早在20世纪40年代,声波测井最初的应用是合成地震记录,为地震勘探做定量标定,此时声波测井仪器的结构为单发单收装置,该仪器存在很多弊端,比如纵向分辨率低,求取首波波速时存在较多的未知变量。直到1954年,出现了后来广泛应用的单发双收声波测井仪器,提高了测量波速的纵向分辨率,并且使得仪器受井眼环境的影响大大减少,但是在井径变化的情况下,测量速度还是会有偏差。为了校正速度受井径变化的影响,发展了双发双收声波测井仪器,仪器的结构为两个发射器居于仪器两端,两个接收器居于仪器中间,对测量的两条速度曲线经深度校正后再取平均值便可达到井眼补偿的效果,因此这种测井仪器也被称为双发双收补偿声速测井仪器。后来人们发现在利用双发双收测井仪测量低速地层时,由于源距较短导致有时测量的首波不再是地层滑行纵波,而是井孔斯通利波,因此斯伦贝谢公司研制了长源距声波测井仪。
如图所示,长源距声波测井仪器包括两个发射器和两个接收器,其中最小源距也有2.44米。在实际测井过程中,发射器T1和T2在下端,接收器R1和R2在上端。仪器的测量方式包括T1发射—R1和R2接收,T2发射—R1和R2接收。根据声场互易原理,仪器的测量方式等效为T1发射—R1和R2接收和R1发射—T1和T2接收,这样便构成了井眼补偿测井,从而校正了井径变化对纵波速度的影响。此外,长源距声波测井仪因为源距的增长,声波传播的距离随之增加,而不同速度的井孔模式波便能够分离开来。在仪器记录的全波列波形中,按照到达时间早晚,可以依次观察到纵波、横波、伪瑞利波以及斯通利波。从中便能提取出横波的速度信息,甚至进一步利用纵波、横波以及斯通利波的幅度和衰减信息来评价地层的岩性以及识别地层中的裂缝。
准确地讲,长源距声波测井是双发双收声速测井仪的升级版本,其测量的纵波速度更为准确,但是该仪器又具有了采集单极全波列波形的能力,不过其采集波形的质量以及道数上又落后于后来的多极子阵列声波测井仪器。因此,该仪器现在的主要功能是用于提取纵波速度,今后也将是围绕着如何获取更为准确、分辨率更高的纵波速度而开展研究。