遠(yuǎn)探測反射波聲波測井方法研究進(jìn)展ppt

1、遠(yuǎn)探測反射波聲波測井方法研究進(jìn)展 楚澤涵、徐凌堂、尹慶文、柴細(xì)元 2003年7月本文背景和目的 1、遠(yuǎn)探測反射波聲波測井儀器研制 CNPC重點(diǎn)項(xiàng)目（大港測井公司） 2、理論考察：用低頻（約10KHz）波能接收 到遠(yuǎn)處（約10m）的反射波；資料解釋有案例 3、問題、目的：實(shí)驗(yàn)考察 如何激發(fā)低頻波？ 如何接收低頻波？ 低頻波在模擬井中傳播多遠(yuǎn)？一、如何激發(fā)低頻波（約10KHz) 問題 1、現(xiàn)有聲學(xué)探頭： 外徑6070mm 諧振頻率1317KHz； 2、目的：不增加外徑，激發(fā)頻率約10KHz的低頻波； 方法： 高壓電脈沖激發(fā)， 幅度：4000V， 脈沖寬度：12.5、25、40us，大于探頭諧振頻率

2、的半周期，“強(qiáng)迫震動(dòng)”實(shí)驗(yàn)方法(一）半空間 在半空間油槽內(nèi), 發(fā)射探頭1317KHz, 接收探頭18KHz, 源距3.35m 激發(fā)電脈沖：4000v; 持續(xù)時(shí)間：12.5、25、40us所測量記錄波列 波列的頻譜結(jié) 論1.窄脈沖（12.5us)激發(fā)寬頻帶信號(hào)(1030KHz）2.寬脈沖激發(fā)窄頻帶、低頻信號(hào)（10KHz左右）3.在半空間油槽內(nèi)，測量記錄板波、表面波實(shí)驗(yàn)方法（二）全空間 發(fā)射探頭(1317KHz)和接收探頭(18KHz)不變； 激發(fā)條件不變(4000v，40us)； 源距3.2m； 在鋁筒（長5.2m，外徑102mm)中 全空間，測量記錄波列、頻譜結(jié)論 用高壓寬脈沖可激發(fā)12.96

3、、8KHz的信號(hào)，其復(fù)合信號(hào)頻率約10KHz 可用于遠(yuǎn)探測反射波聲波測井; 激發(fā)電脈沖幅度降低(2000v、1000v）時(shí),波列幅度（能量）降低。實(shí)驗(yàn)（三）源距的影響 在半空間油槽內(nèi)，發(fā)射探頭、接收探頭不變(1317KHz發(fā)射、18KHz接收） 激發(fā)條件不變：4000v,40us 源距：2.9m、3.2m測量記錄波列、頻譜結(jié)論 源距增加，波列幅度（能量）減?。?源距增加，頻譜向低頻端移動(dòng)； 物理解釋：源距增加，復(fù)合（頻率）波中，高頻成分首先衰減二.如何接收低頻波 實(shí)驗(yàn)方法：在半空間油槽內(nèi)； 發(fā)射探頭和激發(fā)條件不變，源距3.2m 改變接收探頭的諧振頻率，兩種： 18KHz諧振頻率接近發(fā)射探頭，

4、低頻端靈敏度高，接收頻帶窄 40KHz諧振頻率高于發(fā)射探頭 接收頻帶寬，靈敏度低（陣列：接收探頭諧振頻率約50KHz）18KHz探頭接收的波列和頻譜40KHz探頭接收的波列和頻譜結(jié)論 較低頻的探頭接收約10KHz的聲波信號(hào)靈敏度高。 較高頻的探頭接收的聲波信號(hào)的頻帶寬 遠(yuǎn)探測反射波聲波測井的接收探頭應(yīng)該用諧振頻率低的18KHz以下， 試制約15KHz的，接收低頻窄頻帶信號(hào) 三，模擬井中低頻聲波信號(hào)能傳播多遠(yuǎn) 實(shí)驗(yàn)條件：遼河油田水泥膠結(jié)刻度井 地層模塊直徑0.8m，聲學(xué)界面：水和 地層模塊 發(fā)射探頭、接收探頭、激發(fā)條件不變 源距：2.9m3.05m、3.20m、3.35m、 3.50m、3.65

5、m、3.80m、3.95m實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 測量記錄波列頻 譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（到時(shí)和相位） 一次反射波在約1600us 處出現(xiàn)（負(fù)），隨源距增加，反射波到時(shí)后延聲學(xué)界面垂直 二次反射波在1825us處出現(xiàn)（正)，與一次反射波相位相反，（抵消） 三次反射波在2100us 處出現(xiàn)，與一廠次反射波同相位 ，（疊加） 從水泥到水，反射系數(shù)為負(fù)值 一次和二次反射波：時(shí)間差250us ,距離0.8m 地層模塊聲速3100m/s(時(shí)差323us/m) 323x0.8=258us，與實(shí)測結(jié)果250us 接近實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（傳播距離) 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數(shù)-0.66, 按此折算傳播距離：二次：7.09m 三次：8.3m；四次:9.51m實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（頻譜） 所記錄波列的頻譜有兩個(gè)峰值（12.98KHz及8KHz ) 源距增加頻譜向低頻端移動(dòng) 源距越長低頻峰值的相對(duì)幅度越大本文結(jié)論 1，用高電壓、寬脈沖可激發(fā)出頻率接近10KHz的低頻波可用于遠(yuǎn)探測反射波聲波測井； 2,接收探頭的諧振頻率應(yīng)該接近發(fā)射探頭的諧振頻率，但應(yīng)略高 3，在模擬井中可觀察到一、二