第三章 数字声波测井原理及应用
3.5 数字声波仪器小结
1、SL6680针对井下岩性复杂和作业现场环境恶劣等情况,采用阵 列接收探头、高速数字化采集和传输方式的新一代数字声波测井仪器。 采用阵列信号处理技术来校正由于各种原因造成的测量误差,极大地提 高了测井数据的有效性与准确性;直接在井下仪器中对采集到的声波信 号进行数字化,将数字声波信号通过数字遥传系统传送到地面设备,提高 了仪器的可靠性和抗干扰能力。
声波测井仪器的原理及应用
胜利测井四分公司
王玉庆
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第一章 前言
声波测井是近年来发展较快的一种测井方法。由最早的声速测 井、声幅测井发展到后来的声波全波列测井、偶极子和多极子测井、 声波成像测井、井间声波测井及随钻声波测井等 常用的声波测井，如声波测井和声幅测井，是记录滑行纵波首 波的传播时间和第一个波得波幅。 正交多极子阵列声波测井是当今测量地层纵波、横波和斯通利 波的最好方法之一，无论在大井眼井段还是非常慢速的地层中都能 得到较好的测量结果 目前测井四分公司以Eclips5700和SL6000为主要地面系统，常用 到声波测井仪器主要以数字声波和正交多极子阵列声波为主。
4.1 XMACII多极子阵列声波测井原理
单极子声源
单极子声源相当于一个点声源在裸眼井中可激发纵波、横波、伪瑞利
波和斯通利波等波形，通过波形处理技术即可提取接收波形中的纵波、横波 和斯通利波的波速。
缺点：
1、工作频率(15～25 kHz) 太高，声波穿透地层的深度较小、信号的 传播距离较小。
2、在软地层(横波波速比井内流体波速小的地层 ) 不能激发横波，因
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第二章 岩石的声学特性
声波是物质运动的一种形式，它是由物质的机械振动而产生的， 通过质点间的相互作用将振动由近及远的传递而传播的。 对于声波测井发射的声波来说，井下岩石可以认为是弹性介质， 在振动作用下能产生切变弹性形变和压缩弹性形变。把岩石看成弹性 体，我们就可以运用弹性波在介质中的传播规律来研究。 在均匀各向同性介质中，纵波速度 与杨氏弹性模量E、 波松比 、密度 之间的关系式为：
第三章 数字声波测井原理及应用
3.2仪器的工作模式
Subset2：DELTA-T测井，TX1发射，RX1、RX2、RX3和RX4接收 Subset3：DELTA-T测井，TX2发射，RX1、RX2、RX3和RX4接收 Subset5：VDL和CBL测井，TX2和TX1交替发射、RX1接收 Subset6：DELTA-T测井，TX2和TX1交替发射，RX1、RX2、RX3和RX4接 收工作模式的选择由串行数据来控制
第三章 数字声波测井原理及应用
它由三大部分组成，即SL6667通讯和信号采集、SL6680高压发射控 制及信号处理以及声系组成等 SL6680EA负责发射控制、信号采集等功能，包括升压稳压、发射选 择、接收多路传输、接收增益控制。同步信号与发射控制信号共同触发点 火电路，相应的发射探头被高压触发，这样便完成了一次发射 SL6680MA声系主要由两个发射换能器和四个接收换能器构成。 声系通过上接头与SL6680电子线路短节连接
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第三章 数字声波测井原理及应用
3.1 数字声波测井原理
数字声波是一种对阵列声波信号进行数据采 集，将采集后的数据按照要求编码并通过仪器接 口上传到地面系统的声波测井仪器。 它可以进行不同源距和间距的声波测井，用 于测量井眼周围从发射器到接收器之间一段地层 的声波旅行时间，其测量结果用来计算地层孔隙 度，或直接用来进行地层对比；也可以用来对声 信号可进行全部记录，提取更多的，包括纵波、 横波的幅度和速度在内的各种信息。
Байду номын сангаас
第三章 数字声波测井原理及应用
3.4 数字声波测井仪器的性能
数字声波测井仪可以同时与伽马、连斜、高分辨率感应测井仪并联。这样大 大缩短了测井时间，优其是在较深的井效果比较明显。且抗干扰能力强。
①数字信号便于存储，可以单发多收，同时存储四路声波信号，这样，测一个点 只需发射一次声波，大大提高了测井的速度； ②相对模拟信号而言，数字信号的抗干扰能力很强，传送时干扰的影响会小得多 ，从而大大提高了信道传输时信息的准确性； ③可以采用数字信号处理方法，来增强系统性能和扩展功能。
第三章 数字声波测井原理及应用
3.3时差计算
声波采集处理卡定时按井下仪器需要的逻辑方式向井下仪器发出逻辑信号， 启动井下仪器不同的发射探头发射声波，同时启动声波声波采集卡开始AD采 样，常规的采样频率1MHZ，采样时间2ms，每个AD采样间隔1us，一个声波 信号需要采集2000个点，一般声波信号频率基本是18khz-20，波形与正弦波类 似，一个波完整周期是50us，大致相当于50个采样点。
而无法测量这种地层的横波波速。
第四章 正交多极子阵列声波测井
偶极子声源
偶极声波源很象一个活塞，它能使井壁一侧压力增加，而另一侧压 力减小，从而产生扰动，形成轻微的挠曲，在地层中直接激发出纵波与横 波。这种挠曲波的振动方向与井轴垂直，但传播方向与井轴平行。这种声 波发射器的工作频率一般低于4kHz ，而且它还具有低频发射功能，其工 作频率可低于1 kHz ，这在大井眼和速度很慢的地层中可得出很好的测量 结果，同时也增大了探测深度。
2、采用数字遥传仪器总线标准,可与多种仪器进行组合,提高了仪器 使用的灵活性。现场实验表明，该仪器设计合理，在完井声波时差的测 量中取得了很好的效果
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第四章 正交多极子阵列声波测井