偶极子声波测井原理

正交偶极子阵列声波测井（XMAC-II）

(一)、正交偶极子阵列声波测井（XMAC-II）原理

ECLIPS—5700测井系统中的交互式多极子阵列声波仪（XMAC-II）是将一个单极阵列和一个偶极阵列交叉组合在一起，两个阵列配置是完全独立的，各自具有不同的传感器。单极阵列包括两个单极声源和8个接收器。声源发射器发射的声波是全方位的，既是柱状对称的，中心频率为8kHz。偶极阵列是由两个交叉摆放（相差900）的偶极声源及8个交叉式偶极接收器组成。接收器间距为0.5英尺。

每个深度点记录12个单极源波形，其中8个为阵列全波波形（TFWV10），4个为记录普通声波时差的全波波形（TNWV10）。每个深度点记录32个偶极源波形，即每个接收器记录XX、XY、YX、YY 4个偶极源波形，X、Y表示不同方位的发射器或接收器的方向，例如XY表示X方向发射器发射，Y方向接收器接收；YY则表示Y方向发射器发射Y方向接收器接收。8个接收器共记录32个偶极源波形（TXXWV10、TXYWV10、TYXWV10、TYYWV10）。

（二）、正交偶极子阵列声波资料的处理

偶极子阵列声波测井资料是用eXpress的WAVE模块处理，主要包括地层纵波、横波和斯通利波的提取及其

第二节 声波测井

1.普通声波测井

声波在不同介质中传播时，其速度、幅度衰减及频率变化等声学特性是不同的。声波测井就是以岩石等介质的声学特性为基础而提出的一种研究钻井地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。

声波测井分为声速测井和声幅测井。声速测井（也称声波时差测井）测量地层声波速度。地层声波速度与地层的岩性、孔隙度及孔隙流体性质等因素有关。因此，根据声波在地层中的传播速度，就可以确定地层孔隙度、岩性及孔隙流体性质。

1.1岩石的声学特性

声波是一种机械波，它是由物质的机械振动而产生的，通过介质质点间的相互作用将振动由近及远的传递而传播的，所以，声波不能在真空中传播。根据声波的频率（声波在介质中传播时，介质质点每秒振动的次数）可将声波分为：次声波（频率低于20Hz）；可闻声波（20Hz至20kHz）；超声波（频率大于20kHz）。各类声波测井用的机械波是可闻声波或超声波。

1.1.1岩石的弹性

1.1.1.1弹性力学的基本假设：

1）物体是连续的，即描述物体弹性性质的力学参数及形变状态的物理量是空间的连续函数； 2）物体是均匀，即物体由同一类型的均匀材料组成，在物体中任选一个体积元，其物理、化学性质与整个物体的物理、

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数字声波测井仪原理及应用

作者：曹自力

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第06期

摘 要：声波测井作为近年来发展迅猛的一项测井方法，它是依据声学物理理论，利用声波在岩石中传播的速度来判断和识别岩体各种物理性特征。声波测井经过数十载的研究发展，现已能够从最开始的单发射单接收、单发射双接收演变到双发射双接收，在现代地质勘探领域中声波测井已经成为了一种重要的测井方式。最近几年，因为数据处理系统以及计算机的推动，利用测井实现微波分析的过程加快，从而使声波测井仪在测井勘探中得到了更多的应用，让我国的地质勘探有了进一步的发展，矿产资源也得到了更加合理的利用。本文主要分析和探讨了声波测量仪的基本原理和实际应用。 关键词：声波测井；原理；应用

在勘探地质和开发矿产资源方面，测井是一项重要技术，它不仅减少了地质勘探的工作量，而且还提高了速度，降低了成本。因为现代社会经济的不断发展，石油及其他矿产市场对资源需求量的增大，所以，对于测井仪器的技术性能更加严格需求也更大，在地质勘探领域声波测井仪的应用也变得逐渐广泛。声速和声幅测井是声波测井中最常见的，

第一章

1、写出纵波速度和横波速度的表达式（用弹性系数表示），并推到一般地层中纵波速度和横波速度的关系。 2(1??)声波速度 Vp???2?Vs??r?p???2?r???1?2?Vs?

泊松比的取植范围为0～0.5，r显然总是大于1，可见纵波速度总是大于横波速度。对自然界中常见的岩石来说，?=0.25，这样可以得到: r=1.73。

理想流体中不存在切应变，即，所以理想流体中无横波存在，只有纵波。

V2、推导滑行纵波作为首波接收的几何声学条件，并讨论声波测井中源距的选择原则。

直达波：t?L/V1

tp?2tTA?tAC?2aV1cos?C?L?2a?tg?CVP滑行纵波：

sin?C?V1VP

tp?ttp?2aV1cos?CVP??L?2a?tg?CVP?LV111?2a滑行纵波作为首波几何声学条件:L?????cos?C???V1V1L?2acos?C1?sin?C?2aVP?V1VP?V1

当L>0.825m时,在整个地层剖面,接收的首波总是来自沿井壁岩层传播的滑行纵

波。

声波测井中源距的选择原则：

a.首波特性：要保证首波为滑行波而不为泥浆直达波，源距不能选择太小。 b.衰减问题（周波跳跃）:为保证接收器有效接收信号，必须考虑

东华理工大学毕业论文 摘要

声波测井在公路隧道勘查中的应用

摘 要

本文主要对广东省合水至船塘高速公路隧道勘查中的14口井弹性波测井中采集到的数据进行处理。根据设计要求，对隧道进出洞口及洞身的勘探孔进行声波测试（包括PS测井和声波速度测井）。依据实测岩体和岩石弹性波速，对小金口等几个隧道的弹性波测井资料进行了分析研究，结果表明，隧道口0到2米处为全风化层，横波速度约为0.5(km/s),纵波速度约为1.0(km/s),而岩芯样品声波测试波速约为1.5(km/s)。 4米以下波速明显增大，反映为强风化特征。16米以下横波和纵波更大，定位弱风化层。根据PS测井资料计算了岩土弹性力学参数（包括动弹性模量、动剪切模量、静弹性模量等），并依据相应规范对隧道围岩类别进行了划分，结果表明，小金口等隧道围岩较完整。此成果可为合水至船塘高速公路隧道施工设计提供依据。

关键词：PS测井; 声波速度测井; 围岩类别

东华理工大学毕业论文

测井解释与生产测井-吴锡令生产测井原理与应用

生产测井原理与应用

执笔：吴锡令

目录

1 概述

2 流动剖面测井方法

2.1 流量测井

2.2 温度测井

2.3 压力测井

2.4 密度测井

2.5 持率测井

2.6 流动成像测井

3 生产动态测井分析

3.1 测井系列选择

3.2 流动剖面测井定性分析

3.3 流动剖面测井定量解释

4 剩余油监测

2

4.1 生产监测

4.2 注入监测

5 井间示踪监测

5.1 井间示踪监测原理

5.2 井间示踪监测技术

5.3 示踪资料分析应用

1 概述

生产测井是监测油气田开发动态的主要技术手段。根据测井目的和测量对象的不同，生产测井可以划分为三大测井系列：其一为流动剖面测井系列，测量的主要对象是井内流体，目的在于划分井筒注入剖面和产出剖面，评价地层的吸入或产出特性，找出射开层的水

3

淹段和水源，研究油井产状和油藏动态；其二为储层监视测井系列，测量的主要对象是油气产层，目的在于划分水淹层，监视水油和油气界面的移动，确定地层压力和温度，评价地层含油或含气饱和度的变化情况；其三为采油工程测井系列，测量的主要对象是井身结构，目的在于检查水泥胶结质量，监视套管技术状况，确定井下水动力的完整性，评价酸化、压裂、封堵等地层作业效果。

在对油气田开发进行地球物理监测时，需

声波变密度测井技术的应用研究

作者：付冰

来源：《中国新技术新产品》2012年第21期

摘要：随着国内石油天然气勘探开发的进展， 对煤层气生产井的固井质量评价精度要求越来越高。声波测井技术经历了几十年的发展，已经成为地球物理测井学科的重要应用领域，声波变密度是声波测井的主要应用之一，用于测定地层的声波传播速度，源距较短，其资料用来计算地层孔隙度和确定气层，可测定岩层的弹性模量，其源距较长，用于求解岩层强度、检查压裂效果及固井质量等。本文将对声波变密测井新技术的应用进行总结，对提高资料综合利用价值有着重要的意义。

关键词：声波；伽马曲线；变密度

中图分类号：TU459+.3 文献标识码：A

1声波测井简介

声幅-变密度测井是由磁定位（CCL）、自然伽马仪（GR）和声幅-变密度仪（CBL-VDL）组成，能够实现一次下井，测出CCL、GR、CBL-VDL等多条组合曲线。声波发射器发射声脉冲，经过泥浆折射入套管，产生套管波。套管波沿最短路径传播，折射入井里泥浆（或井液）。接收器接受声波波列中首波的幅度。经过电子线路把它转换为相应的电压值予以记录。超声成像测井仪实现井周直观、快速成像，可以直观地识别裂缝、溶孔溶洞，可检测套管腐蚀、变形，检测射孔、水力割缝质量。该仪器

超声波测距原理:

超声波传感器分机械方式和电气方式两类，它实际上是一种换能器，在发射端它把电能或机械能转换成声能，接收端则反之。本次设计超声波传感器采用电气方式中的压电式超声波换能器，它是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，就成为超声波接收器。在超声波电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲宽度越大，输出的个数越多，能量越大，所能测的距离也越远。超声波发射换能器与接收换能器其结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。

超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。本设计采用往返时间检测法测距。其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。测试传输时间可以得出距离。假定s为被测物体到测距仪之间的距离，测得的时间为t／s，超声波传播速度为v／m·s－1

超声波清洗的原理

由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械震动而传播到介质--清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合。在这种被称之为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。相比其它多种的清洗方式，超声波清洗机显示出了巨大的优越性。尤其在专业化，集团化的生产企业中，已逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、气相清洗和蒸气冲洗等工艺方法。超声波清洗机的高效率和高清洁度，得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净，对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程，在超声波作用下只需两三分钟即可完成，其速度比传统方法可提高几倍到几十倍，清洁度也能达到高标准。这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合，用其它处理方法难以达到目的，更突出地显示了超声清洗、超声处理的优越性和其不可取代的地位。

超声波清洗的作用机理主要有以

超声波原理图

超声波发射电路图

超声波电路主要是由反相器74LS04和超声波发射换能器T1构成的，使用CPU内部的PWM定时计数器输出的40KHZ方波信号。一路经一级反相器（U1C与U1E并联组成一级）后送到超声波换能器的一个电极（T1的1脚）；另一路经两级反相器（U1D为第一级，U1B和U1A组成第二级）后送到超声波换能器的另一个电极（T1的2脚）。用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反相器并联，以提高驱动能力。上位电阻R1,R2一方面可以提高反相器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果。

超声波接收电路图

超声波原理图

超声波接收电路原理图如图所示，CX20106A是一款红外检测波接收 的专业芯片，常用于电视机红外遥控接收器。其优点是简单易用，电路连接简单，且减小了生产调试的麻烦。当CX20106A接收到40KHZ的信号时，会在第7脚产生一个低电平下降脉冲，这个信号可以接收到ARM的外部中断引脚作为中断信号输出。