声波测井技术的分类及发展分析

孙佳伟 张鹏程

摘 要：随着科学技术的持续进步，声波测井技术已然获得了相应发展。就某一层面而言，把声波技术和测井技术两者有效融合已然成为现今社会测井作业发展的必经路径，因声波存在的技术优势可促使测井技术具备极强的科学性。基于此，本文针对声波测井技术的类型与其发展进行了相应探讨。

关键词：声波测井技术；分类；发展

中图分类号：P631 文献标志码：A

0 引言

声波技术历经数十年的发展，已然成为现今社会常用的测井手段，是物理测井作业的核心技术要点。当前，因社会科技的持续推进，在很大层面促使油气勘探开发的技术含量与日俱增，在探测技术上提出了更为严格的要求。而声波测井技术这一油气勘探开发的核心技术，其有效应用不但对工程质量、进度具有直观影响，也与企业经济、社会效益密切相关。因此，相关企业必须对声波测井技术给予足够重视，将其合理应用，从而对工程质量予以保证，并相应推动声波测井技术获得更进一步的发展。本文正是在此背景下，先对声波测井技术分类进行了阐述，而后介绍了其原理及具体应用，最后对其发展趋势进行了相应探讨。

1 声波测井技术的类型分析

当前，声波测井技术具体可分为如下类型。

1.1 单极子声波测井技术

单极子声波测井技术的关键技术为单极子声源与接收，其中单极子声源即圆管类型的压电振子，在辐射声波波长大幅度超过压电振子尺度的时候，后者就如同脉动球源，通过该声源能促使其与各方井壁辐射的声波能量相等，以此获取井壁整体信息。现阶段，此技术通常在电缆声波测井与随钻声波测井作业中使用。

1.2 多极子声波测井技术

对多极子声波测井技术加以研究，主要是因借助单极子声波无法获知可靠的滑行横波波速所致。因多极子声源里面具备偶极子、四极子声源，将其应用到充液井空里面能够形成多极子波，都是频散波，速度较之地层横波波速要小。经由探索可得，借助多极子声波测井器具能直观获知地层横波，且结果具备有可靠性。现阶段我国已开发出多极子阵列声波测井仪，借助此仪器能在充液井空中与多极子声波测井一同使用，以获知地层信息。

1.3 相控声波测井技术

目前，方位声波测井是近几年刚开发的高新测井技术，在水平井等油气井的地层、裂缝评价等方面具有显著效用。而相控声波测井技术便是方位声波测井的核心要点，其声波辐射器较之以往应用的声波辐射器而言，存在较大差异，其主要通过若干振动元件组成，阵元能随意布局，使用期间仅需面向阵元发出激励信号，便能达成声波定向辐射的目的。现阶段，相控声波测井技术已然成为声波测井技术的新型研究课题。

2 声波测井技术的原理与应用

2.1 聲波测井技术的原理

声波是借助机械振捣形成的运动方式之一，与载体弹性、声波在其间的传输具有密切关联。在声波测井的时候，因声波能量小且具有高效性，故岩石便能视为弹性体，依照弹性波特性对传播过程、规律加以研究。最初的声波测井技术具体为声速与声幅测井，其所应用的工具为声波测井仪，借助其形成的声波对井下岩石性质加以探测，预估地层孔隙度，是运用面积最广的声波测井手法。

声波测井系统具体通过井下换能器、地面控制器与相关处理记录设备组成。地上记录设备具体对二次接收换能器的中点时间进行记载，并非声波信号到达期间的时间，如此便会防范较大误差出现，使结果具有较强的可靠性。在未测试时，应对声波居于岩体里面的传输速度加以测量，而后求得换能器间距和传输时间的商，便能获知介质里面的传输速度并进行记录。

以往的声波测井技术更注重井下声波的传播特性，未对地上接收记录仪器及其对信号的影响给予足够关注，而后在信号网络这一概念被提出后，方将其引进，才将声波测井过程等效为信息网络传输模型，以对井眼周围的地质状况进行有效探测。在某些长源距等声波测井里面，因声波信号波动明显，接收器接收的第一波信号较差，故通过传输网络模型能改善第一波信号的振动幅度。

2.2 声波测井技术的应用

现今社会中的声波测井技术已然不同于以往，只是一项借助声学发挥效用的技术，其已然引进了声学理论、计算机信息处理技术等高科技测量技术，且其依旧在持续进步，在地层评价、石油采掘等层面都具有不容忽视的作用。其具体应用如下。

一是对地层加以划分。其理论依据为声波在各类型岩石里面具有不一样的传播速度，时差值也存在差异，如砂泥岩剖面，砂岩时差较之泥岩要小，但其间渗透性砂岩较之致密性砂岩时差要小，泥岩、致密性砂岩时差较为相近，这是由于泥岩里面存在钙、石膏等物质所致；而碳酸盐岩剖面，依照周波跳跃情况能把其区分成石灰岩、白云岩孔隙性及裂缝性，其间泥岩多的时差便愈高。概括来讲，借助声波时差可对岩石致密性予以体现，通过时差曲线能对地层比较、区分。

二是判定气层与辨别裂缝。在某一特定的岩石性质下，气层段时差值较高，且具有周波跳跃情况，因此能断定到底是油层或气层。假设地质层里面没有含气层，其不具备显著的时差值变化以及周波跳跃情况，那么便可视为裂缝异常发育。

三是能对地层里面的岩石孔隙度进行计算。因岩石孔隙度对岩石密度具有直观影响，声波居于岩石里面的传播速度和岩石密度具有较大关联，故能经由声波速度，对岩石孔隙度予以计算。

3 声波测井技术的发展趋势

随着声波层技术的持续改进、健全与设备的更新，势必迎来新的技术创新。在日后的测井作业里面，工作效率与成功率必定大幅提高。譬如，声波探测技术方面，技术装备会具有更强的精度、更高的效率，从而与各类型工程环境所提需求相符，其手法势必朝着多元化方向发展，以增强对地层非均质测量的准确性以及声波测井在井轴方面的测量分辨率等；位于信息接收层面，借助内嵌中央处理器技术和大规模可编程电路等，促使声波测井仪收集信息更智能化，以改善声波测量质量，提高结果的有效性，给探测范围的进一步扩张提供有力支撑；位于仪器设备上，以往的声波测井仪难以与社会发展步伐达成一致，日后的仪器设备势必朝着可控制声束指向性的基阵式换能器发展，其不但能够改善某一方向的声幅强度，提高可用信号能量，强化信噪比与探测水平，且其间的声波探头也能变革以往的振动模式，缩减相邻间隔，以与地层井孔里面测量地层纵横波速等所提需求相符。概括而言，日后的声波测井技术势必更具科学有效性，在石油等工程探测方面具有无可比拟的作用。

结语

随着我国社会经济的持续推进，国家整体实力有了显著提升，石油工程勘测等技术也获取了较好发展，而声波测井技术这一获得了广泛应用的技术手段，在该行业技术领域中更是具备不容忽视的效用。但目前较多地形、地质愈加繁杂，故对声波测井技术提出了更为严格的标准，技术的好坏势必对探测结果具有直观影响，不但与工程质量密切相关，也与企业经济、社会效益紧密相连。可见，声波测井技术极为重要。本文正是基于此对声波测井技术的分类与其发展进行了探索、讨论，望经由此推动其今后获得更好的发展。

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