最新随钻声波测井仪的技术性能与应用实例

详细介绍了贝克休斯公司APX随钻声波测井仪、哈里伯顿公司CLSS随钻声波测井仪、斯伦贝谢公司新一代随钻声波测井仪sonicVISION的工作原理、技术优势及应用实例。重点介绍了APX随钻声波测井仪为声学仪器优化配置而设计的计算机模型(FEA)、与典型LWD仪器等单向有线测井仪不同的全向发射器、以实现径向多极子声源激发的6×4全向接收器阵列、具有多频调节功能的隔声带、有助于提高仪器信噪比的信号源、用于噪声探测的加速度计和用于不同地层不同测量模式的四极子波技术等。较全面地分析了三大公司最新研制的随钻声波测井仪器的技术性能和应用情况,为国内开展同类技术研究及仪器的研制,提供了可借鉴的资料,并建议我国应该研发具有自主知识产权的随钻声波测井仪器。

随钻声波测井研究进展

论述了随钻声波测井的纵波测量、横波测量及仪器的发展,分析了随钻声波测井面临的难题。随钻纵波测井仪器隔声体是实现随钻纵波测量的关键;利用漏能纵波求取极慢地层的纵波速度的方法也有所发展。对随钻横波测井进行了总结,快地层随钻横波测井除了可以采用单极子测量,还可以采用四极子模式进行测量;慢地层随钻横波测井可以有偶极子或四极子等方式进行测量,存在争议的是慢地层随钻偶极子的横波测量是否可行。对仪器偏心的研究表明从随钻偶极子中提取地层横波是有可能的。随钻声波测井由于偏心的原因无论采用何种模式进行测量都会产生频散。总结了随钻测井噪声的研究现状,表明噪声均为低频噪声,对随钻横波测井有一定影响。

方位声波测井仪电子系统设计

针对传统声波测井井下仪器声源没有指向性或无法控制声波信号辐射指向性的不足,研制了方位声波测井仪(AABT,Azimuthally Acoustic Bond Tool)。该仪器能够实现定向测量,评价第Ⅰ界面和第Ⅱ界面的固井质量情况,并具有较好的周向分辨特性,其周向分辨能力可达40°,具有好的一致性和准确性。该仪器与单极子、偶极子和四极子等声波测井声源相比,真正实现了周向扫描测量,在固井质量评价、非均质地层评价、定向射孔、定向钻井和井间地层评价等方面有良好的应用前景。介绍了AABT测井仪的电子系统设计方案。仪器由发射电子线路短节、主测控电子线路短节和声系组成。对仪器电子系统的主要构成模块、各部分的主要功能和关键技术进行了比较详细的分析,并给出了初步的现场试验结果。

声波测井仪器基本参数选择

郑勇，钟振伟，刘嗣贤，薛晓书．声波测井仪器基本参数选择．测井技术，ｌ９９４４，１８（ｌ）：１６～２ｌ简述了声波测井仪器的基本参数，如源距Ｌｓ、间距ＬＲ、仪器测速ＶＬ和声波间隙发射频率ｆｒ等。重点分析仪器的薄层分辨能力、测量精度和采样定理等制约因素，导出声速测井仪器设计中基本参数选择的定量关系式．

声波测井仪器发展评述

文章对国内外水泥胶结声波测井仪、声波成像测井仪、全波列声波测井仪、偶极子声波测井仪四种声波测井仪器的发展、性能和水平，尤其对声波测井仪的声系进行了详细的阐述与分析，在对不同声波测井仪进行比较的基础上，对现有国内外声波测井仪的性能和应用效果进行了综合评价，对我国声波测井的仪器研制提出建议，并展望了未来声波测井仪器的发展方向。

声波测井数据采集系统的改进

声波数控采集技术实验教学是地球物理测井专业必修的实验课程,通过实验可以掌握采集系统的基本结构及测井数据采集原理。但由于用于教学的声波数据采集系统设备采用的是90年代的技术,所配套的软件系统采用Quick Basic,显然已经不能满足现代教学的要求。针对整套设备软件和硬件中存在的问题,采用Visual C++6.0对原数据采集系统进行了改写,改进了图形输出功能和操作界面,并对电路进行了改进。使得信号采集的过程更易于学生理解和操作,收到良好的教学效果。

声波测井仪感应干扰的抑制

对声波测井仪传输线感应干扰机理的分析表明，降低线路阻抗有利于减小感应干扰、提高信号传输质量。利用电压并联负反馈电路作为仪器的前置放大器，可实现信号放大、阻抗匹配和降低线路阻抗的目的，其电路简单、体积小（可以在不改变原线路结构的条件下将放大器封装在探头上）。试验表明，该电路可减小感应干扰，提高测量电路的信噪比。

参数辨识理论在石油测井中的应用——三维超声测井成象

研究了如何利用井眼中的超声回波信号进行三维超声测井成象的问题。首先,将三维测井成象问题归结为一分布参数系统的参数辨识问题,再应用阶跃梯度分层反演法得出一种快速辨识算法。附有仿真例题。此方法充分利用了回波信号的动态信息,对发射信号无严格限制。

XACT大脉冲功率声波测井仪

XACT声波测井议采用多极大脉冲功率发射器，每个发射脉冲动率为106kW，穿透地层深，能直接测量岩石和流体的真实特性，信号质量高，可清晰记录纵波、横波和斯通利波数据。能提供地层评价和地震支持，可用于裸眼井和套管井测井，可得到高精度声波数据。

声波测井仪电子模拟声系的研制

补偿声波仪维修时常要将测量探头放入刻度井中,观察接收晶体接收的波列信号来检测电子线路的工作情况,仪器拆卸的工作量较大。为了方便电路维修和现场电子线路检测,开发了补偿声波电子模拟声系面板。该面板以单片机ATD89C52为核心,在发射同步逻辑的作用下,输出长、短各4路波列信号。文章详细介绍了电子模拟声系面板的构成和具体技术特点。实际应用表明,电子模拟声系面板的技术指标达到了设计要求,应用效果较好。

随钻声波发射换能器宽频阻抗匹配设计及实验

发射换能器是随钻声波测井仪器的核心部件,其工作带宽及辐射声波能量的强弱是仪器的关键技术指标。换能器是一个非线性容性负载,可以采用阻抗匹配的方式增强有功功率并拓宽工作频带。本文将换能器多模态等效电路与阻抗匹配网络结合,利用电路网格方程对元件参数进行求解。最终在消声水池进行声场测试,观测换能器有功功率、声场辐射声压、发射电压响应等电、声特性,综合评估阻抗匹配网络的效果,为后续的随钻仪器研发及实验测试提供帮助和指导。实验结果表明,本文所设计的阻抗匹配网络能够明显改善换能器的声波辐射性能,频带宽度拓宽3.3倍,有功功率提高1.7倍,声压增强1.8倍,发射电压响应提高5 dB,在12~16 kHz的频带内发射电压响应最高可达125 dB。

SKC3700声波测井仪器的改进

SKC3 70 0声波测井仪器在生产一段时间后 ,发现和感应仪器联配时换能器容易出现误触发、标记脉冲被干扰太大等问题。对仪器中的逻辑再生电路、逻辑解码电路、主放大器电路等进行了分析 ,提出一些具体的改进措施。改进后提高了仪器的可靠性。

多极子阵列声波测井仪多通道采集系统

设计一种用于多级子阵列声波测井仪的高精度多通道同步数据采集系统,可工作于井下高温环境。介绍该系统的电路结构和软件设计思路。该多通道采集系统使用数字信号处理器和复杂可编程逻辑器件控制单片多通道模数转换芯片,有效减小了电路板体积和功耗。由于采集参数可控,该系统有较好的通用性,它完成16通道的采集任务只需要2片220mm×48mm的电路板。测试结果表明,该多通道同步数据采集系统性能稳定,可满足仪器设计要求。

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。

C8051F060单片机在新型井壁超声成像仪器中的应用

介绍了混合信号系统级单片机C8051F060的特点。以C8051F060单片机为主控芯片,设计了新型井壁超声成像测井仪的电路,单片机外围扩展了声波发射电路、声波发射幅度控制电路、回波预处理电路、程控放大器电路、峰值保持器电路、回波时间检测电路、行同步信号提取电路、命令接收电路和PCM码合成驱动电路等,各电路单元在单片机的控制下协调地工作,完成声波发射、接收、处理和上传等功能。该设计有效地提高了仪器的测量精度和灵敏度,在套管检测过程中取得了较好的应用效果。

数字声波测井仪器设计与实现

文章介绍了数字声波测井仪器的设计原理和电路实现过程,主要由三部分组成:发射子系统、接收子系统、控制子系统和与之相联系的数传接口电路。由于采用了DSP技术做井下仪器的控制和接口,将国内普遍应用的CTS遥传系统应用于数字声波测井仪器的数据传输,在现场测试中得到了优良的声波波列数据和满意的测井效果。

八扇区声波测井仪的改进及应用

提出了一种有效评价固井质量的八扇区声波测井仪,并简要介绍了其工作原理。针对使用过程中的问题,对仪器的机械结构、部分电路和地面解码系统进行了相应的改进与完善。通过对其在外蒙塔木茶格油田的塔19-360-t234井进行现场测试,该仪器能准确评价出水泥胶结指数。应用效果进一步表明,改进后的仪器性能更加稳定,能在150℃、60 MPa的环境下可靠工作。

SBT声波测井换能器分析

SBT声波测井仪器的换能器是声波测井仪器的关键部件 ,其设计和制作过程均需要针对具体的应用条件和环境 ,结合偏心声源激发的声波环绕井壁的传播规律 ,设计相应的频率和激发方式。在制作过程中 ,需要解决如下关键问题 :压电片的外形及其几何尺寸的设计与选择、换能器结构及其相应的机械振动模态分析、压电片电特征的估计和测量、压电片的配对、电极表面的处理、粘接材料的选择、粘接工艺等。

声波测井仪与连续测斜仪的配接组合

针对我国各油田普遍使用的声波测井仪 (SCB - 5 )与数字式连续测斜仪 (SYLX -Ⅱ )的组合配接中出现的问题提出了具体的解决措施。经过技术改造的仪器 ,在室内实验和现场应用表明 ,这一组合不仅能保证测井成功率 ,又大大提高了测井效率 ,具有推广价值。

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、仪器特声、和典型应用做了介绍。