偶极子声波测井仪常见故障分析
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子 （ｉｏｅ 测量 两 部 分 。单 极 子 （ ｏ ｏｏｅ 测 量 发 射 ｄｐ ｌ） ｍ ｎｐ ｌ） 器发射 的波 形可 以穿 过 泥浆 到达 井 壁 ， 些 波一 部 分 这 经过井 壁反 射 回到井 眼 中 ， 一部分 折射 进入 地层 ， 只有
波时差。横波发射与纵波不同 ， 是有方向的； 同时， 接 收也是有 方 向 的 。在 Ｘ 方 向 发 射 的 波 只有 在 Ａ、 Ｘ ｃ
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ ＩＳ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
・
２１年 ｌ ０１ ２月
经 验 交流 ・
偶极子声波测井仪常见故 障分析
张 文 忠
（ 西部钻探测井公司 新疆 克拉玛依）
摘
要 ：偶极子声波测井仪器 ， 可以得到地层声 学信息 ， 实现常规声波测井无法 实现的对软地层 的横波测 井。利用偶
０ 引 言
偶极 子声 源是 两个 相 距 很 近 、 动 强度 相 同但相 振
是在软地 层得 到横 波 资料 ， 一 个 是测 量 交 叉偶 极 模 另
式 ， 于地 层各 向异 性 的分 析 。 由于横 波 不 在 流体 以用
中传播 ， 因此 由于 泥浆 的存 在 ， 发射 方式 与单极 子 测 其
第一作者简介：张文忠 ， ，１６ 男 ９ ８年生 ， 工程师 ，０ ３ ７月毕业 于西南石油学院算机应用与维护专业 ，０７年 １ ２０ 年 ２０ 月毕业于长江大学勘察技术与工 程专业 ， 函授本科 ， 现在西部钻探工程有限公 司测井公司测井六分公 司工作。邮编 ：３００ ８４ ０
２１ 年 ０１
地层情况下， 单极源声波测井仪记 录不到横波的问题。 在现代 声 波测井 仪 中 ， 常 都 同时 包括 单 极 源 和偶 极 通
源发 射器 ， 以及 相应 的接 收装 置 ， 以便 获得 更多 的地层
声 波信 息 。
１ 偶 极 子 声 波测 井 仪 的测 量 原 理
Ｈ Ｌ ＩＵ Ｔ Ｎ公 司 Ｗａｅｏｉ 常 规 声 波测 井 Ａ ＬＢ Ｒ Ｏ ｖＳｎｃ和 仪 器 一 样 ， 声 波 的 发 射 和 接 收 都 遵 循 Ｓｅ 定 律 。 其 ｎｌ ｌ Ｗａｅｏｉ仪器 可 分 为 单 极 子 （ ｏｏｏｅ 测 量 和偶 极 ｖＳｎｃ ｍ ｎｐｌ）
方 向可 以接 收 ； 同样 ， 在
方 向可 以接收 。
方 向发射 的波 只有 在 Ｂ、 Ｄ
２ 仪 器 简 述及 技 术 指标
Ｈ Ｌ Ｉ Ｕ Ｔ Ｎ公 司偶极 子 声 波测 井 仪 由四部 分 Ａ ＬＢ Ｒ Ｏ
组成。
当折射 角为 ９。 （ 据 入 射 角 的变 化 ）才 能 被 接 收 ０时 依 ， 器接 收 。单极子 是径 向发 射 的 ， 没有方 向性 ， 收器可 接 在其 发射 的任 意方 向上接 收 。单 极子 测量方 式可 以得
第２卷 ５
第 ６ 期
张文忠 ： 偶极子声波测井仪常见故 障分析
发 射器 和隔 声绝 缘节 （ｓ ） ｗｔ 。 ｉ
７ 地 球物 理应用 ； ） ８ 划 分裂缝 带 。 ）
板子 声波测 井资料 ， 可分析 由裂缝和 不均衡地应 力等 引起的地层各向异性 ， 通过分 离出的快 、 慢横 波的时差和波至 时间 ，
计 算 出地 层 各 向异 性 系数 ， 价 地 层各 向异 性 ； 可 以利 用斯 通 利 波 估 计 裂 缝 的 张 开 度 和评 价 地 层 的 渗 透 性 ， 以 得 到 评 还 可
地层 的纵、 横波 、 通利 波时差， 斯 以及地层 的弹性参数 、 工程参数 等。文章介 绍了哈理伯顿 生产 的偶极子 声波测井仪 的基
本结构 、 测量原理和故障分析 ， 主要 用途和测 井操作 时的注意事项 ， 以及在地层评价 中的应用。
关 键 词 ：偶 极 子 ； 射 器 ；接 收 器 ； 测 故 障 发 检 中图法分类号 ： ６１８ １ Ｐ ３ ． ＋ 文献标识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１０ —１４ ２ １ ）６０ ９ —３ ０ ４９ ３ （０ ０．０ ２０ １
到地层 的 纵波时 差 、 通 利 波 时差 。 同时 在 硬地 层 可 斯 得到横 波 时差 。偶 极 子 测 量 方式 的 目的 有 两个 ， 个 一
１上 电路 ｗｕ ）包 括发 射 控 制 电路 板 （ｔｍ）单 ） ｓｅ ： ｘ ｃ 、 极 子发射 驱 动电路板 ｘ ｄ 、 极 子发 射 驱动 电路板 ｍ ｍ）偶 （ｔｍ）偶极 子发射 电容 板 。 ｘｄ 、 ２发 射探 头部分 和 隔声体 部分 ： 极子 、 ） 单 偶极 子
挠 曲波速度 的测 量获 得 地 层 的横 波 速 度 ， 而克 服 软 从
成 ， 电后 ， 当通 压电板弯 曲， 它能使井壁的一侧井 壁 产 生扰 动 ， 成 轻 微 故 形
的挠 曲 ， 地层 中直 接 激 发 出纵 波 与 横 波 ，除沿 地 层 在
量方式 不 同 。偶极 子 发射器 由金 属支 撑板 和压 电板组
位相 反 的点源 组合 。当偶 极 子 源 在井 内振 动 时 ， 壁 井 附近产 生一种 具 有 频散 特 性 的挠 曲波 。频 率 较低 时 ， 挠 曲波 的速 度与 横波 速 度 接 近 ； 在高 频 时 则低 于横 波 速度 。 因此 ， 用偶极 子 源的偶极 声 波测井 ， 以通 过 采 可
传播 的纵 波 与横 波 外 ， 沿井 眼 向上 还 存 在 有 剪切 挠 曲 波， 这种挠 曲波的振 动方 向与 井轴垂 直 ， 但传播 方 向与 井轴 平行 。这种 剪 切 挠 曲波 具 有 频 散 特性 ， 同频 率 不 其 波 的传 播 速度不 同 ， 高频 时 ， 传 播速度 低 于横波 在 其 的速度 ， 低频 时 ， 传播 速度 与横 波相 等 ， 其 由此可 见 ， 用 正交偶 极声 波测井 可 以 由剪 切挠 曲波 提取 软地 层 的横
波时差。横波发射与纵波不同 ， 是有方向的； 同时， 接 收也是有 方 向 的 。在 Ｘ 方 向 发 射 的 波 只有 在 Ａ、 Ｘ ｃ
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ ＩＳ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
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２１年 ｌ ０１ ２月
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偶极子声波测井仪常见故 障分析
张 文 忠
（ 西部钻探测井公司 新疆 克拉玛依）
摘
要 ：偶极子声波测井仪器 ， 可以得到地层声 学信息 ， 实现常规声波测井无法 实现的对软地层 的横波测 井。利用偶
０ 引 言
偶极 子声 源是 两个 相 距 很 近 、 动 强度 相 同但相 振
是在软地 层得 到横 波 资料 ， 一 个 是测 量 交 叉偶 极 模 另
式 ， 于地 层各 向异 性 的分 析 。 由于横 波 不 在 流体 以用
中传播 ， 因此 由于 泥浆 的存 在 ， 发射 方式 与单极 子 测 其
第一作者简介：张文忠 ， ，１６ 男 ９ ８年生 ， 工程师 ，０ ３ ７月毕业 于西南石油学院算机应用与维护专业 ，０７年 １ ２０ 年 ２０ 月毕业于长江大学勘察技术与工 程专业 ， 函授本科 ， 现在西部钻探工程有限公 司测井公司测井六分公 司工作。邮编 ：３００ ８４ ０
２１ 年 ０１
地层情况下， 单极源声波测井仪记 录不到横波的问题。 在现代 声 波测井 仪 中 ， 常 都 同时 包括 单 极 源 和偶 极 通
源发 射器 ， 以及 相应 的接 收装 置 ， 以便 获得 更多 的地层
声 波信 息 。
１ 偶 极 子 声 波测 井 仪 的测 量 原 理
Ｈ Ｌ ＩＵ Ｔ Ｎ公 司 Ｗａｅｏｉ 常 规 声 波测 井 Ａ ＬＢ Ｒ Ｏ ｖＳｎｃ和 仪 器 一 样 ， 声 波 的 发 射 和 接 收 都 遵 循 Ｓｅ 定 律 。 其 ｎｌ ｌ Ｗａｅｏｉ仪器 可 分 为 单 极 子 （ ｏｏｏｅ 测 量 和偶 极 ｖＳｎｃ ｍ ｎｐｌ）
方 向可 以接 收 ； 同样 ， 在
方 向可 以接收 。
方 向发射 的波 只有 在 Ｂ、 Ｄ
２ 仪 器 简 述及 技 术 指标
Ｈ Ｌ Ｉ Ｕ Ｔ Ｎ公 司偶极 子 声 波测 井 仪 由四部 分 Ａ ＬＢ Ｒ Ｏ
组成。
当折射 角为 ９。 （ 据 入 射 角 的变 化 ）才 能 被 接 收 ０时 依 ， 器接 收 。单极子 是径 向发 射 的 ， 没有方 向性 ， 收器可 接 在其 发射 的任 意方 向上接 收 。单 极子 测量方 式可 以得
第２卷 ５
第 ６ 期
张文忠 ： 偶极子声波测井仪常见故 障分析
发 射器 和隔 声绝 缘节 （ｓ ） ｗｔ 。 ｉ
７ 地 球物 理应用 ； ） ８ 划 分裂缝 带 。 ）
板子 声波测 井资料 ， 可分析 由裂缝和 不均衡地应 力等 引起的地层各向异性 ， 通过分 离出的快 、 慢横 波的时差和波至 时间 ，
计 算 出地 层 各 向异 性 系数 ， 价 地 层各 向异 性 ； 可 以利 用斯 通 利 波 估 计 裂 缝 的 张 开 度 和评 价 地 层 的 渗 透 性 ， 以 得 到 评 还 可
地层 的纵、 横波 、 通利 波时差， 斯 以及地层 的弹性参数 、 工程参数 等。文章介 绍了哈理伯顿 生产 的偶极子 声波测井仪 的基
本结构 、 测量原理和故障分析 ， 主要 用途和测 井操作 时的注意事项 ， 以及在地层评价 中的应用。
关 键 词 ：偶 极 子 ； 射 器 ；接 收 器 ； 测 故 障 发 检 中图法分类号 ： ６１８ １ Ｐ ３ ． ＋ 文献标识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１０ —１４ ２ １ ）６０ ９ —３ ０ ４９ ３ （０ ０．０ ２０ １
到地层 的 纵波时 差 、 通 利 波 时差 。 同时 在 硬地 层 可 斯 得到横 波 时差 。偶 极 子 测 量 方式 的 目的 有 两个 ， 个 一
１上 电路 ｗｕ ）包 括发 射 控 制 电路 板 （ｔｍ）单 ） ｓｅ ： ｘ ｃ 、 极 子发射 驱 动电路板 ｘ ｄ 、 极 子发 射 驱动 电路板 ｍ ｍ）偶 （ｔｍ）偶极 子发射 电容 板 。 ｘｄ 、 ２发 射探 头部分 和 隔声体 部分 ： 极子 、 ） 单 偶极 子
挠 曲波速度 的测 量获 得 地 层 的横 波 速 度 ， 而克 服 软 从
成 ， 电后 ， 当通 压电板弯 曲， 它能使井壁的一侧井 壁 产 生扰 动 ， 成 轻 微 故 形
的挠 曲 ， 地层 中直 接 激 发 出纵 波 与 横 波 ，除沿 地 层 在
量方式 不 同 。偶极 子 发射器 由金 属支 撑板 和压 电板组
位相 反 的点源 组合 。当偶 极 子 源 在井 内振 动 时 ， 壁 井 附近产 生一种 具 有 频散 特 性 的挠 曲波 。频 率 较低 时 ， 挠 曲波 的速 度与 横波 速 度 接 近 ； 在高 频 时 则低 于横 波 速度 。 因此 ， 用偶极 子 源的偶极 声 波测井 ， 以通 过 采 可
传播 的纵 波 与横 波 外 ， 沿井 眼 向上 还 存 在 有 剪切 挠 曲 波， 这种挠 曲波的振 动方 向与 井轴垂 直 ， 但传播 方 向与 井轴 平行 。这种 剪 切 挠 曲波 具 有 频 散 特性 ， 同频 率 不 其 波 的传 播 速度不 同 ， 高频 时 ， 传 播速度 低 于横波 在 其 的速度 ， 低频 时 ， 传播 速度 与横 波相 等 ， 其 由此可 见 ， 用 正交偶 极声 波测井 可 以 由剪 切挠 曲波 提取 软地 层 的横