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一发双收声波测井原理

关注:75发表时间:2013-10-08 00:00:00

1.1 声波测井原理


图1.1 声速测井技术原理

声波测井的测量原理如上图2.1所示,声波测井仪的井中探测部分由超声波发射器T和接收器R1、R2 组成。T 与地面上的脉冲讯号源相连,R1和 R2则与电子线路构成的记录装置相连。图中L为源距,△L为2接收器间距。由T发射的声脉冲经泥浆传到井壁,由于声波在泥浆中的速度 V 小于在井壁岩层中的速度V岩,故当声波射线按临界角射至井壁时,即沿井壁滑行且产生通过泥浆传到接收器的折射波。只要声波发射器与接收器之间的距离超过折射波的盲区范围,就能由记录装置将初至折射波的旅行时录出。假定声波到达 R1和 R2两个接收器的旅行时分别为t1 和t2 ,则有

                                                                          (1)

                                                                        (2)

    通常情况下,探头接收器R1和 R2的间距为固定值,并且在该间距范围内测孔直径可认为不变,因此 CD = EF,间距△L= BE-BC= DF,由此可得

                                                                   (3)

式中△t 是到达两个接收器的初至折射波的时间差(图2.1),△L 是一个常量,其中△t 将由。由此可知,在△t 时间内滑行波通过的井壁岩石层厚度等于两个接收器之间的距离。曲线上的△t 越小,所对应岩层的声速V岩就越大。规定△L 以 m 为单位,△t以 μm 为单位,由(3)式可以算出岩层波速

                                                                                 (4)

    依据岩层波速变化即可以获取岩层内部结构状况以及其它重要物理参数。

1.2 非金属声波仪测井原理

依据1.1节中声速测井原来的描述,声速测井过程中,对于一发双收类探头,非金属声波测试仪需要测试参数仅初至时间t1和t2。SET-CWA-01非金属声波测试仪是一款专业针对一发双收探头开发的测试仪器,仪器配置3个通道,其中1个压电发射通道,2个信号接收通道。当测井探头固定在测井孔某个深度位置时,由非金属声波测试仪上的发射通道发射一个脉冲电信号,通过探头内的换能器转换成声波信号。该声信号通过测孔壁传播并最先后被探头内的接收换能器接收,最终被非金属声波测试仪记录。根据测试要求,非金属声波仪将记录2个换能器接收信号的波形,自动/手动识别2个波形的初至时间t1和t2并依据设置间距△L自动计算出岩层波速。