正交偶極陣列聲波測井技術(shù)及應(yīng)用

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1、第２８卷第４期勘探地球物理進(jìn)展Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．４２００５年８月ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓＡｕｇ．，２００５文章編號：１６７１８５８５（２００５）０４０３０００３正交偶極陣列聲波測井技術(shù)及應(yīng)用李兆陽（中國石化華北石油局測井公司，河南新鄉(xiāng)４５３７００）摘要：正交偶極陣列聲波測井通過完善單極、偶極雙激發(fā)方式，達(dá)到了信號強(qiáng)、衰減小的目標(biāo)，通過偶極發(fā)射器的同深度排列提高了測井?dāng)?shù)據(jù)在各向異性分析方面的應(yīng)用效果。介紹了在軟、硬地層中為產(chǎn)生較強(qiáng)剪切波聲信號在激發(fā)頻率方面的差異，根據(jù)地層的物理特性選擇最佳的偶極發(fā)

2、射頻率，可以得到最好的撓曲波激勵和傳播。詳細(xì)描述了正交偶極陣列聲波測井技術(shù)的特點；介紹了該技術(shù)資料采集的方式及針對不同特性地層的參數(shù)選擇原則。介紹了正交偶極陣列聲波測井技術(shù)所取得的處理解釋結(jié)果及其在地層各向異性分析等地質(zhì)方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：正交偶極陣列聲波測井；地層各向異性；聲波波形中圖分類號：Ｐ６３１．８文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ正交偶極陣列聲波測井是聲波測井的一種新率進(jìn)行控制。為了減少接收器對自動增益控制的技術(shù)，采取單極（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）、偶極（ｄｉｐｏｌｅ）雙激發(fā)需要，同時又不降低其信噪比，測井時可以調(diào)整程的方式。單極激發(fā)發(fā)射器的能量是可選擇的

3、，偶極序參數(shù)對激發(fā)波信號的幅度進(jìn)行控制。操作者也激發(fā)發(fā)射的脈沖頻率、形狀、持續(xù)時間和幅度均由可以通過控制激發(fā)波信號持續(xù)時間的方式限定施地面計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行程序化控制，偶極發(fā)射器的同加到地層的能量。深度排列改善了測井?dāng)?shù)據(jù)在各向異性分析方面的４）測井時可以對聲源的發(fā)射時序和連續(xù)發(fā)射應(yīng)用。利用相似度分析技術(shù)，對波形數(shù)據(jù)進(jìn)行處之間的周期進(jìn)行自由控制。理，可以準(zhǔn)確地獲取地層縱波、橫波、斯通利波慢度及聲波幅度、衰減系數(shù)等數(shù)據(jù)，結(jié)合常規(guī)測井信息２測量方法原理及參數(shù)選擇特點作進(jìn)一步處理，可有效地獲取巖石機(jī)械力學(xué)參數(shù)和井眼穩(wěn)定性參數(shù)；實現(xiàn)對地層快、慢橫波分離后

4、，可正交偶極陣列聲波測井技術(shù)有單極測量和偶定量計算地層各向異性參數(shù)。極測量２種測量方式。單極測量方式：單極發(fā)射器發(fā)射聲波信號，穿１技術(shù)的主要特點過泥漿到達(dá)井壁，一部分經(jīng)過井壁反射回到井眼中，一部分折射進(jìn)入地層，只有以臨界角折射的波，正交偶極陣列聲波測井儀（以Ｅｘｃｅｌｌ２０００Ⅰ才能被接收器接收。要獲取高質(zhì)量的、全方位的單系列的ＷＳＴＴ為例）主要由１個可控的單極發(fā)射極全波波形，發(fā)射器能量的選擇應(yīng)以波的輸出信號器、２個同深度排列的正交偶極發(fā)射器和８個共面最強(qiáng)、噪音最小，同時又使斯通利波處于不飽和狀環(huán)的３２個接收器組成。正交偶極陣列聲波測井技態(tài)

5、為標(biāo)準(zhǔn)，通常選用高能量輸出。術(shù)有下列４個特點［１，２］。偶極測量方式：該方式的測量目的有２個，一是獲取軟地層的橫波資料，另一個是通過交叉偶極１）單極聲波發(fā)射信號的頻率是傳統(tǒng)的全波單極發(fā)射器頻率的１／３～１／４，聲脈沖的穿透能力強(qiáng)，模式測量，獲取用于分析地層各向異性的資料。要探測深度深，信號衰減小，測量信號強(qiáng)且受井眼環(huán)獲取高質(zhì)量的橫波信息和偶極波形，首先應(yīng)選擇適境影響小。合于井周巖石物理特性的偶極發(fā)射頻率，如硬地層與較高頻率的聲信號產(chǎn)生較強(qiáng)的剪切波，而軟地層２）偶極發(fā)射器的同深度排列改善了測井?dāng)?shù)據(jù)與較低頻率的聲信號才能產(chǎn)生較強(qiáng)的剪切波，根據(jù)在

6、各向異性分析方面的應(yīng)用。地層的物理特性選擇最佳的偶極發(fā)射頻率，可以得３）偶極聲源具有靈活適用的激勵機(jī)制和與之到最好的撓曲波激勵和傳播。相關(guān)的控制電路。不同地層其諧振頻率也不相同，如軟地層的偶極諧振頻率較低，而硬地層的偶極諧收稿日期：２００５０２１８，改回日期：２００５０５１１。振頻率較高，因此，為激勵地層使其以最好的撓曲作者簡介：李兆陽（１９６７），女，１９９０年畢業(yè)于華東石油大學(xué)測井波振動模式諧動，可通過地面系統(tǒng)對偶極聲源的頻專業(yè)，現(xiàn)從事測井解釋工作。第４期李兆陽．正交偶極陣列聲波測井技術(shù)及應(yīng)用３０１偶極有２個同深度排列、互相垂直的發(fā)射器

7、目的是利用快、慢橫波時差和方位對裂縫及地應(yīng)力犡—犡和犢—犢，８個接收環(huán)的每一個環(huán)由４個接引起的各向異性進(jìn)行分析。收器犃，犅，犆和犇組成，其頻率的響應(yīng)范圍為各向異性是指井眼四周地層的物理性質(zhì)不均０．５～２０ｋＨｚ。其中犃犆接收器與偶極發(fā)射器勻或者說地層在不同的方位上存在差異。只要地犡犡同向，犅犇與偶極發(fā)射器犢犢同向?qū)哟嬖诟飨虍愋?，用正交偶極聲波測量時就會產(chǎn)生（圖１）。圖１ａ中的２對不同灰度的矩形極板代表快、慢橫波的分裂，快、慢橫波速度差異的大小反映偶極聲源中分布在同一深度上的４個正交排列的地層各向異性的程度。裂縫性地層和地應(yīng)力不平彎曲棒。彎曲

8、棒在犡犡和犢犢方向上產(chǎn)生衡的非裂縫性地層均可引起快、慢橫波分裂，產(chǎn)生定向、低頻撓曲波。該撓曲波以真實的地層橫波速各向異性現(xiàn)象。在勻質(zhì)無裂縫的地層中，不會產(chǎn)生度傳播，不必對橫波速度