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方位反射声波测井

/azimuth reflection acoustic logging/
条目作者乔文孝

乔文孝

最后更新 2024-12-04
浏览 105
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利用井中组合相控阵辐射器向井外定向扫描辐射声波能量,同时在井中利用相控圆弧阵接收器阵列定向探测从井旁声阻抗不连续界面反射回的声波信号的声波测井方法。

英文名称
azimuth reflection acoustic logging
所属学科
地质学/地质资源与地质工程

方位反射声波测井是一种既能够测量井旁声阻抗不连续界面(地层界面或裂缝等)的距离、又能够测量其方位的一种远探测声波测井技术。包括单极远探测声波测井和偶极远探测声波测井两种方法。

由于早期的反射声波测井方法采用的理论基础主要为单极纵波法反射声波测井理论,因此,仪器没有周向方位分辨能力。另外,偶极声源工作频率较低(工作频率一般为2~5千赫),使这种方法具有更大的径向探测深度,可以达到20米以上。然而,偶极声源和接收器的指向性曲线是轴对称的,这使得偶极横波法反射声波测井技术具有周向方位分辨能力的同时在周向上仍存在180°的方位不确定性。2005年,斯伦贝谢公司又推出了新一代声波测井仪——声波“扫描”测量仪(见图),该仪器具有反射声波成像测量功能;由于其每个接收站均由8个周向上间隔45°分布的接收器组成,因而具有一定的方位分辨能力,但方位分辨能力仍不足。

基于以上单极纵波法和偶极横波法存在的问题和不足,中国学者乔文孝等于2007年率先将相控阵技术应用于方位反射声波测井中,并提出了基于相控阵的方位反射声波测井方法。由于该方法采用了具有定向辐射能力的相控圆弧阵发射器和具有定向接收能力的相控圆弧阵接收器,因而具有良好的周向方位分辨能力。该方法克服了单极纵波法和偶极横波法所存在的不足,不但能确定反射界面的位置和形态,还能确定其方位,具有良好的应用前景。

方位反射声波测井是一种既能够测量井旁声阻抗不连续界面(地层界面或裂缝等)的距离、又能够测量其方位的一种远探测声波测井技术。相控阵技术具有波的定向辐射和定向接收的功能,相控阵技术在雷达、声呐、医学等领域取得了大量的、成功的应用效果。中国开创的方位反射声波测井技术采用了相控线阵声波辐射器和相控组合圆弧阵接收器,利用反射纵波作为探测反射体的模式波。大量的水下试验、试验井实验和实际测井测试结果表明,方位反射声波测井的径向探测深度达到40米,方位分辨率优于20°,具有“探得远”和“探得准”的特点。该技术在小型构造型油气藏、缝洞型油气藏和岩性油气藏等中小型隐蔽型油气藏的探测和评价以及钻井地质导向等方面具有广阔的应用前景。

为了使方位反射声波测井在现场得到更好的应用,需要继续对该技术进行研究和完善。今后方位反射声波测井的发展方向将是继续对方位反射声波测井的基础理论进行深入研究,优化方位反射声波测井仪器的性能,研究和完善相应的资料处理和成果解释方法,特别是有效反射波的识别和提取方法。

声波扫描测量仪示意图声波扫描测量仪示意图

  • 王瑞甲,乔文孝.三维随钻反射声波成像测井的数值模拟.地球物理学报,2015,58(6):2201-2209.
  • XIAO H C ,et al.An Experimental Study on Azimuthal Reception Characteristics of Acoustic Well Logging Transducers Based on Phased Arc Arrays.Geophysics,2014,79(3):D197-D204.

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