聲波測井技術的分類及發展分析

孫佳偉 張鵬程

摘 要：隨著科學技術的持續進步，聲波測井技術已然獲得了相應發展。就某一層面而言，把聲波技術和測井技術兩者有效融合已然成為現今社會測井作業發展的必經路徑，因聲波存在的技術優勢可促使測井技術具備極強的科學性。基于此，本文針對聲波測井技術的類型與其發展進行了相應探討。

關鍵詞：聲波測井技術；分類；發展

中圖分類號：P631 文獻標志碼：A

0 引言

聲波技術歷經數十年的發展，已然成為現今社會常用的測井手段，是物理測井作業的核心技術要點。當前，因社會科技的持續推進，在很大層面促使油氣勘探開發的技術含量與日俱增，在探測技術上提出了更為嚴格的要求。而聲波測井技術這一油氣勘探開發的核心技術，其有效應用不但對工程質量、進度具有直觀影響，也與企業經濟、社會效益密切相關。因此，相關企業必須對聲波測井技術給予足夠重視，將其合理應用，從而對工程質量予以保證，并相應推動聲波測井技術獲得更進一步的發展。本文正是在此背景下，先對聲波測井技術分類進行了闡述，而后介紹了其原理及具體應用，最后對其發展趨勢進行了相應探討。

1 聲波測井技術的類型分析

當前，聲波測井技術具體可分為如下類型。

1.1 單極子聲波測井技術

單極子聲波測井技術的關鍵技術為單極子聲源與接收，其中單極子聲源即圓管類型的壓電振子，在輻射聲波波長大幅度超過壓電振子尺度的時候，后者就如同脈動球源，通過該聲源能促使其與各方井壁輻射的聲波能量相等，以此獲取井壁整體信息。現階段，此技術通常在電纜聲波測井與隨鉆聲波測井作業中使用。

1.2 多極子聲波測井技術

對多極子聲波測井技術加以研究，主要是因借助單極子聲波無法獲知可靠的滑行橫波波速所致。因多極子聲源里面具備偶極子、四極子聲源，將其應用到充液井空里面能夠形成多極子波，都是頻散波，速度較之地層橫波波速要小。經由探索可得，借助多極子聲波測井器具能直觀獲知地層橫波，且結果具備有可靠性。現階段我國已開發出多極子陣列聲波測井儀，借助此儀器能在充液井空中與多極子聲波測井一同使用，以獲知地層信息。

1.3 相控聲波測井技術

目前，方位聲波測井是近幾年剛開發的高新測井技術，在水平井等油氣井的地層、裂縫評價等方面具有顯著效用。而相控聲波測井技術便是方位聲波測井的核心要點，其聲波輻射器較之以往應用的聲波輻射器而言，存在較大差異，其主要通過若干振動元件組成，陣元能隨意布局，使用期間僅需面向陣元發出激勵信號，便能達成聲波定向輻射的目的。現階段，相控聲波測井技術已然成為聲波測井技術的新型研究課題。

2 聲波測井技術的原理與應用

2.1 聲波測井技術的原理

聲波是借助機械振搗形成的運動方式之一，與載體彈性、聲波在其間的傳輸具有密切關聯。在聲波測井的時候，因聲波能量小且具有高效性，故巖石便能視為彈性體，依照彈性波特性對傳播過程、規律加以研究。最初的聲波測井技術具體為聲速與聲幅測井，其所應用的工具為聲波測井儀，借助其形成的聲波對井下巖石性質加以探測，預估地層孔隙度，是運用面積最廣的聲波測井手法。

聲波測井系統具體通過井下換能器、地面控制器與相關處理記錄設備組成。地上記錄設備具體對二次接收換能器的中點時間進行記載，并非聲波信號到達期間的時間，如此便會防范較大誤差出現，使結果具有較強的可靠性。在未測試時，應對聲波居于巖體里面的傳輸速度加以測量，而后求得換能器間距和傳輸時間的商，便能獲知介質里面的傳輸速度并進行記錄。

以往的聲波測井技術更注重井下聲波的傳播特性，未對地上接收記錄儀器及其對信號的影響給予足夠關注，而后在信號網絡這一概念被提出后，方將其引進，才將聲波測井過程等效為信息網絡傳輸模型，以對井眼周圍的地質狀況進行有效探測。在某些長源距等聲波測井里面，因聲波信號波動明顯，接收器接收的第一波信號較差，故通過傳輸網絡模型能改善第一波信號的振動幅度。

2.2 聲波測井技術的應用

現今社會中的聲波測井技術已然不同于以往，只是一項借助聲學發揮效用的技術，其已然引進了聲學理論、計算機信息處理技術等高科技測量技術，且其依舊在持續進步，在地層評價、石油采掘等層面都具有不容忽視的作用。其具體應用如下。

一是對地層加以劃分。其理論依據為聲波在各類型巖石里面具有不一樣的傳播速度，時差值也存在差異，如砂泥巖剖面，砂巖時差較之泥巖要小，但其間滲透性砂巖較之致密性砂巖時差要小，泥巖、致密性砂巖時差較為相近，這是由于泥巖里面存在鈣、石膏等物質所致；而碳酸鹽巖剖面，依照周波跳躍情況能把其區分成石灰巖、白云巖孔隙性及裂縫性，其間泥巖多的時差便愈高。概括來講，借助聲波時差可對巖石致密性予以體現，通過時差曲線能對地層比較、區分。

二是判定氣層與辨別裂縫。在某一特定的巖石性質下，氣層段時差值較高，且具有周波跳躍情況，因此能斷定到底是油層或氣層。假設地質層里面沒有含氣層，其不具備顯著的時差值變化以及周波跳躍情況，那么便可視為裂縫異常發育。

三是能對地層里面的巖石孔隙度進行計算。因巖石孔隙度對巖石密度具有直觀影響，聲波居于巖石里面的傳播速度和巖石密度具有較大關聯，故能經由聲波速度，對巖石孔隙度予以計算。

3 聲波測井技術的發展趨勢

隨著聲波層技術的持續改進、健全與設備的更新，勢必迎來新的技術創新。在日后的測井作業里面，工作效率與成功率必定大幅提高。譬如，聲波探測技術方面，技術裝備會具有更強的精度、更高的效率，從而與各類型工程環境所提需求相符，其手法勢必朝著多元化方向發展，以增強對地層非均質測量的準確性以及聲波測井在井軸方面的測量分辨率等；位于信息接收層面，借助內嵌中央處理器技術和大規模可編程電路等，促使聲波測井儀收集信息更智能化，以改善聲波測量質量，提高結果的有效性，給探測范圍的進一步擴張提供有力支撐；位于儀器設備上，以往的聲波測井儀難以與社會發展步伐達成一致，日后的儀器設備勢必朝著可控制聲束指向性的基陣式換能器發展，其不但能夠改善某一方向的聲幅強度，提高可用信號能量，強化信噪比與探測水平，且其間的聲波探頭也能變革以往的振動模式，縮減相鄰間隔，以與地層井孔里面測量地層縱橫波速等所提需求相符。概括而言，日后的聲波測井技術勢必更具科學有效性，在石油等工程探測方面具有無可比擬的作用。

結語

隨著我國社會經濟的持續推進，國家整體實力有了顯著提升，石油工程勘測等技術也獲取了較好發展，而聲波測井技術這一獲得了廣泛應用的技術手段，在該行業技術領域中更是具備不容忽視的效用。但目前較多地形、地質愈加繁雜，故對聲波測井技術提出了更為嚴格的標準，技術的好壞勢必對探測結果具有直觀影響，不但與工程質量密切相關，也與企業經濟、社會效益緊密相連。可見，聲波測井技術極為重要。本文正是基于此對聲波測井技術的分類與其發展進行了探索、討論，望經由此推動其今后獲得更好的發展。

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