随钻声波测井数据存储技术研究

随钻声波测井数据量大,且受实时传输速率限制,需要采用大容量非易失FLASH存储器保存测量数据.根据随钻声波测井数据存储需求,采用NAND FLASH作为随钻声波测井仪的数据内存,设计了NAND FLASH接口电路,采用整页存储方式将数据存入NAND FLASH,并给出了NAND FLASH存储流程,实现了随钻声波测井的数据存储功能.     

相控线阵声波辐射器阵元个数对充液井孔中各种模式波的影响

利用有限元数值模拟研究了由点源组成的相控线阵声波测井辐射器对充液井孔中各种波动模式波的影响,重点分析了阵元个数对各种波动模式波响应幅度的影响.结果表明,随着阵元间延迟时间的增加,声束偏转角逐渐增加.控制声束偏转角分别满足相控线阵辐射声束在纵、横波临界角位置入射时,随相控线阵阵元个数增加,折射纵、横波响应幅度呈正比增加;在非临界角入射时,阵元个数的增加对折射纵、横波能量的增强效果不明显.当阵元个数不变时,随声束偏转角的增加,纵、横波声压值也开始逐渐增加,且在偏转角分别等于第一或第二临界角时达到最大;若偏转角再继续增加,声压值又会逐渐减弱.     

相控线阵声波测井辐射器驱动信号源的设计与测试

介绍了相控线阵声波测井辐射器的工作原理,根据辐射器各个阵元的性能参数设计了两种供实验使用的激励信号源,即5通道Burst信号源和4通道脉冲信号源。Burst信号源输出电压峰值连续可调(6~30 V),相邻通道之间的延迟时间可调(0~22μs),步长为1μs,输出频率可根据换能器的频带在10~250 kHz选择。脉冲信号源输出电压幅度连续可调(50~150 V),延迟时间为0~7μs可调,步长为0.25μs,脉冲宽度为1~4μs。利用这两种信号源可以对相控线阵声波辐射器进行相位和幅度加权控制。在实验室内对这两种信号源进行了性能测试,结果表明,两个信号源均能满足实验要求。     

声波测井中共振弹性波的位相差分析

本文在文献[2]的基础上,进一步详细分析了裸眼井中点声源激发的弹性波的两种共振模式。分析表明:共振纵波与共振横波的振幅属同一数量级。同时论证了共振纵波与共振横波到达井轴上同一点的位相差等于零。本文的这两个结果为在实际声波测井工作中区别共振纵波与共振横波及进一步提取横波信息提供了依据。     

声波测井相控线阵辐射器幅度加权的优化设计

对声波测井相控线阵声波辐射器进行了幅度加权的优化设计.分别针对辐射声束主瓣和旁瓣的最小化条件建立了相控线阵幅度加权的优化目标函数,采用拉格朗日乘子算法对目标函数进行非线性规划,并确定了最优幅度加权因子.通过数值计算对比分析了均匀幅度加权和不同幅加权条件下相控线阵声波辐射器的指向性以及辐射声束角宽的差异.结果表明,优化设计可以很好地实现相控线阵辐射旁瓣的最小化和给定旁瓣级条件下声束主瓣角宽的最窄控制,并且可以根据声波测井的不同要求提供相控线阵辐射器幅度加权的优化参数.     

利用声波反演技术识别储层流体性质

储层流体性质识别是测井解释的重要内容之一.在钻井过程中,储层所含流体性质一般在录井岩屑或钻井取心中能够直接定性识别,但录井岩屑和岩心受到井内泥浆等因素的影响,无法准确评价.有些测井技术,例如核磁共振成像测井,可以直接测量储层流体性质,但由于费用问题,不可能对所有井进行核磁共振测井.为此,本文研究如何利用常规声波测井方法进行流体性质识别.首先建立流体识别模型,根据模型把声波时差反演成电阻率值,再用反演电阻率和实测电阻率进行比较.当实测电阻率大于反演电阻率时,储层为气层;当实测电阻率小于反演电阻率时,储层为水层;气水同层和含气水层介于气层和水层之间,可根据实测电阻率和反演电阻率的差值大小来判别.实例表明,该方法适用于孔隙度较高的储层,孔隙度越大,流体判别的准确性越高.对低孔裂缝性储层及储层物性较差时,效果较差.     

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。     

V系统在随钻声波测井数据降噪中的应用

针对随钻声波测井过程中各种噪声干扰造成声波信号失真的问题,提出了使用线性V系统的降噪方法.首先,通过V系统变换将声波测井信号变换到频率域,然后去除其高频分量,再通过V系统反变换获得降噪后的信号.由于V系统是在L2[0,1]空间上的分段线性完备正交函数系,并且具有多分辨性质,所以V系统降噪相比经典的小波降噪有更好的效果.试验结果表明,该方法能够获得较好的降噪信号.     

基于时域有限差分法的随钻声波测井仪隔声体隔声效果的数值模拟

随钻测井环境下,钻铤纵模式波会严重干扰地层纵波的测量,因此需要使用隔声体来减弱钻铤波对地层纵波测量的干扰.采用圆柱坐标系下的交错网格技术,自行开发了一种可用于设计随钻声波测井仪器隔声体的三维时域有限差分程序.利用该程序数值模拟采用不同结构的隔声体时,硬地层井眼中的随钻单极子声波测井响应,并对这几种不同结构的隔声体性能进行评价.结果表明:采用不同结构的隔声体,对钻铤纵模式波的时延量和隔声量存在很大差异;与其他结构隔声体相比,周期性交错排列的凹槽结构的隔声体在测量地层纵波速度时具有较好的效果.