波变换、小波多分辨分析等方法分解长源距声波测井波形，给出了不同频率段、不同时刻的波形分解结果。这样可以对波形的局部特征分析，研究长源距声波波殂中的各导波特征。根据ＷＡＬＬＡＴ算法的特点和国内长源距波测井处理系统的现状，开发设计了长源距声波测井小波处理系统，在ＰＥ－３２８４计算机上利用该系统处理了江汉油田２０多口井的长源距垢波测井资料，基本上能分辨套管井、眼井长源距声波 井波     

套管井阵列声波测井技术研究及应用

针对套管井阵列声波测井的工程需要,用实轴积分法及二维谱技术研究了不同胶结状况的二维谱及频散曲线.从理论上肯定了对于快速地层,胶结状况良好和第Ⅰ界面窜槽不严重时在套管井内能够测量到地层的纵、横波时差.描述第Ⅰ界面窜槽的等效水环厚度增加,以地层的纵、横波速度传播的声波时差分布不再集中,直到最后消失.第Ⅱ界面脱粘时无法测量到地层的纵、横波时差.根据上述理论计算结果设计了阵列声波测井仪器,用多口套管井的实际测量波形和处理结果肯定了上述理论分析,得到了地层的纵、横波时差.这样,对于套管井,除了能够测量地层的纵、横波时差外,从固井质量评价上,第Ⅰ界面胶结质量的判别方法还可以使用相位信息,即用阵列波形的相位建立模型,得到地层纵波时差分布,该分布越离散,则第Ⅰ界面胶结的程度越差;当集中不起来,不能够显示地层的纵波时差时,则第Ⅰ界面窜槽已经相当严重.     

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。     

斯通利波在碳酸盐岩储层有效性评价中的影响因素分析

在缝洞型碳酸盐岩地层评价中,应用偶极子声波测井技术结合常规测井资料、电成像测井资料,能够为准确进行储层有效性评价提供技术支撑。以塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起新垦-哈拉哈塘地区为例,根据偶极子声波测井资料统计了钻遇储层时间与测量偶极子时间间隔,分析了斯通利波在碳酸盐岩储层有效性评价中的影响因素。研究表明,钻遇储层时间与测量偶极子时间间隔较短,斯通利波能够很好地评价储层的有效性,钻遇储层时间与测量偶极子时间间隔较长,斯通利波不能很好地评价储层的有效性。为此,测井时应尽可能缩短钻遇储层时间与测量偶极子声波的时间间隔。     

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。     

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。     

阵列声波资料的斯通利波提取及裂缝评价

宽频带阵列声波测井仪可以较完整地记录井内斯通利波波场．采用数宇低通滤波和多道中值滤波方法较好地实现了斯通利波的波场分离．根据直接斯通利波与分离出的反射斯通利波计算斯通利波的反射率，反射率曲线的极值位置与渗透性裂缝位置对应；反射率的大小与反射斯通利波的能量强弱对应。最后提出了３种对裂缝进行定量评价的途径。     

声波测井仪器接收换能器隔声设计

不论是阵列声波测井仪器还是普通声波测井仪器，发射与接收换能器之间的连接、接收换能器之间的连接，既要考虑机械结构的稳定性，更要考虑声波的隔声效果，以避免声波沿着连接部分传播。文章先给出一个实际的测井波形实例，引出隔声设计对声波测井资料的影响；然后，用一维声波传播模型给出了一种隔声设计方法。用该方法分析目前声波测井仪器所采用结构的隔声效果，发现在25kHz附近隔声效果比较差。为此，重新对连接方法进行了优化设计，新的阵列声波测井仪器研制中使用了这种隔声结构，在实际测井资料中收到了比较好的效果。     

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.     

Numerical simulation of an acoustic field generated by a phased arc array in a fluid-filled borehole

The acoustic tools widely used in borehole well logging and being developed in borehole acoustic reflection imaging do not have the function of azimuthal measurement due to a symmetric source, so they can not be used to evaluate the azimuthal character of borehole formation. In this paper, a 3D finite difference method was used to simulate the acoustic fields in a fluid-filled borehole generated by a traditional monopole source and a phased arc array. Acoustic waveforms were presented for both cases. The analysis of the simulated waveforms showed that different from the monopole source, the acoustic energy generated by the phased arc array transmitter mainly radiated to the borehole in a narrow azimuthal range, which was the key technique to implement azimuthal acoustic well logging. Similar to the monopole source, the waveforms generated by the phased arc array in the fluid-filled borehole also contain compressional （P） waves and shear （S） waves refracted along the borehole, which is the theoretical foundation of phased arc array acoustic well logging.