四极子源短源距声波全波测井仪

专利申请号:CN201210307873.8公开号:CN102828744A申请日:2012.08.28公开日:2012.12.19申请人:中国电子科技集团公司第二十二研究所本发明涉及一种四极子源短源距声波全波测井仪,发射器采用四极子声波发射换能器;接收器用四个以上的偶极换能器或四极子接收换能器;所述四极子声波发射换能器既作单极子发射,又作四极子发射,也可交替发射,当选     

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,     

三叠片型偶极声波测井换能器的有限元设计

三叠片型偶极声波测井换能器可以用来测量快速地层和慢速地层的横波速度.基于有限元方法,对三叠片型偶极发射声波换能器进行结构仿真与设计.系统探讨了换能器尺寸和结构各参量的改动对换能器频率特性和辐射特性的影响.当压电陶瓷片的厚度增加、金属基片的厚度增加,或者压电陶瓷片的长度增加时,换能器的谐振频率升高;当金属基片的长度增加时,换能器的谐振频率降低.换能器的声辐射效率随压电陶瓷片或者金属基片长度的增加而增加,随它们厚度的增加而降低.     

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维阵列接收器组成。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     

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。     

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。     

MAC多极阵列声波测井

多极阵列声波仪MAC是把单极阵列声波仪和偶极阵列声波仪组合一体的新型声波仪，其中单极和偶极阵列各自独立工作。每一阵列中应用高功率发射器，提高裸眼井和套管井测井数据质量。单极和偶极阵列接收器都是8个组成，间距6英寸，偶极阵列可进行顺序或交叉横波测量，它的传感器频率低，确保在很宽范围内，弯曲波校正量最小。MAC测井数据用于优秀的测井分析程序中，评价裂缝、岩性、岩石物理特性及判别流体成份。还可与地面地震数据相关，绘制人工合成地震波曲线，刻度检验炮点测量时闭。MAC仪是一个很有用且很有发展潜力的新型测井仪。     

数值模拟驱动的过钻具偶极声波测井仪设计

过钻具偶极声波测井仪能够提供详细的岩石物理数据,评估地层各向异性和裂缝,确定最小应力方向,可满足非常规水平井对压裂设计和优化的市场需求。通过数值模拟计算不同材料、不同结构、不同尺寸、不同边界条件下单极换能器和偶极换能器的声学性能,得到了单极换能器和偶极换能器关键设计参数。通过模拟换能器骨架、油腔和透声窗之间相互耦合作用对能量辐射与频谱的影响,形成了单极换能器和偶极换能器设计方案。通过模拟分析整支仪器在声学压电效应电路的多物理场耦合测井响应,进行了换能器优化设计,完成了数值模拟驱动的仪器设计。研究对于过钻具偶极声波测井仪设计、研发及应用具有指导意义,为加快过钻具测井技术研发与推广提供了技术支持。     

等效相控接收阵及其在声波测井波形处理中的应用

通过调节施加于相控线阵发射探头相邻阵元的激励信号的延迟时间，改变相控线阵辐射声波能量的方向，使得各个阵元辐射的声波信号在介质的传播过程中某个给定方向上的能量最大。根据声声的互易原理，当对一个接收阵列的不同阵元接收到的信号进行处时相加时，调节阵列接收器中每个阵元所接收的声波信号的延迟时间使它们同相位叠加，也可以有利于接收某一个特定方向的声波，从而使得接收到的声波能量最大。利用该思想处理了声波全波信号，取得了预期效果。     

随钻方位声波发射换能器性能数值模拟分析

发射换能器作为随钻方位声波测井仪的核心组件,其工作性能直接影响井周方位信息的探测精度。研究了一种适用于随钻方位测井的瓦片状声波发射换能器,利用有限元数值方法模拟了该换能器的响应特性,考察钻铤和换能器尺寸对方位声源谐振频率及水平指向性的影响。结果表明,瓦片状声波发射换能器的谐振频率随着换能器高度或开角增加而降低;钻铤以及换能器开角是影响随钻方位指向性的重要因素,存在钻铤以及减小换能器开角均使得井周方位分辨率明显提高。为随钻方位声波发射换能器设计提供了理论依据。     

用地层声速自动控制声束偏转的声波阵列发射探头

本文研究了用地层的声波速度来自动控制阵列发射探头发射的声束方向的基本原理。在测井过程中这种阵列发射探头发射的波束能量的分布始终能够处于最佳的方向角,使得接收的声波首波信号大大增强,从而解决了由于源距长而造成的接收声波首波信号过小的这一关键性问题。     

第40届SPWLA测井年会题录

１．应力诱发的偶极声波各向异性：理论、实验与现场数据２．用交叉偶极声波资料分析Ｅｌｄｆｉｓｋ油田水平应力方位３．用井眼单极与交叉偶极声波测量资料评价地层应力４．比较缆式声波、核磁共振与岩心数据以正确诊断渗透率和孔隙度差异５．低速地层偶极声波数据的采集...     

不同固井质量的套后阵列声波测井资料挖掘与应用

为了确定在何种固井质量条件下,才能获得真正可靠的套后阵列声波测井资料,应用交会图技术对比分析了固井质量对套后阵列声波测量的影响,总结了7种套后阵列声波模式。固井质量优和中等的情况下可获得优等的套后阵列声波数据; 对于存在微环的假象差固井层段,套后阵列声波仍可获得地层的纵横波信息。固井质量差的层段,套后偶极阵列声波可获得...     

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。     

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。     

交叉偶极声波在油气勘探开发中的应用分析——以川东北三叠系地层与内蒙查干凹陷下白垩统地层为例

交叉偶极声波已广泛运用于油气勘探开发,通过交叉偶极声波可准确地获取地层纵波、横波、斯通利波信息以及声波幅度、衰减等数据,从而了解地层的岩石物理性质。通过对这些性质的研究可识别岩性,评价地层含气性,判断地层的各向异性和地应力方向,识别裂缝储层并判断裂缝的方向,评价井壁的稳定性等,为储层评价及油气田勘探开发提供较为可靠的地层信息。     

随钻声波远探测声波速度成像数值模拟与试验

为了获取井周地层方位声波速度信息,评价地层的非均匀性,设计了不同方向速度模型井,研究了随钻声波远探测的方位声波速度测量性能。不同方向速度模型井包含4个扇区,相邻扇区纵波速度和横波速度均不同。数值模拟了该模型井的声波传播,采用偏极子发射和偏极子接收的测量模式,获得了方位角为0°,90°,180°和270°时的阵列接收波形,从接收波形提取到了井周地层方位声波速度信息,识别到了方位分区的变化。根据不同方向速度模型井的参数设计了试验装置,使用瓦片状方位声源准确测量到2个扇区高速介质的声波速度,识别出2个扇区低速介质的声波速度变化趋势,试验结果与数值模拟结果基本一致。研究结果表明,利用不同方向速度模型井可以对不同方向的声波速度进行评价,为随钻声波远探测进行地质导向和地层各向异性分析提供理论依据。     

声波沿钻柱通信BPSK调制系统时钟恢复

BPSK(Binary Phase Shift Keying)调制相位的载波信号为双相标记编码信号。由于声波换能器的非线性特性,以及钻柱信道带来相位偏移,可能会导致在每个位周期之间和不同码元的过渡期之间产生不依赖于数据的过度过程;以及由于换能器起振不能立刻达到很好的状态,致使相位未能达到理想的偏移,从而引发解码过程的错误。为了保证正确的解码操作,锁定过渡期,逐步恢复时钟尤为重要。针对BPSK载波信号的特点,设计时钟恢复系统,克服传统锁相技术的确定,可以很好地根据输入信号保证传输的独立性,使相位不受换能器和信道中间过渡的相位偏移的影响,锁定正确相位从而恢复系统时钟,保证后续解码工作正确稳定地进行。     

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。     

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。