远探测反射波声波测井方法研究进展ppt.

远探测反射波声波测井方法研究进展楚泽涵、徐凌堂、尹庆文、柴细元2003年7月本文背景和目的•1、远探测反射波声波测井仪器研制•—CNPC重点项目（大港测井公司）•2、理论考察：用低频（约10KHz）波能接收•到远处（约10m）的反射波；资料解释有案例•3、问题、目的：实验考察•如何激发低频波？•如何接收低频波？•低频波在模拟井中传播多远？一、如何激发低频波（约10KHz)•问题•1、现有声学探头：•外径—60~70mm•谐振频率13~17KHz；•2、目的：不增加外径，激发频率约10KHz的低频波；•方法：•高压电脉冲激发，•幅度：4000V，•脉冲宽度：12.5、25、40us，大于探头谐振频率的半周期，“强迫震动”实验方法(一）半空间•在半空间油槽内,•发射探头——13~17KHz,•接收探头——18KHz,•源距——3.35m•激发电脉冲：4000v;•持续时间：12.5、25、40us所测量记录波列波列的频谱结论1.窄脉冲（12.5us)激发宽频带信号(10~30KHz）2.宽脉冲激发窄频带、低频信号（10KHz左右）3.在半空间油槽内，测量记录板波、表面波实验方法（二）全空间•发射探头(13~17KHz)和接收探头(18KHz)不变；•激发条件不变(4000v，40us)；•源距3.2m；•在铝筒（长5.2m，外径102mm)中•全空间，测量记录波列、频谱结论•用高压宽脉冲可激发12.96、8KHz的信号，其复合信号频率约10KHz—可用于远探测反射波声波测井;•激发电脉冲幅度降低(2000v、1000v）时,波列幅度（能量）降低。实验（三）源距的影响•在半空间油槽内，发射探头、接收探头不变(13~17KHz发射、18KHz接收）•激发条件不变：4000v,40us•源距：2.9m、3.2m测量记录波列、频谱结论•源距增加，波列幅度（能量）减小；•源距增加，频谱向低频端移动；•物理解释：源距增加，复合（频率）波中，高频成分首先衰减二.如何接收低频波•实验方法：在半空间油槽内；•发射探头和激发条件不变，源距3.2m•改变接收探头的谐振频率，两种：•18KHz——谐振频率接近发射探头，•低频端灵敏度高，接收频带窄•40KHz——谐振频率高于发射探头•接收频带宽，灵敏度低（阵列：接收探头谐振频率约50KHz）18KHz探头接收的波列和频谱40KHz探头接收的波列和频谱结论•较低频的探头接收约10KHz的声波信号灵敏度高。•较高频的探头接收的声波信号的频带宽•远探测反射波声波测井的接收探头应该用谐振频率低的18KHz以下，•试制约15KHz的，接收低频窄频带信号三，模拟井中低频声波信号能传播多远•实验条件：辽河油田水泥胶结刻度井•地层模块直径0.8m，声学界面：水和•地层模块•发射探头、接收探头、激发条件不变•源距：2.9m3.05m、3.20m、3.35m、•3.50m、3.65m、3.80m、3.95m实验装置示意图测量记录波列频谱实验结果分析（到时和相位）•一次反射波在约1600us处出现（负），随源距增加，反射波到时后延—声学界面垂直•二次反射波在1825us处出现（正)，与一次反射波相位相反，（抵消）•三次反射波在2100us处出现，与一厂次反射波同相位，（叠加）•从水泥到水，反射系数为负值•一次和二次反射波：时间差250us,距离0.8m•地层模块声速3100m/s(时差323us/m)•323x0.8=258us，与实测结果250us接近实验结果分析（传播距离)•一次反射波：3.88m•二次反射波：3.88+0.8=4.68m•三次反射波：4.68+0.8=5.48m•可看到四、五、六次反射波•水泥和水界面上反射系数-0.66,•按此折算传播距离：二次：7.09m•三次：8.3m；四次:9.51m实验结果分析（频谱）•所记录波列的频谱有两个峰值（12.98KHz及8KHz)•源距增加频谱向低频端移动•源距越长低频峰值的相对幅度越大本文结论•1，用高电压、宽脉冲可激发出频率接近10KHz的低频波—可用于远探测反射波声波测井；•2,接收探头的谐振频率应该接近发射探头的谐振频率，但应略高•3，在模拟井中可观察到一、二、三、四•五次反射波信号，折射传播距离为7~9m。•4，源距较长时才能看到反射波•远探测反射波声波测井声系：超长源距、低频发射、低频窄频带接收远探测反射波声波测井是有前途的方法！谢谢！