交叉偶极阵列声波测井仪控制和处理电路的设计与实现

针对交叉偶极阵列声波测井信号的特点,设计了一种以"DSP+FPGA"架构为核心的控制和处理电路。详细介绍了电路的硬件结构和软件设计流程,重点描述了测井数据通信接口和逻辑控制模块的实现,并给出了一种首波提取算法。实验结果表明,该电路在井下高温高压恶劣环境中能够稳定可靠地长时间工作,完全满足工业生产作业的需要。

交叉偶极阵列声波测井仪模拟通道电路设计

针对交叉偶极阵列声波测井仪高温、强背景噪声的作业环境,采用模拟滤波、低噪声设计和优化的布局布线等技术设计交叉偶极前置模拟通道电路,以实现声波信号接收、波形模式选择、程控增益放大、有源带通滤波等功能。该文详细地阐述了如何抑制高频噪声干扰以及降低电路自身的噪声影响,着重分析和介绍了低噪声前置预放大电路和有源带通滤波器的设计。实验结果表明,该模拟电路噪声小,有较强的噪声抑制能力,通道间波形一致性较好,能在井下恶劣环境中稳定可靠地工作。

交叉偶极阵列声波测井仪信号处理电路的抗干扰设计

针对交叉偶极阵列声波测井仪高温、强背景噪声的作业环境,通过深入分析噪声源,采取信号滤波和优化的布局布线等技术手段设计交叉偶极声波信号处理电路。着重阐述了恶劣环境下前置预放大电路、高精度带通滤波器和逻辑控制等功能模块的抗干扰设计。试验结果表明,该处理电路能在井下恶劣环境中稳定可靠工作,有较强的噪声抑制能力,完全满足工业生产作业的需要。

偶极声波测井仪常见故障及应对策略分析

随着经济的不断发展,社会生产对于石油的需求量越来越大,使得油田复杂油层的深度开发工作越来越受到重视。偶极声波测井仪作为开展石油勘探的一种重要设备,在复杂油层深度开发过程中拥有广阔的应用空间。由于油层勘探环境较为复杂,工作条件较为恶劣,偶极声波测井仪在使用过程中会遇到各种故障。深入分析偶极声波测井仪的常见故障,并提出有效的策略,对于保障其正常工作和提高勘探效率具有重要意义。基于此,以交叉偶极声波测井仪为例,分析使用过程中常见的故障类型,并给出相应的解决方案。

过钻杆存储式交叉偶极子阵列声波测井仪的设计及应用

中国存储式声波测井仪多采用单极子技术,主要为储层评价提供地层孔隙度等参数。对软地层的测量中该仪器无法提取出横波信号,测量精度不高。这类仪器的应用范围仅限于单一的各向同性地层,对于复杂多变各向异性的地层应用效果差。研制了一种外径为60 mm的过钻杆存储式交叉偶极子阵列声波测井仪,包括硬件电路设计、软件设计以及数据压缩算法的设计,并通过实验确定了小直径的单极、偶极及斯通利波发射换能器的发射控制频率。现场测井资料表明,该仪器能够测量地层纵波、横波及斯通利波,识别地层各向异性大小和方位,可用于页岩气井等复杂水平井的过钻杆存储式测井施工作业。

正交偶极阵列声波测井仪的设计

在分析正交偶极子四分量测量原理的基础上,设计了一种正交偶极阵列声波测井仪,并介绍了其测量的具体实现方法。用该测井仪对不同地区的标准井和生产井进行了测试。结果表明,该仪器测得的波形信噪比高,波形特征清楚正确,资料处理结果中的快、慢横波慢度与各自的横波波形、各向异性及快、慢横波面方位角等都有良好的对应关系。

用于交叉偶极阵列声波测井的多通道波形数据采集及处理研究

设计了一种可工作于井下高温环境,用于阵列声波测井的高速高精度多通道同步数据采集系统,提出了声波测井对交叉偶极模拟信号的处理要求以及采集电路的构成和采集数据处理的方法。分析计算了采集系统的信噪比SNR。由数字信号处理器和复杂可编程逻辑器件组成采集控制处理器,采集参数和命令由数字信号处理器通过串行命令总线发送,可程控,具有较好的通用性。分析测试表明,各采集通道具有很好的一致性,动态范围可达65dB以上,完全能够满足对井下声波信息探测的要求。

EXDT正交偶极阵列声波测井仪在地层各向异性评价中的应用

对EXDT正交偶极阵列声波测井仪在地层各向异性反演中的应用效果进行了分析。通过理论计算偶极子波频散曲线与现场实测偶极子波频散曲线的对比,表明EXDT测井仪测量的偶极子波具有典型的偶极子波频散特征。EXDT现场实测得的正交偶极子波,波形形态良好,信噪比高,测量重复性良好,反演得到的地层各向异性与XMACII资料的处理结果有很好的一致性。

交叉偶极阵列声波发射声系测井仪的测试方案及应用

交叉偶极阵列声波测井仪是通过测量地层的声学传播特性来分析研究储层特征的一种测井方法。在进行单偶极探头检测,更换皮囊,焊接探头线与变压器线等一系列维修后,为验证其功能性,日常检查为地面系统连接通讯仪、接收声系、发射声系和发射控制电子线路测试,费时费力,工作强度大。分析并设计了一种方案进行测试,给出了各个部分的工作原理和测试流程,在实际工作中的应用,证明了设计的可行性和便捷性。

哈里伯顿新一代交叉偶极声波测井仪及其应用

介绍哈里伯顿公司开发的新一代交叉偶极声波测井仪 (WaveSonic)。较详细描述了该仪器的特点、仪器工作模式、测井数据采集方法及数据处理 ;给出了该仪器在井眼稳定性分析、渗透性分析和各向异性分析等方面在国内的应用实例。

多极子阵列声波测井仪电子系统设计

一种新型多极子阵列声波测井仪器由上电子短节、声系和下电子短节等3个相对独立的部分组成,能够通过单极、交叉偶极和四极声波全波信号准确获得纵波、横波和斯通利波时差,并分析地层的各向异性特征,求取孔隙度、估算渗透率、识别岩性等。详细地介绍仪器命令总线、高速局部数据总线和耐高温环境设计的关键技术,分析了仪器的上电子短节为仪器的主电子仓,安装有信号合成及放大滤波、数据采集和系统控制,下电子短节为仪器的发射激励电子仓等主要参数,各主要部分的功能,并给出了初步试验结果。

交叉偶极声波测井资料在地层各向异性检测中的应用

交叉偶极声波测井仪器特殊的发射接收结构使其能够实现各向异性测量。文章在介绍各向异性检测原理基础上将偶极声波测井资料用于地层各向异性检测中。通过对资料的进一步处理并借助其它测井资料,可以区分层理等引起的固有各向异性和应力诱导的各向异性,从而实现井周异常应力的定性判断。

新一代交叉偶极声波测井仪：设计与应用实例

随着深海区勘探开发的不断发展和随钻测井地层评价技术的不断进步，同时也由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井。一种可用于钻杆传送环境的新型单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来。这种声波仪器因具有坚固的机械设计，使其不仅仅只限于接在仪器串的底部。进行钻杆传送测井或电缆传送测井时，NMR和泵抽式地层测试器可以放在测井仪器串上声波仪器的下部。该仪器用一套系统方法设计，其多数功能可地面调节。例如，每一深度的交叉偶极子声源弯棒的脉冲形状、周期、幅度和频率均可调。同样，单极子输出信号幅度也可在地面选择。对每个深度采样点的96条波形数据进行数字化时，采样点数、采样间隔和波形压缩均可选择。通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1800ft／hr(30ft／min)。不同地层的实例证实了这种仪器在获取单极P波数据、单极折射横波数据、交叉偶极弯曲波时差和地层各向并性特征方面的能力。实例中包括下面几种代表性地层：*孔隙度接近零的碳酸盐岩地层，其折射横波时差和弯曲波时差小于100μs／ft。*多孔柔韧的墨西哥湾砂岩和页岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft。*天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井眼成像资料证实。

新一代交叉偶极声波测井仪：设计和实例

随着深水勘探开发不断增长和随钻测井地层评价不断发展，同时由于钻机费用高昂，电缆地层评价常常受限于一次钻杆传送测井，一种用于钻杆传送环境的新单极和交叉偶极声波测井仪已经设计出来，它具有稳固的机械设计，可以使这种声波仪器不仅仅用于仪器串的底部，进行钻杆传送测井或电缆传送测井时，NMR和泵入式地层测仪可以放在本仪器的下部。该仪器用系统方法进行设计，其多数功能可地面调节，使如，每一深度的交叉偶极弯曲条声源的脉冲形状、周期，幅度和频率均可调。同样单极子输出信号幅度也可以地面选择。对每个深度采样点的96条波形数据进行数字化时，采样点数据采样间隔和波形压缩均可选择，通过一个四组合测井系列以每英尺两个采样点采集声波数据，可以实现每个深度采样96条波形，测井速度接近1800ft/h(30ft/min）。各种地导的事例证实这种仪器在获取单极P波数据、单极折射横波数据、交叉偶极弯曲波慢度和地层各向异性特征方面的能力，实例中包括了下面几种代表性地层：孔隙度接近零的碳酸岩盐地层，其折射横波时差和弯曲波时差小于100μs/ft。 孔隙可塑的墨西哥湾砂岩和页岩，其弯曲波传播时间可超过700μs/ft。天然裂缝地层，可通过交叉偶极弯曲波时差探测到，并可由裸眼井成像资料证实。

阵列声波测井技术在火山岩储层评价中的应用

为精细评价四川盆地二叠系火山岩储层有效性与含气性,针对阵列声波测井资料开展深入研究。建立了基于斯通利波衰减与反射波信号和纵波速度层析成像技术的储层有效性评价方法,利用阵列声波计算的岩石力学参数形成储层流体性质判别方法,最后,通过偶极横波远探测对井旁缝洞发育程度进行了定量表征,为单井测试结果分析提供合理解释。研究结果表明:①四川盆地火山岩储层主要岩性为火山碎屑岩,储层物性好,斯通利波能量衰减明显,反射系数高,且低频段反射系数比高频段高,地层声速有较明显径向变化,到时曲线滞后明显,反映储层渗透性强、有效性好;②当地层含气时纵横波速度比降低,泊松比降低而体积模量增大,利用泊松比和体积模量交会产生的包络面积可以有效判别储层含气性;③偶极横波远探测成像图显示T2井储层段井外发育有高角度过井裂缝,为地层水流动提供了通道,导致气层段测试产出地层水。

基于阵列声波测井技术的海上砂岩储层压裂效果评价方法

为满足海上砂岩储层压裂效果评价需求,基于压裂前后测量的阵列声波测井资料,研究并应用了纵波层析成像技术和偶极散射波技术进行储层压裂效果评价。纵波层析成像技术可以重建井壁附近地层径向声速剖面,通过对比压裂前后井壁附近地层声速的径向变化,可以评价近井壁储层水力裂缝的高度,但无法评价远井处储层的压裂效果;偶极散射波技术利用散射波能量分析井孔周围数十米范围内地层的非均质性,可以评价远井处水力裂缝的空间展布情况。上述2种技术相结合,可实现对储层近井壁和远井壁地层压裂效果的综合评价。采用该方法评价了海上调整井X1井的压裂效果,与压裂前相比,压裂后近井壁形成的裂缝使岩石声速明显降低,水力裂缝高度约为13.80 m,井周裂缝形成的散射波能量差异区域显示,在井眼周围至少14.00 m范围内形成了明显的压裂体积改造,说明压裂效果良好。该方法不仅可以准确判断近井壁和远井处水力裂缝的高度,还可以在一定程度上评价水力裂缝的径向长度。

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。

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。

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。

交叉偶极声波测井在渤海锦州南潜山裂缝性储层中的应用

美国阿特拉斯公司新一代交叉偶极阵列声波测井仪（XMAC—II）将一个单极阵列和一个偶极阵列组合在一起，提供了测量地层纵波、横波和斯通利波信息的最好方法，在裂缝性地层的渗透率计算和地层各向异性分析方面具有独特的优势。本文重点阐述了利用纵横波时差、斯通利波时差，结合井径、密度和孔隙度曲线计算流体移动指数、斯通利波反射系数和地层各向异性参数，进而评价裂缝、估算地层渗透率，以及通过提取快慢横波信息分析地层各向异性，并分析现今最大水平主应力对裂缝系统有效性的影响，有利于寻找储层有利相带。阵列声波测井在渤海锦州南油田太古界潜山地层取得了较好的应用效果，为合理编制潜山油气藏的开发方案提供了可靠的基础资料。