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1.
分析了石油勘探中采用的薄圆环压电换能器的瞬态响应，研究了它的等效电路并确定了电压激励信号与换能器瞬态振动之间的转换函数。利用留数定理，推导出了在两种类型电压信号激励下，薄圆环压电换能器声源函数的时域及频域的解析式，同时真实地表示了薄圆环压电换能器的实际声源函数。选择合适的压电材料和周围的耦合液体，可以改善发射声波信号的质量．在一定发射功率条件下，保持换能器的几何尺寸不变，降低换能器的共振频率，从而能增加声波测井仪的探测深度和随钻测量（ＭＷＤ）声纳导向系统的测量距离。 相似文献
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《地球物理学进展》2016,(2)
本文提出的瞬态感应测井是一种以瞬变电磁激发为基础的感应测井方法.其工作波形是瞬态的:有一个主频并有一定的带宽.发射探头是线圈,激发的感应电动势与感应测井一样沿圆周方向.具体激发频谱取决于与其配合的声波测井压电换能器参数.当换能器是宽带时,激发的瞬变电磁场是宽带的,激发波形的电震荡周期比较少,测量的电磁感应波形的震荡周期也比较少.这些震荡波形从激发时刻便开始出现,只能够用同轴的线圈进行接收.同样,接收信号中也包含直接耦合信号和二次场信号,两者相差90°.当地层的电导率随频率改变时,接收波形中二次场的响应波形幅度和相位均发生改变.对接收波形可以参考感应或阵列感应测井的处理方法,用Doll几何因子进行设计.但是,需要面对不同频率的幅度和相位,增加解耦处理方法.相对于阵列感应测井,该测井方法有两个优点:能够测量一个频带内地层的电阻率,能够与阵列声波测井从探头结构上进行组合,便于测井系统的集成. 相似文献
3.
为防止沿钻铤传播的声信号掩盖来自地层的声信号，目前需在钻铤上刻槽以实现对地层纵、横波速度的测量.但刻槽不仅占用钻铤空间，且降低了钻铤的强度和刚度.本文探讨在不刻槽条件下，利用动电效应获得地层纵横波速度的可行性.为此，模拟了随钻声波测井信号及由岩石动电效应产生的电场信号.先视地层为黏弹性介质，模拟随钻声波测井信号，再利用围压与孔隙流体压强的关系获得了声波在地层中引起的孔隙压强，然后计算由孔隙地层动电效应产生的声诱导电磁场.对多极声源激发的声场波形及其诱导电场的波形进行比较，发现随钻声诱导电场中钻铤波的相对幅度明显小于随钻声场中钻铤波的相对幅度.此外，发现在慢速地层条件下，偶极声源激发的电场中出现了比较明显的地层横波信号. 相似文献
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为防止沿钻铤传播的声信号掩盖来自地层的声信号,目前需在钻铤上刻槽以实现对地层纵、横波速度的测量.但刻槽不仅占用钻铤空间,且降低了钻铤的强度和刚度.本文探讨在不刻槽条件下,利用动电效应获得地层纵横波速度的可行性.为此,模拟了随钻声波测井信号及由岩石动电效应产生的电场信号.先视地层为黏弹性介质,模拟随钻声波测井信号,再利用围压与孔隙流体压强的关系获得了声波在地层中引起的孔隙压强,然后计算由孔隙地层动电效应产生的声诱导电磁场.对多极声源激发的声场波形及其诱导电场的波形进行比较,发现随钻声诱导电场中钻铤波的相对幅度明显小于随钻声场中钻铤波的相对幅度.此外,发现在慢速地层条件下,偶极声源激发的电场中出现了比较明显的地层横波信号. 相似文献
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在天然气水合物(简称水合物)钻采过程中，动态监测水合物沉积物具有非常重要的现实意义和应用价值.常规探测方法只能判断水合物分解前的大致分布情况，很难获得水合物分解过程中固-液交界面的动态变化和图像.本文将热声耦合引入到水合物的钻采监测中，首次提出了在瞬态强脉冲激励下水合物产生瞬态相变、并激发相变热声信号的物理机制，导出了脉冲激励与声源之间的耦合方程，提出了基于滤波反投影算法的相变界面成像方法.建立了三维仿真模型，开展了电场和声场耦合分析，在强脉冲激励下求解出了热函数及声压分布.然后模拟超声换能器接收到的声信号，利用声信号对不同半径的水合物重建声源的分布，从声源图像得到水合物的相变界面位置信息.为水合物松散沉积物的研究提供了一种全新的探测方法. 相似文献
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通过有限元数值模拟例子，分析了相控线阵的辐射性对声波测井中各种波动模式波的幅度和到达时间等波形特征的影响，以及相控线阵作为声波测井辐射器的可行性.结果表明，只要在相控线阵的各阵元之间施加合适延迟时间的激励信号，就可以调整辐射器的辐射声束的方向，以有利于激发滑行纵波和滑行横波；只要采用相对较低的频率或使用加权相控线阵，就可以增大相控线阵的辐射主瓣角宽，以利于在任意地层有效激励滑行纵波.相控线阵的使用可明显地改善声波测井的测量质量.本文工作为相控线阵声波辐射器在石油勘探中的应用提供了理论依据. 相似文献
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为了实现声波测井的周向分辨能力，提出了可应用于声波测井的、具有周向辐射指向性的相控圆弧阵声波辐射器方案.声波测井圆弧阵发射换能器由多个压电振子沿着圆周排列，通过控制各个振子的激励时间可以实现向某个方位方向的声波辐射.本文以自制的28阵元相控圆弧阵为例，理论和实验研究了相控圆弧阵的辐射指向性及其与阵元个数、声波频率等参数之间的关系.研究表明，在声波测井频率范围内，随着工作阵元个数和频率的增加，圆弧阵辐射声波的周向指向性增强，理论研究和实验研究取得了相一致的结果.与现有的声波测井单极子、偶极子和四极子声源相比，在井下采用相控圆弧阵作为声波辐射器可以真正实现方位声波测井，在各向异性地层评价、定向钻井和井间地层评价等石油工程中有良好的应用前景. 相似文献
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应用三维非均匀交错网格有限差分程序模拟了多极子随钻声波测井的波场，考察了硬地层中单极子随钻声波测井响应及软地层中声源频率对多极子随钻声波测井的影响；计算了接收阵列波形的时域相干谱及频散特征，结果表明随钻测井仪器居中时，在硬地层中可以直接利用单极子声系得到地层横波速度，但地层纵波受到钻铤波的极大干扰.而在软地层中可以利用单极子声系直接测得地层纵波速度，但地层横波速度则需要使用工作在较低频率下的四极子随钻声波仪来测得，此时测井频段又会落入钻井噪声频带而受到影响.为此本文提出数值模拟手段结合物理实验的方法得到钻铤波的影响，在实际测井中通过信号处理方法而不是用在仪器本体上刻槽的方式来更完全地消除钻铤的影响.为了避免钻井噪声的影响，本文提出六极子随钻声波仪更适合软地层的横波测量.本文用数值实验结果来说明这些方法的可行性. 相似文献
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《地球物理学进展》2015,(6)
声电频谱测井的频谱包含实部和虚部,其测井的主要目的之一是获得探头响应的虚部.因为虚部包含着更多的地层参数信息或者与地层参数具有直接的关系.例如感应测井响应的虚部在一阶近似的情况下与地层的电导率成正比;声波测井的传播速度信息在相位上表现,所测量的时差是相位差,也是虚部;井下超声换能器的辐射阻抗与地层参数有关,也包含虚部.用稳态的正弦波或者方波激发时,虚部的信息包含在所测量波形的相位中,虚部的测量就是这些波形幅度和相位的测量,即原始测量信号仍然是正弦波,但是经过探头和地层以后,其幅度和相位会发生比较大的变化,特别是在探头或者响应的谐振频率处,其变化更加剧烈.本文研究用采集到的正弦波处理虚部的方法.包括测量电路:一般测量电路和桥式测量电路,模拟测量方法和数字测量方法等.其中模拟测量方法借助于模拟乘法器和滤波完成虚部的测量,数字测量方法需要借助于信号处理方法获得虚部.模拟测量方法中因为有低通滤波器,因此只对一定频率段有效(大于5kHz),数字方法则可以从很低的频率开始,对大多数频率段有效.桥式测量电路可以增加原始信号的幅度,提高虚部的测量精度. 相似文献
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随钻超声成像测井通过钻铤的旋转实现周向扫描成像，为了提高随钻超声成像测井在周向成像测量的方位覆盖率，需要安装多个换能器同时进行测量，换能器的响应不一致则会产生错误的成像测量结果，本文通过实验测量的方法对随钻超声成像测井换能器的响应特性进行研究.实验测试系统主要由高精度定位控制系统、PXI采集系统、针形水听器、OLYMPUS 5077PR信号源、信号转换器、载物台、示波器等构成，是一个具有4自由度的小型声学定位测控系统.实验主要包括超声换能器的轴线声场测量以及指向性测量.对超声换能器的轴线声场进行测量，得到了换能器的远近场临界距离和幅度响应特性，实验表明换能器远近场临界距离在3.25 cm附近，各个换能器的幅度响应特性一致性较好.通过对换能器指向性进行测量，表明3 dB角宽大致在12°左右，换能器具有较好的聚焦特性.该研究提供一种评价超声成像测井换能器的有效方法，为仪器研制过程中的换能器匹配选择提供依据，可为超声成像测井仪器的研制提供有力支撑. 相似文献
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本文针对流体饱和孔隙介质的动电效应,在砂岩模型井中开展了动电测井实验研究.记录到渗透率不同模型中单极源动电测井的全波波形,清晰地观测到了伴随纵波、横波和斯通利波的动电转换信号,给出了本文实验条件下,动电测井全波中各分波的幅度,并通过电声比的大小说明了各分波的动电转换能力.实验结果表明:孔隙介质动电效应与渗透率密切相关,动电信号的幅度随着地层渗透率的增大而增加,在高渗透率地层中记录动电信号的幅度较大,这一特性可用于地层渗透率的井下动电评估.本文实验结果还验证了动电测井的可行性,同时指出:与声波测井相比,动电测井信号对地层渗透率更加敏感,这为渗透率等地层参数的井下动电测量奠定了实验基础. 相似文献
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Distinguishing oil and water layers by interpreting acoustic logging data with changing well diameters 
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下载免费PDF全文 During surveys, water layers may interfere with the detection of oil layers. In order to distinguish between oil and water layers, research on the properties of well diameters and oil and water layers and their relation to acoustic logging rules is essential. Using Hudson's crack theory, we simulated oil and water layers with different well diameters or crack parameters (angle and number density). We found that when the well radius increases from 0.03 m to 0.05 m, the variation ratio of compressional wave amplitude for the oil layer is less than that for the water layer. The difference of Stoneley wave amplitude between the crack parameters (angle and number density) is greater in the case of the water layer than in the case of the oil layer. The response sensitivity of wave energy is greater for the water layer than that for the oil layer. When the well radius increases from 0.05 m to 0.14 m, the maximum excitation intensity for oil layer is greater than that for the water layer. We conclude that the propagation of an elastic wave is affected by medium composition and well diameter, and the influence has certain regularity. These results can guide further reservoir logging field exploration work. 相似文献
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动电效应指孔隙介质中与固/液界面的双电层和孔隙流体渗流有关的弹性-电磁耦合现象,探索基于动电效应的勘探和测井新方法则是石油工业重点关注的研究方向之一.本文对流体饱和孔隙介质中的动电效应进行了实验测量研究,记录到了不同模型井中伴随声波的动电转换信号和界面动电转换信号,对比分析了这两种动电信号的产生条件及传播特性,验证了理论分析结果,并进一步研究了动电信号的分波成分及其与声波信号的关系,探讨了声源激发模式、电极接收方式及数据处理方法对动电信号的影响,为动电测井仪器设计奠定实验基础. 相似文献
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《中国科学D辑(英文版)》2008,(Z2)
Acoustic transducer is an important part of acoustic well logging tool. In this paper,ANSYS software package is used to design acoustic dipole transducer and simulate vibrating mode of the dipole transducer in different mechanical boundary conditions. The results show that boundary conditions influence the number of vibrating mode in the same frequency band and the frequency value of the same vibrating mode. Several acoustic dipole transducers are designed according to the results of numerical simulation and laboratory measurements. The basic frequency of vibrating mode of experi-ment has good agreement with that of simulation. The numerical simulation plays a good guidance role in designing,producing and correctly installing the acoustic dipole transducer. 相似文献
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大斜度井、水平井的固井质量评价需求,推动了基于随钻测井仪器的固井质量评价技术的发展.本文基于弹性波传播理论,建立柱状分层介质的套管井随钻测井模型,模拟了不同水泥胶结情况的随钻声场响应,特别是其波形特征.结果表明,套管井中随钻与电缆波形特征最大的区别在于随钻波列中存在隔声衰减后的钻铤波.特别是当水泥胶结较好时,钻铤波与套管波幅度大小相近,甚至钻铤波幅度更大,而时间域上两者波形重叠,该特点使得常规电缆声波(声幅/变密度)固井质量评价方法不适用于随钻测井环境.本文考察了不同水泥胶结程度下随钻波列中套管波幅度和衰减与胶结指数的关系,形成一种同时利用幅度和衰减的随钻声波胶结指数计算方法,为随钻声波固井质量评价提供理论指导. 相似文献
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套管外地层受异常地应力、油气开采的影响,在径向上表现出非均质性;采用声波测井可以对该非均质性进行探测,利用偶极子横波测井数据可以对横波速度的径向分布进行反演.本文建立了套管井外地层横波速度径向分层参考模型,采用修正的微扰法计算了该模型的偶极弯曲波频散曲线,建立了横波速度径向分布反演目标函数,采用高斯牛顿法和快速模拟退火法对目标函数进行了求解,得到了套管井外地层横波速度的径向分布.分析了偶极弯曲波频段、套管横波速度对反演结果的影响,对比了高斯牛顿法和快速模拟退火法对反演过程的影响.分析对比结果表明,采用偶极弯曲波激发强度较高的频段与采用全频段的反演结果相近;套管的横波速度准确度越高,反演结果越准确;高斯牛顿法和快速模拟退火法计算精度相同,都可以得到高精度的横波速度径向分布;快速模拟退火法的计算效率略低于高斯牛顿法,但其收敛性对初始值依赖更小,实际处理中应选择快速模拟退火法. 相似文献
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一种新型动电测井探测器研究与实验测试（英文） 总被引：1，自引：0，他引：1
目前对动电测井的研究主要集中于数值模拟和岩石物理实验。为研发出能下井测量的动电测井仪器,进行了一系列实验研究工作。文中介绍了一种融合了不同结构和材料要求的新型声电复合式动电测井探测器的结构及原理,对声、电信号接收器在仪器机械设计上无法布置在同一位置的难题也提出了解决方法。在水池中对其辐射声场特性进行了测试,计算了辐射声场声压及发射电压响应,分析了基于相控线阵的阵列式声波发射探头的指向性及实际应用效果。研究表明,在源距1500 mm处产生的声压可达47.2 kPa,且会随着激励声源主频增大而减小。随着相邻声波发射子阵激励信号延迟时间的增加,辐射声束主瓣会发生明显偏转,主瓣方向的能量也逐渐增强,可有效增强声电转换效率。本文为探测器研制及开展井下动电测井研究奠定了重要基础。 相似文献
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本文提出了一种用于模拟非轴对称套管井中扇区水泥胶结测井100 kHz 3维瞬态声场的并行算法.采用时域有限差分方法,以及非裂化的完全匹配层吸收边界条件,基于信息传递接口(MPI)并行环境,在计算机集群上实现并行计算.对内边界上的差分方程进行参数平均处理,提高了计算稳定性.通过在轴对称情况下将有限差分模拟结果与实轴积分法计算结果对比,验证了方法的正确性.使用并行有限差分算法,模拟了水泥环有不同大小和在不同方位缺失时非轴对称套管井中8扇区的扇区水泥胶结测井仪的测井波形,并分析了套管波幅度随水泥缺失-换能器夹角的变化.根据模拟和分析结果,得到了非轴对称套管井中新的声场传播规律,并建议了一种用于反演水泥缺失大小和方位的方法. 相似文献
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在油、气储层的勘探和开发中观察到的一个现象是储层岩石中普遍存在孔隙和裂隙.随着近年来孔、裂隙介质弹性波动理论的进展,我们可以将此理论应用于测井技术,以此来指导从声波测井中测量孔、裂隙地层的声学参数.本文计算了孔、裂隙地层里充流体井眼中的多极子声场,分析了声场随裂隙介质的两个主要参数(即裂隙密度和裂隙纵横比)的变化特征.井孔声场的数值计算表明裂隙密度可以大幅度地降低井中声波纵、横波的波速和振幅.随着裂隙密度的增加,在测井频段内也可以看到纵、横波速的频散现象(这种频散在孔隙地层中一般是观察不到的).本文还研究了多极子模式波 (即单极的Stoneley波、伪瑞利波以及偶极的弯曲波)随裂隙参数的变化特征.结果表明,这些模式波的振幅激发和速度频散都受裂隙密度的影响.裂隙密度越高影响越大.此外,裂隙还对模式波的传播造成较大的衰减.相对裂隙密度而言,裂隙纵横比是一个频率控制参数,它控制裂隙对声场影响的频率区间.本文的分析结果对裂缝、孔隙型地层的声波测井具有指导意义. 相似文献
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探索基于孔隙介质动电效应的随钻测井新方法是当前测井勘探领域的热点研究之一.本文针对随钻测井情况下的动(声)-电转换机理,在砂岩模型井中进行了多极源(单/偶/四极源)随钻动电测井实验研究,记录了井中声波激发动电转换波场的时域波形,给出了各分波的时间-速度图,并与多极源随钻声波测井数据进行对比,结果表明:钻铤波诱导的动电转换信号在随钻动电测井全波中的相对幅度显著降低,从而可准确提取到地层声波的传播速度,实现了利用随钻动电测井方法测量地层波速的目的,验证了随钻动电测井技术可有效抑制钻铤波的思想.本文还进一步分析了钻铤波的动电耦合特性,并结合有机玻璃模型井中随钻动电测井和无井孔模型下的随钻声波测量,研究了伴随钻铤波电场信号的传播特性和衰减规律,深入探讨了随钻动电测井全波中钻铤波被削弱的原因,并给出了定量的实验数据分析,为随钻动电测井理论模拟的解释提供有效实验数据支撑. 相似文献