正交偶极阵列声波测井技术及应用

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1、第２８卷第４期勘探地球物理进展Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．４２００５年８月ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓＡｕｇ．，２００５文章编号：１６７１８５８５（２００５）０４０３０００３正交偶极阵列声波测井技术及应用李兆阳（中国石化华北石油局测井公司，河南新乡４５３７００）摘要：正交偶极阵列声波测井通过完善单极、偶极双激发方式，达到了信号强、衰减小的目标，通过偶极发射器的同深度排列提高了测井数据在各向异性分析方面的应用效果。介绍了在软、硬地层中为产生较强剪切波声信号在激发频率方面的差异，根据地层的物理特性选择最佳的偶极发

2、射频率，可以得到最好的挠曲波激励和传播。详细描述了正交偶极阵列声波测井技术的特点；介绍了该技术资料采集的方式及针对不同特性地层的参数选择原则。介绍了正交偶极阵列声波测井技术所取得的处理解释结果及其在地层各向异性分析等地质方面的应用。关键词：正交偶极阵列声波测井；地层各向异性；声波波形中图分类号：Ｐ６３１．８文献标识码：Ａ正交偶极阵列声波测井是声波测井的一种新率进行控制。为了减少接收器对自动增益控制的技术，采取单极（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）、偶极（ｄｉｐｏｌｅ）双激发需要，同时又不降低其信噪比，测井时可以调整程的方式。单极激发发射器的能量是可选择的

3、，偶极序参数对激发波信号的幅度进行控制。操作者也激发发射的脉冲频率、形状、持续时间和幅度均由可以通过控制激发波信号持续时间的方式限定施地面计算机系统进行程序化控制，偶极发射器的同加到地层的能量。深度排列改善了测井数据在各向异性分析方面的４）测井时可以对声源的发射时序和连续发射应用。利用相似度分析技术，对波形数据进行处之间的周期进行自由控制。理，可以准确地获取地层纵波、横波、斯通利波慢度及声波幅度、衰减系数等数据，结合常规测井信息２测量方法原理及参数选择特点作进一步处理，可有效地获取岩石机械力学参数和井眼稳定性参数；实现对地层快、慢横波分离后

4、，可正交偶极阵列声波测井技术有单极测量和偶定量计算地层各向异性参数。极测量２种测量方式。单极测量方式：单极发射器发射声波信号，穿１技术的主要特点过泥浆到达井壁，一部分经过井壁反射回到井眼中，一部分折射进入地层，只有以临界角折射的波，正交偶极阵列声波测井仪（以Ｅｘｃｅｌｌ２０００Ⅰ才能被接收器接收。要获取高质量的、全方位的单系列的ＷＳＴＴ为例）主要由１个可控的单极发射极全波波形，发射器能量的选择应以波的输出信号器、２个同深度排列的正交偶极发射器和８个共面最强、噪音最小，同时又使斯通利波处于不饱和状环的３２个接收器组成。正交偶极阵列声波测井技态

5、为标准，通常选用高能量输出。术有下列４个特点［１，２］。偶极测量方式：该方式的测量目的有２个，一是获取软地层的横波资料，另一个是通过交叉偶极１）单极声波发射信号的频率是传统的全波单极发射器频率的１／３～１／４，声脉冲的穿透能力强，模式测量，获取用于分析地层各向异性的资料。要探测深度深，信号衰减小，测量信号强且受井眼环获取高质量的横波信息和偶极波形，首先应选择适境影响小。合于井周岩石物理特性的偶极发射频率，如硬地层与较高频率的声信号产生较强的剪切波，而软地层２）偶极发射器的同深度排列改善了测井数据与较低频率的声信号才能产生较强的剪切波，根据在

6、各向异性分析方面的应用。地层的物理特性选择最佳的偶极发射频率，可以得３）偶极声源具有灵活适用的激励机制和与之到最好的挠曲波激励和传播。相关的控制电路。不同地层其谐振频率也不相同，如软地层的偶极谐振频率较低，而硬地层的偶极谐收稿日期：２００５０２１８，改回日期：２００５０５１１。振频率较高，因此，为激励地层使其以最好的挠曲作者简介：李兆阳（１９６７），女，１９９０年毕业于华东石油大学测井波振动模式谐动，可通过地面系统对偶极声源的频专业，现从事测井解释工作。第４期李兆阳．正交偶极阵列声波测井技术及应用３０１偶极有２个同深度排列、互相垂直的发射器

7、目的是利用快、慢横波时差和方位对裂缝及地应力犡—犡和犢—犢，８个接收环的每一个环由４个接引起的各向异性进行分析。收器犃，犅，犆和犇组成，其频率的响应范围为各向异性是指井眼四周地层的物理性质不均０．５～２０ｋＨｚ。其中犃犆接收器与偶极发射器匀或者说地层在不同的方位上存在差异。只要地犡犡同向，犅犇与偶极发射器犢犢同向层存在各向异性，用正交偶极声波测量时就会产生（图１）。图１ａ中的２对不同灰度的矩形极板代表快、慢横波的分裂，快、慢横波速度差异的大小反映偶极声源中分布在同一深度上的４个正交排列的地层各向异性的程度。裂缝性地层和地应力不平弯曲棒。弯曲

8、棒在犡犡和犢犢方向上产生衡的非裂缝性地层均可引起快、慢横波分裂，产生定向、低频挠曲波。该挠曲波以真实的地层横波速各向异性现象。在匀质无裂缝的地层中，不会产生度传播，不必对横波速度