阵列声波接收换能器的隔声及防震设计

随着多极子阵列声波测井仪在各油田的广泛应用,阵列声波测井仪器在设计时不但要考虑机械结构的稳定性,更要考虑声波的隔声效果,避免声波沿着机体及个连接部分传播.用一维声波传播模型给出了一种隔声设计方法,对接收换能器阵列整体隔声以及各个换能器之间的隔声特征进行了分析,给出了隔声效果比较好的设计.     

深部油气勘探用高温压电陶瓷材料研制及产业化

深部油气资源的勘探与开发已成为当今解决石油资源短缺的一个重要途径。多极子阵列声波测井仪(MPAL)是新一代声波测井仪器。但目前国内多极子阵列声波测井仪一般只能用到150℃左右的环境温度,远远不能满足深部(大于5000米)油气勘探的需要。多年来,高温高稳定压电陶瓷材料难以取得实质性突破一直是制约我国高端声波测井仪器发展的主要技术瓶颈。中国科学院上海硅酸盐研究所针对锆钛酸铅〔Pb(Zr1-x Ti x)O3,PZT〕和偏铌酸铅(Pb Nb2O6)两类压电陶瓷在高温应用中急需突破的技术难题,开展了压电陶瓷组成设计新方法研究和制备技术创新研究,经过多年的持续攻关,成功研制出了具有完全自主知识产权的高温高稳定PZT和Pb Nb2O6压电陶瓷,满足了声波测井仪器深部油气勘探的需求,并取得了一系列创新性成果,推动了我国声波测井的技术进步。     

现代声波测井技术及其发展特点

随着科技的发展,声波探测技术几经波折,在理论与实际应用的结合下,取得了客观的成果。声波探测技术的发展趋势及其特点也成了行业内深度研究的课题之一。该文着重分析现代声波测井技术的原理以及声波速度测井、全波列测井、多极子阵列声波测井、超声波井壁成像测井等技术的探测方法,分析声波测井技术的现状及其发展,对以上问题深入分析并为探索现代声波测井技术及其发展特点做参考。     

基于圆弧阵的多极子声波测井辐射器

设计了一种具有复合功能的环形结构的多极子声波测井辐射器.基本方法是由多个作弯曲振动的压电振子构成了圆弧阵辐射器,通过改变圆弧阵上压电振子的组合方式和振动相位,使该圆弧阵成为单极子源、偶极子源和四极子声源.在实验室的消声水池内对多极子声波测井辐射器的单极子、偶极子和四极子声源的频率特征和指向性等参数进行了测量.实验结果表明,在不同组合和激励条件下,圆弧阵具有声波测井的单极子、偶极子和四极子声源的辐射特征.采用该声波辐射器可以缩短多极子声波测井仪器的长度、简化多极子声波测井波形处理步骤和提高声波测井质量.     

基于圆弧阵的多极子声波测井辐射器

设计了一种具有复合功能的环形结构的多极子声波测井辐射器。基本方法是由多个作弯曲振动的压电振子构成了圆弧阵辐射器，通过改变圆弧阵上压电振子的组合方式和振动相位，使该圆弧阵成为单极子源、偶极子源和四极子声源。在实验室的消声水池内对多极子声波测井辐射器的单极子、偶极子和四极子声源的频率特征和指向性等参数进行了测量。实验结果表明，在不同组合和激励条件下，圆弧阵具有声波测井的单极子、偶极子和四极子声源的辐射特征。采用该声波辐射器可以缩短多极子声波测井仪器的长度、简化多极子声波测井波形处理步骤和提高声波测井质量。     

利用多极子阵列声波测井资料计算横向各向同性地层破裂压力

准确计算各向异性地层中岩石破裂压力在石油勘探开发中有着十分重要的作用.针对常见的横向各向同性介质地层,推导了三轴地应力计算公式,提出了利用多极子阵列声波测井资料来求解其相关参数,从而计算岩石破裂压力的方法.同时开发了相应的计算软件,给出了在某油田碳酸盐岩储层的应用实例.实际资料处理表明,利用该计算公式处理的结果与各向同性模型相比,更符合破裂压力实际监测结果.     

利用多极子阵列声波测井资料计算横向各向同性地层破裂压力

准确计算各向异性地层中岩石破裂压力在石油勘探开发中有着十分重要的作用。针对常见的横向各向同性介质地层,推导了三轴地应力计算公式,提出了利用多极子阵列声波测井资料来求解其相关参数,从而计算岩石破裂压力的方法。同时开发了相应的计算软件,给出了在某油田碳酸盐岩储层的应用实例。实际资料处理表明,利用该计算公式处理的结果与各向同性模型相比,更符合破裂压力实际监测结果。     

各向异性孔隙地层随钻声波测井理论模拟及应用

储层中普遍存在的各向异性和渗透性均会对弹性波传播产生影响。为满足油气资源勘探需求,对复杂储层中各向异性与渗透率的测量评价已逐渐从常规的电缆测井(wireline, WL)发展为随钻声波测井(acoustic logging while drilling, ALWD)。建立随钻声波测井模型,以Biot理论为基础研究了弹性波在横观各向同性孔隙地层中的传播机制,并对含有钻铤的充液井孔内各部分声场进行分析,导出了横观各向同性孔隙地层随钻声波测井的声场表达式。研究了随钻多极子声场模式波的频散特征。结合时间-慢度相关法分析了阵列波形中地层波和钻铤波的到时及慢度特征。结果表明：随钻斯通利波和螺旋波速度频散曲线对地层各向异性和渗透率有不同程度的灵敏度,可用于实际资料的反演,并在此基础上处理了实钻井声波数据,对地层渗透率和各向异性进行了综合评价。研究成果可作为复杂介质地层中随钻声波测井解释的理论基础。     

基于BWT和PPM的XMAC数据无损压缩方法研究

正交多极子阵列声波测井仪(XMAC-II)采集交叉偶极X、Y方向各8个接收器及单极8个接收器的阵列数据,所采用的XTF文件格式使得解释完成后的数据存储要占用大量硬盘空间,因此对阵列声波数据进行有效的编码和压缩,对于减少存储空间、节约企业运行成本具有重要意义。本文在分析声波波列数据特征的基础上,提出了一种将16位二进制数据的高8位和低8位分别编码的无损压缩策略,其中高8位采用部分匹配预测(PPM)编码方式,低8位经过BW变换、前移编码后再采用PPM编码。实验表明,本文方法的压缩率不仅优于传统的Huffman、LZW、RLE等算法,还优于目前流行的WinZip、Bzip2等软件。     

永磁铁氧体多极磁环取向结构的研究

将Halbach阵列结构创新运用到各向异性铁氧体多极磁环的注塑模具取向结构中,对常规径向取向结构和Halbach阵列取向结构进行对比研究,运用有限元软件仿真辅助得出两种不同取向结构的磁场云图和磁场强度波形分布.分析结果表明:运用了Halbach阵列的新型取向结构的磁场强度有明显的增加,该结构相对独特易行,可以有效解决生产实践中各向异性铁氧体多极磁环注塑过程中取向不充分的问题.     

多极子阵列声波测井仪系统设计及现场测试

设计一种新型多极子阵列声波测井仪,该仪器是当前油田现场测井服务中的重要装备。仪器的整体结构由上电子短节、声系和下电子短节等3个相对独立的部分组成,声系由发射声系、隔声体和接收声系组成。发射声系包括单极换能器、交叉偶极换能器和四极换能器,阵列化的接收声系包括8组频率为0.5~30 kHz宽带接收换能器组,共32个接收换能器单元。主测控电子线路短节包括以DSP为核心的控制电路、数据采集电路、前置接收电路及井下低压供电电路等几部分。由发射逻辑控制器、供电电路、高压储能电路、驱动电路、高压激励电路和脉冲变压器构成高压脉冲激励源。通过分析测井资料实例,说明仪器测量的正确性;并表明了仪器具有好的一致性和重复性。     

声波测井资料在平均速度场中的应用

在平均速度场研究中很少利用声波测井资料,这是因为声波测井资料本身的缺陷所致。通过对声波漂移值计算、声波漂移校正和声波浅层补偿时间计算,将声波测井资料校正为接近VSP精度,从而可用于平均速度场中对速度谱速度进行标定。应用该方法在XJ地区建立的平均速度场,经两口新井的VSP检查,最大绝对误差为54 m/s,最大相对误差小于2%。     

地震声速与测井声速对比勘探石油的设想

本文提出一种地震声速与测井声速对比勘探石油的设想。此法拟利用垂直地面方向的纵波声速,即纵向地震声速与测井纵波声速。位于潜水面以下的诸地层中,其纵向地震声速明显地小于测井纵波声速的地层应是油气层,而具有相同纵向地震声速的连续延伸区域应属于同一圈闭,其中贮有油气。与贮有油气的圈闭相邻的其他圈闭,如果具有相同的纵向地震声速,也可能贮有油气。在原理上,以上规律对砂层和灰层均能适用。     

曲线重构反演在储层横向预测中的应用

声波曲线是目前进行基于测井约束的波阻抗反演工作所必备的基础资料,然而在实际工作中得到的声波资料经常不能很好地反映地下岩性的变化规律,因此有时需要参考其他测井信息进行曲线重构工作。本文在对测井曲线重构方法进行深入研究的基础上,提出一种能真正反映储层特征的多曲线声波重构技术。这种方法由于是在保持声波曲线特性的基础上,利用自然伽马、自然电位、补偿中子及电阻率曲线（经过标准化和归一化校正）参与重构,故既能保持声波曲线的时深关系和所有频率信息不变,又能充分利用参与重构曲线的特征信息。通过对D 区实际例子进行波阻抗反演和储层预测的应用,取得了良好的效果,表明该方法是一种简单、实用、有效的曲线重构技术。     

动态测井的一阶正演理论

本文用井条件下的几何因子理论和RC网络的单位脉冲响应给出了动态测井的一阶正演理论。该理论适用于一般的测井方法(即统一了测井方法),得到了所测地层物理参数与测井曲线的一阶正演关系。给出了测井曲线反演的褶积因子。最后探讨了动态测井理论在超声全波测井中的应用。     

非均质碳酸盐岩储层及产能评价方法探索

非均质碳酸盐岩储层的定量评价以及产能预测一直是测井分析中难以解决的问题,利用成像测井、核磁共振测井和偶极声波测井等资料分析了非均质储层特征,通过核磁共振测井分析了孔径大小及其与渗透率的关系,介绍了如何利用POROSPECT计算结果来描述原生、次生孔隙度,并研究了成像测井和核磁共振测井定量描述非均质储层的方法,较好地探索了孔洞缝发育程度、总孔隙度、次生孔隙度、渗透率、孔径大小与产能的关系以及利用核磁共振、成像测井评价产能的适应性,效果明显。     

利用测井资料预测欠压实超压层方法研究

以欠压实作用产生的超压层为研究对象,分析了声波测井、密度测井、中子测井和电阻率测井在欠压实超压层中的响应特征,研究认为:欠压实超压地层的声波时差、中子测井响应值较正常压实情况下要大,而密度、电阻率较正常压实情况下小.其中,声波时差、电阻率的这种现象最为明显.通过对常规测井在欠压实超压层中的测井响应特征分析,提出了利用综合压实曲线判别法来识别欠压实超压层,通过对某区块井的实例分析,验证了该方法的可靠性.     

声波测井低频声源的理论设计

对声波测井中应用的低频压电式换能器的设计理论加以分析，阐明采用弯曲振动模式是降低常规声波测井换能器频率的有效方法，通过对圆面弯曲振动换能器振动方程的求解，给出振动位移和固有频率的计算表达式．按这种理论设计的换能器，能够满足低频和井眼尺寸要求。     

单发双收声波仪的井眼补偿技术

单发双收声波测井仪的测量效果受井眼的影响很大,它直接影响测井解释的可靠性和准确性。本文提出了一种井眼补偿技术,目的在于消除井眼的影响。实现的办法主要是对单发双收声波测井仪的地面仪器面板进行改进,除记录原有声波时差曲线外,还可记录一条单发收曲线,并利用计算机处理软件实现井眼补偿。通过对多口井的实测表明,它同双发双收声波测井仪一样具有井眼补偿作用,并且对比良好,还具有成本低、使用方便等优点。